基于单片机的水塔水位检测控制系统.doc

福建师范大学 数学与计算机科学学院 题 目：基于单片机的水塔水位检测控制系统仿真设计 指导教师： 专 业：电子信息科学与技术 班　　级：8班 姓 名： 学　　号： 年 月 日 基于单片机的水塔水位检测控制系统仿真设计 【摘要】：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。首先通过实时检测测量水位变化，从而控制电动机，保证水位正常。因此，这里给出以公司的89C5l单片机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、处理等功能，并在Pmteus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。单片机水塔水位控制原理如图l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，安装固定不变的金属棒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)。水塔由电机带动水泵供水，单片机控制电机转动，随着供水，水位不断上升，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+5V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 3.电路设计 水塔水位控制系统主要由CPU(89C51)、水位检测接口电路、复位电路、时钟振荡等部分组成，如图2所示。图3为系统硬件电路。 图水塔水位控制系统结构调整图 图3系统硬件电路 3．1 水位检测接口电路 为了便于实现水位检测功能，用模拟b、c端的状态(1、0)。将单片机的P．端口接P2．P2．P2． 4．系统软件设计 当水位处于低水位的时候，传感器，送入单片机的P口，单片机经过分析，在P1口输出，驱动，P当水位处于正常范围内时，水泵加水，；当水位在高水位区时，传感器 表1水位检测信号与输出控制操作关系 P22 P23 P24 P25 P26 P27 P21 P20 输出控制动作 显示 0 1 1 1 1 1 1 1 水泵抽水 1 1 0 1 1 1 1 1 1 保持上一状态 2 1 1 0 1 1 1 1 1 保持上一状态 3 1 1 1 0 1 1 1 1 保持上一状态 4 1 1 1 1 0 1 1 1 保持上一状态 5 1 1 1 1 1 0 1 1 水泵停止抽水 6 * * * * * * 0 1 水泵抽水 显示当前水位 * * * * * * 1 0 水泵停止抽水 显示当前水位 图4水塔水位控制程序流程 5实验仿真结果 根据所设计系统的软件流程图，编写相应的程序在Proteus软件环境下实际仿真，实验结果表明，该系统能成功实现了水位检测、电机故障检测、处理和报警等功能，具有良好的检测控制功能，可移植性和扩展性强。通过制作PCB板子，该系统已成功运用于某实验水冷却系统。 6结语 该系统设计是基于在单片机嵌入式系统而设计的，充分利用单片机强大控制功能和方便通信接口，该检测控制系统在实验室某实验水冷却系统得到成功实践，实现水位检测、电机故障检测、处理和报警等功能，提高了实验的自动控制能力。进一步优化系统软硬件设计，可为实时实现远端控制，因此，该系统在农村水塔，城市水源检测控制等领域有着广阔的应用前景。 云南铜业高级技工学校毕业设计报告（论文）