基于单片机的水塔水位检测控制系统仿真设计

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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
) f3 h" G' F" a9 L/ D$ w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
Proteus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。
; D# S. m% K# L4 w4 W* K关键词:单片机; 水位检测;控制系统;仿真
0 P2 D" f, ~. v' W3 G: U引言
水塔供水的主要问题是塔内水位应始终保持在一定范
1 p- X6 ?+ d$ k- K) v围,避免“空塔”、“溢塔”现象发生。目前,控制水塔水位方法
较多,其中较为常用的是由单片机控制"实现自动运行,使水
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
要确保水位在允许的范围内浮动,应采用电压控制水位。首
: E/ v* ]2 E- {- Q  g3 G9 v, V先通过实时检测电压,测量水位变化,从而控制电动机,保证
- W- O3 c9 W# q) v0 w- ^) |水位正常。因此,这里给出以Atmel公司的AT89C51单片机囚
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
( h9 [9 X' e1 y/ {* Q6 V4 y2 E4 J( C检测控制、电机故障检测、处理和报警等功能,并在Proteus软
件环境下实际仿真。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。
2水塔水位控制原理
# Z4 K8 ?, |( f$ s- a单片机水塔水位控制原理如图1所示,图中的虚线表示
允许水位变化的上、下限位置。在正常情况下,水位应控制在
1 w, X; K8 J" c6 _4 X虚线范围之内。为此,在水塔内的不同高度处,安装固定不变
的3根金属棒A、B、C,用以反映水位变化的情况。其中,A棒
) k9 f( f6 e; S# N! `& h* o在下限水位,B棒在上、下限水位之间,C棒在上限水位(底端
靠近水池底部,不能过低,要保证有足够大的流水量)。水塔
2 Y2 F1 I4 Y) V$ M由电机带动水泵供水,单片机控制电机转动,随眷供水,水位
( u1 |( ^/ p# k- ~- }- V
不断上升,当水位上升到上限水位时,由于水的导电作用,使
! H- R3 W0 f. W9 g  BB.C棒均与+5V连通。因此b.c两端的电压都为+5 V即为
( \. I7 r! ^$ D“1”状态,此时应停止电机和水泵工作,不再向水塔注水;当
4 q' \) u, l! B水位处于上、下限之间时,B棒和A棒导通,而C棒不能与A
棒导通,b端为“1”状态,c端为“0"状态。此时电机带动水泵
! F2 R) l& p  |" E给水塔注水,使水位上升,还是电机不工作,水位不断下降,
. {& P# @4 f3 `8 X6 N$ W都应继续维持原有工作状态;当水位处于下限位置以下时,
2 K4 y; H0 V. uB、C棒均不能与A棒导通,b.c均为“0”状态,此时应启动电
8 M) y2 n* _; H* d9 B: s机转动,带动水泵给水塔注水。
3 k' }5 v% X9 T2 {图1水塔水 位控制原理图
6 E: t4 I- n2 H. Y3电路设计
1 O- E1 c+ J' V6 Y水塔水位控制系统主要由CPU(AT89C51)、水位检测接口
) a; x0 M! Y! \8 Q" X4 h电路、报警接口电路存储器扩展接口电路、复位电路、时钟振
莴叫等部分组成，如图2所示。图3为系统硬件电路。
3.1水位检测接口电路
1 v7 q# i( e" u6 m% Q( A/ T8 e/ U) F为了便于实现水位检测功能,用一个两位的拨码开关模




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水塔供水的主要问题是塔内水位应始终保持在一定范围,避免“空塔”、“溢塔”现象发生

苏安澜

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