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
& ~( y: H# a6 `$ u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。
关键词:单片机; 水位检测;控制系统;仿真
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
围,避免“空塔”、“溢塔”现象发生。目前,控制水塔水位方法
( u* `7 ~. y7 q较多,其中较为常用的是由单片机控制"实现自动运行,使水
: {" }7 Z3 u& z6 ?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
/ I: v1 a. e  m0 Y; y0 H要确保水位在允许的范围内浮动,应采用电压控制水位。首
. R" R' |/ \; N- m/ C先通过实时检测电压,测量水位变化,从而控制电动机,保证
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
检测控制、电机故障检测、处理和报警等功能,并在Proteus软
" m' y9 O" U* e8 f2 e/ W9 f件环境下实际仿真。实验结果表明,该系统具有良好的检测
/ Y3 I1 j! \$ a3 U* u0 M控制功能,可移植性和扩展性强。
( r. B  x4 G/ b2水塔水位控制原理
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
虚线范围之内。为此,在水塔内的不同高度处,安装固定不变
( _3 Y, C: @8 q: o* w; a  O  y, J的3根金属棒A、B、C,用以反映水位变化的情况。其中,A棒
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
! i% u1 A) C) Z+ O1 J由电机带动水泵供水,单片机控制电机转动,随眷供水,水位
9 i) D/ h' N1 J7 A9 _# y# Y! m: 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
B.C棒均与+5V连通。因此b.c两端的电压都为+5 V即为
“1”状态,此时应停止电机和水泵工作,不再向水塔注水;当
2 w: g2 }' l' j, @9 e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
6 q6 U+ ^$ l$ U7 y给水塔注水,使水位上升,还是电机不工作,水位不断下降,
都应继续维持原有工作状态;当水位处于下限位置以下时,
B、C棒均不能与A棒导通,b.c均为“0”状态,此时应启动电
机转动,带动水泵给水塔注水。
图1水塔水 位控制原理图
; X; S9 l3 d8 `$ U7 i- L7 P3电路设计
1 H1 W4 U! o  H2 b3 G3 v水塔水位控制系统主要由CPU(AT89C51)、水位检测接口
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。
" H# o* j; R8 E/ [$ @# ~3.1水位检测接口电路
2 o' e( R' p, A' R为了便于实现水位检测功能,用一个两位的拨码开关模
' c- h: d5 `3 g; Y" W4 L
- x' Z- V9 Q' y3 d) ?) h6 A0 |


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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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