液位自动控制装置

1、2.1 基本功能 本设计是采用AT89C51单片机为核心芯片,及其相关硬件来实现的水体液位控制系统,在用液位传感器测液位的同时, CPU循环检测传感器输出状态,并用3位七段LED显示示液位高度,检测液位数据,实施报警安全提示,当水体液位低于用户设定的值时,系统自动打开泵上水,当水位到达设定值时,系统自动关闭水泵或打开排水泵。 2.2塔水位控制原理 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3根金属棒A、B、C。用以反映水位变化的情况

2、。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+5 V连通。因此b、C两端的电压都为+5 V即为。l”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“r状态。C端为“O”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

3、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。2.3 系统硬件总体方案 系统的原理是采用8个按钮进行水位检测，在现场的3个不同的位置，由下至上测量水体的液位值,。并把这四个液位状态通过模数转换器传到单片机中,在通过3位七段LED显示器显示出液位的三种状态及报警安全提示。用LED显示是因为它具有显示清晰、亮度高、使用电压低、光电转换效能高、寿命长等特点，根据当前的液位值和用户设定的水位决定是否进行开、关水泵,需要是否开启和关闭驱动阀门的电动机。 3 控制系统方案设计 3.1系统硬件方案  系统方案设计液位控

4、制是利用把液位的状态转换成模拟信号,再通过模数转换器AT89C51把输出状态直接接到单片机的I/O接口，单片机经过运算控制，输出数字信号，输出接口接LED进行显示,实现液位的报警和键盘的显示与控制；图2即是液位控制系统：   由上图可观察到传感器通过对液面进行测量，输出模拟信号，再通过模数转换器把输入的模拟信号转换成数字信号，通过AT89C51单片机的运算控制，在通过LED进行显示,通过报警装置进行报警,报警显示之后再通过对阀门的开启实现对水体的液位进行调节控制,阀门的驱动设备是电动机。  3.2 核心芯片AT89C51单片机 AT8

5、9C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C

6、2051是它的一种精简版本。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。外形及引脚排列如图3所以。   3.3系统软件总体方案 水位检测是通过8个按钮进行水位检测的，当水位到检测位置其输出端口就向单片机输出低电平。由上至下的第一个位置为水位上限报警线，即当水位高于此位置时，开水阀控制系统就会自动报警，提醒工作人员注意，加水电磁阀有可出故障；第二个位置是自动停止加水线，即当水位高于此位置时，控制系统会自动关闭加水电磁阀，停止加水；第三个位置是自动加水线，即当水位低于此位置时，控制系统会自动接通加水电磁阀，开始加水；第四个位置是水位下

7、限报警线，即当水位低于此位置时，控制系统就会自动报警，提醒工作人员注意，加水电磁阀可能出故障如图。4.Proteus设计与仿真 4.1元器件清单 ,7SEG-COM-CAT-GRN LED数码管 AT89C1 单片机 BUTTON 按钮 CAP 电容 CAP-ELEC 陶瓷电容 CRYSTAL 12兆晶振 LED-RED 发光二极管 MOTOR-DC 电机 RES 电阻 RESPACK-8

8、0;排阻 4.2基于单片机水位控制原理 4.3基于单片机的水位控制PCB图  .4水位检测的主程序 本控制系统采用的是控制，由于模糊控制量的求取是采用查表法，因此软件程序较简单，整个软件部分较多，现取最重要的水位检测主程序。 #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;