液位自動控制裝置

1、2.1 基本功能 本設(shè)計是采用AT89C51單片機為核心芯片,及其相關(guān)硬件來實現(xiàn)的水體液位控制系統(tǒng),在用液位傳感器測液位的同時, CPU循環(huán)檢測傳感器輸出狀態(tài),并用3位七段LED顯示示液位高度,檢測液位數(shù)據(jù),實施報警安全提示,當水體液位低于用戶設(shè)定的值時,系統(tǒng)自動打開泵上水,當水位到達設(shè)定值時,系統(tǒng)自動關(guān)閉水泵或打開排水泵。 2.2塔水位控制原理 單片機水塔水位控制原理如圖l所示，圖中的虛線表示允許水位變化的上、下限位置。在正常情況下水位應控制在虛線范圍之內(nèi)。為此，在水塔內(nèi)的不同高度處，安裝固定不變的3根金屬棒A、B、C。用以反映水位變化的情況

2、。其中，A棒在下限水位B棒在上、下限水位之間，C棒在上限水位(底端靠近水池底部不能過低，要保證有足夠大的流水量)。水塔由電機帶動水泵供水。單片機控制電機轉(zhuǎn)動，隨著供水，水位不斷上升當水位上升到上限水位時，由于水的導電作用。使B、C棒均與+5 V連通。因此b、C兩端的電壓都為+5 V即為。l”狀態(tài)，此時應停止電機和水泵工作，不再向水塔注水；當水位處于上、下限之間時。B棒和A棒導通而C棒不能與A棒導通，b端為“r狀態(tài)。C端為“O”狀態(tài)。此時電機帶動水泵給水塔注水，使水位上升，還是電機不工作，水位不斷下降，都應繼續(xù)維持原有工作狀態(tài)；當水位處于下限位置以下時，B、C棒均不能與A棒導

3、通，b、c均為“0”狀態(tài)。此時應啟動電機轉(zhuǎn)動，帶動水泵給水塔注水。2.3 系統(tǒng)硬件總體方案 系統(tǒng)的原理是采用8個按鈕進行水位檢測，在現(xiàn)場的3個不同的位置，由下至上測量水體的液位值,。并把這四個液位狀態(tài)通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器傳到單片機中,在通過3位七段LED顯示器顯示出液位的三種狀態(tài)及報警安全提示。用LED顯示是因為它具有顯示清晰、亮度高、使用電壓低、光電轉(zhuǎn)換效能高、壽命長等特點，根據(jù)當前的液位值和用戶設(shè)定的水位決定是否進行開、關(guān)水泵,需要是否開啟和關(guān)閉驅(qū)動閥門的電動機。 3 控制系統(tǒng)方案設(shè)計 3.1系統(tǒng)硬件方案  系統(tǒng)方案設(shè)計液位控

4、制是利用把液位的狀態(tài)轉(zhuǎn)換成模擬信號,再通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器AT89C51把輸出狀態(tài)直接接到單片機的I/O接口，單片機經(jīng)過運算控制，輸出數(shù)字信號，輸出接口接LED進行顯示,實現(xiàn)液位的報警和鍵盤的顯示與控制；圖2即是液位控制系統(tǒng)：   由上圖可觀察到傳感器通過對液面進行測量，輸出模擬信號，再通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器把輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，通過AT89C51單片機的運算控制，在通過LED進行顯示,通過報警裝置進行報警,報警顯示之后再通過對閥門的開啟實現(xiàn)對水體的液位進行調(diào)節(jié)控制,閥門的驅(qū)動設(shè)備是電動機。  3.2 核心芯片AT89C51單片機 AT8

5、9C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C

6、2051是它的一種精簡版本。AT89C單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。外形及引腳排列如圖3所以。   3.3系統(tǒng)軟件總體方案 水位檢測是通過8個按鈕進行水位檢測的，當水位到檢測位置其輸出端口就向單片機輸出低電平。由上至下的第一個位置為水位上限報警線，即當水位高于此位置時，開水閥控制系統(tǒng)就會自動報警，提醒工作人員注意，加水電磁閥有可出故障；第二個位置是自動停止加水線，即當水位高于此位置時，控制系統(tǒng)會自動關(guān)閉加水電磁閥，停止加水；第三個位置是自動加水線，即當水位低于此位置時，控制系統(tǒng)會自動接通加水電磁閥，開始加水；第四個位置是水位下

7、限報警線，即當水位低于此位置時，控制系統(tǒng)就會自動報警，提醒工作人員注意，加水電磁閥可能出故障如圖。4.Proteus設(shè)計與仿真 4.1元器件清單 ,7SEG-COM-CAT-GRN LED數(shù)碼管 AT89C1 單片機 BUTTON 按鈕 CAP 電容 CAP-ELEC 陶瓷電容 CRYSTAL 12兆晶振 LED-RED 發(fā)光二極管 MOTOR-DC 電機 RES 電阻 RESPACK-8

8、0;排阻 4.2基于單片機水位控制原理 4.3基于單片機的水位控制PCB圖  .4水位檢測的主程序 本控制系統(tǒng)采用的是控制，由于模糊控制量的求取是采用查表法，因此軟件程序較簡單，整個軟件部分較多，現(xiàn)取最重要的水位檢測主程序。 #include<reg51.h> #define uchar unsigned char #define uint  unsigned int sbit MOR=P27; sbit

9、 MOT=P26; sbit LED=P20; code uchar tab=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66, 0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f; void delay (uint n)   while(n-);  void LED_SHOW()  if(P1=0xfe)     P0=tab8; LED=0; M

10、OR=0; MOT=1;   if(P1=0xfd)    P0=tab7;  LED=0; MOR=0; MOT=1;    if(P1=0xfb)    P0=tab6;  LED=1; MOR=1; MOT=1;    if(P1=0xf7)    P0=tab5;

11、0; LED=1; MOR=1; MOT=1;   if(P1=0xfd)    P0=tab4;  LED=1; MOR=1; MOT=1;     if(P1=0xef)    LED=1; MOR=1; MOT=1;     if(P1=0xdf)    P0=tab2;  LED=0; MOR=1; MOT=0;  if(P1=0xbf)    P0=tab1;  LED=0; MOR=1; MOT=0;