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摘要:设计一种基于单片机水塔水位检测控制系统。该系统能实现水位检测、电机故障检测、处理和报警等功能,实现3 A; C& T: Z, W0 F
超高、低警戒水位报警,超高警戒水位处理。介绍电路接口原理图,给出相应的软件设计流程图和汇编程序,并用
2 w, y. d& L5 M5 c) L# D1 LProteus软件仿真。实验结果表明,该系统具有良好的检测控制功能,可移植性和扩展性强。* B" k2 l j7 z, ?
关键词:单片机; 水位检测;控制系统;仿真. i7 u$ h X% r/ a. B9 `
引言
. m" {0 ~, a1 r/ M. u水塔供水的主要问题是塔内水位应始终保持在一定范2 K+ G+ i# F" j2 c
围,避免“空塔”、“溢塔”现象发生。目前,控制水塔水位方法 b& N; X! `/ N5 M
较多,其中较为常用的是由单片机控制"实现自动运行,使水
: o! S, @ m4 r. x塔内水位保持恒定,以保证连续正常地供水。实际供水过程中" G/ `8 r; o/ \0 D
要确保水位在允许的范围内浮动,应采用电压控制水位。首
. E7 @8 e, W7 I2 w先通过实时检测电压,测量水位变化,从而控制电动机,保证) r/ D' l( M4 C, u1 l
水位正常。因此,这里给出以Atmel公司的AT89C51单片机囚+ C. w3 H: K5 {: \+ f2 k4 p
为核心器件的水塔水位检测控制系统仿真设计,实现水位的! c' I: @& {8 s$ U( ^! z( s1 U, F
检测控制、电机故障检测、处理和报警等功能,并在Proteus软0 f5 ?3 b3 [; o1 \
件环境下实际仿真。实验结果表明,该系统具有良好的检测" g, [. y* i& C/ G/ {
控制功能,可移植性和扩展性强。
2 b4 y: K% I$ M, t4 W: ?2水塔水位控制原理# t( d6 F- u3 S2 }
单片机水塔水位控制原理如图1所示,图中的虚线表示
! X1 T( D# ?+ B6 [允许水位变化的上、下限位置。在正常情况下,水位应控制在0 ~1 v2 a9 R) v C- r, @; r6 q
虚线范围之内。为此,在水塔内的不同高度处,安装固定不变
6 M+ ?! q# ?- L" q. i' h的3根金属棒A、B、C,用以反映水位变化的情况。其中,A棒' c# x0 k* @* R
在下限水位,B棒在上、下限水位之间,C棒在上限水位(底端/ B- X, U. i4 h# D. U) h
靠近水池底部,不能过低,要保证有足够大的流水量)。水塔; r" v7 W8 N/ |+ Y
由电机带动水泵供水,单片机控制电机转动,随眷供水,水位7 H' c0 ~ `! q/ i) O
8 y1 L! X6 r* ?: p" ~: Z# d+ d) h0 T" l不断上升,当水位上升到上限水位时,由于水的导电作用,使
7 O8 H/ K1 x! G0 f ?B.C棒均与+5V连通。因此b.c两端的电压都为+5 V即为3 v" w& k- h+ l! h
“1”状态,此时应停止电机和水泵工作,不再向水塔注水;当/ G4 Q$ j3 P& Q: L* G0 q
水位处于上、下限之间时,B棒和A棒导通,而C棒不能与A6 T9 u: x) P, H3 i5 }$ q0 S) d; ?
棒导通,b端为“1”状态,c端为“0"状态。此时电机带动水泵
7 s0 _, [( `- b! o. C' S给水塔注水,使水位上升,还是电机不工作,水位不断下降,
$ D0 }, \- h9 `' @$ v$ H4 F都应继续维持原有工作状态;当水位处于下限位置以下时,
# u' q8 q. F$ y; q& m, GB、C棒均不能与A棒导通,b.c均为“0”状态,此时应启动电' ]0 o; B5 o- Z* l# B
机转动,带动水泵给水塔注水。
* B9 I& J% W6 R; L图1水塔水 位控制原理图! H' Q6 q6 D' E: F+ @1 F! ?! |
3电路设计
$ ~. ?4 |; X8 s8 Z8 P- e+ ?% ~5 p: [水塔水位控制系统主要由CPU(AT89C51)、水位检测接口+ d9 V: H: h+ e# B2 |# E
电路、报警接口电路存储器扩展接口电路、复位电路、时钟振+ Z6 o, R# j* I3 k$ U6 ]
莴叫等部分组成，如图2所示。图3为系统硬件电路。
1 P1 E5 B! u2 f2 O3 u6 O3.1水位检测接口电路
8 {/ H3 a ], Y& ?) \$ g( D为了便于实现水位检测功能,用一个两位的拨码开关模, Q' ]& r; c/ N
8 r* m1 E9 G3 B* m# F7 m/ P
9 ]. |" K3 k& C' K1 s: B2 u1 _+ U5 L5 z2 o. |4 B- r5 ?
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附件下载：
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发表于 2020-4-27 10:04
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