基于單片機的水塔水位檢測控制系統(tǒng)

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1、云南銅業(yè)高級技工學校畢業(yè)設(shè)計報告（論文）福建師范大學數(shù)學與計算機科學學院題目：基于單片機的水塔水位檢測控制系統(tǒng)仿真設(shè)計指導教師：專業(yè)：電子信息科學與技術(shù)班　　級：8班姓名：學　　號：年月日基于單片機的水塔水位檢測控制系統(tǒng)仿真設(shè)計云南銅業(yè)高級技工學校畢業(yè)設(shè)計報告（論文）【摘要】：水塔供水的主要問題是塔內(nèi)水位應始終保持在一定范圍，避免“空塔”、“溢塔”現(xiàn)象發(fā)生。目前，控制水塔水位方法較多，其中較為常用的是由單片機控制實現(xiàn)自動運行，使水塔內(nèi)水位保持恒定，以保證連續(xù)正常地供水。實際供水過程中要確保水位在允許的范圍內(nèi)浮動，應采用電壓控制水位。首先通過實時檢測測量水位變化，從而控制電動機，保證水位正常。

2、因此，這里給出以STC公司的STC89C5l單片機為核心器件的水塔水位檢測控制系統(tǒng)仿真設(shè)計，實現(xiàn)水位的檢測控制、處理等功能，并在Pmteus軟件環(huán)境下實際仿真。實驗結(jié)果表明，該系統(tǒng)具有良好的檢測控制功能，可移植性和擴展性強。關(guān)鍵詞：單片機水位控制仿真1.引言在人們的日常生活中，水塔水位大都未能實現(xiàn)自動控制，水塔中水位的高低常由水電管理人員進行控制。不僅浪費人力又會造成不必要的資源浪費，這在一些不注意節(jié)約用水的單位顯得尤為突出。為了解決經(jīng)常停水和有效的避免水資源的浪費，節(jié)約能源。設(shè)計了一個適用于一般水塔水位的檢測控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)以STC89C51單片機為核心控制部件，該系統(tǒng)操作方便、性能良好，

3、比較符合一般單位用水系統(tǒng)控制的需要。2.水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，安裝固定不變的金屬棒A、B、C，(B代表四根)云南銅業(yè)高級技工學校畢業(yè)設(shè)計報告（論文）用以反映水位變化的情況。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+5V電源連通。因此b、c兩端的電壓都為+5V，

4、即為“1”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“1”狀態(tài)，c端為“0”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。（在此課程中用按鍵來代表金屬棒）圖1水塔水位控制原理圖3.電路設(shè)計水塔水位控制系統(tǒng)主要由CPU(STC89C51)、水位檢測接口電路、復位電路、時鐘振蕩、水泵驅(qū)動電路、水位顯示電路等部分組成，如圖2所示。圖3為系統(tǒng)硬件電路。圖2水

5、塔水位控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)調(diào)整圖云南銅業(yè)高級技工學校畢業(yè)設(shè)計報告（論文）圖3系統(tǒng)硬件電路3．1水位檢測接口電路為了便于實現(xiàn)水位檢測功能，用六個按鍵模擬a、b、c端的狀態(tài)(1、0)并將狀態(tài)反過來。將單片機的P2．2至P2.7端口接六個按鍵。P2．2是低水位檢測，P2.7是高水位檢測，P2．2-P2．6正常水位檢測。4．系統(tǒng)軟件設(shè)計當水位處于低水位的時候，低水傳感器檢測到低水位時，會產(chǎn)生一個低電平，送入單片機的P2.2口，單片機經(jīng)過分析，在P1口輸出一組信號，驅(qū)動數(shù)碼管顯示當前水位，P3.1輸出一高電平通過三極管來驅(qū)動水泵進行抽水工作，P3.0輸出一高電平驅(qū)動紅色LED，指示當前水泵有在進行抽水工作，當

6、水位處于正常范圍內(nèi)時，水泵加水，紅色LED亮；當水位在高水位區(qū)時，高水位傳感器檢測到高水位時，會產(chǎn)生一個低電平，送入單片機的P2.7口，單片機經(jīng)過分析，在P1口輸出一組信號，驅(qū)動數(shù)碼管顯示當前水位，P3.1輸出高電平，使三極管截止，從而使水泵停止工作，P3.0口輸出高平，紅色LED滅。云南銅業(yè)高級技工學校畢業(yè)設(shè)計報告（論文）當需要手動加水時，按下手動加水鍵，水泵啟動進行加水，紅色LED亮，當水位處于各水位狀態(tài)時（高水位除外）數(shù)碼管顯示各水位，水泵抽水，LED亮，當水位處于高水位時，高水低傳感器檢測到高水位時，經(jīng)單片機分析，水泵停止抽水，LED滅。在手動抽水或自動抽水的過程中，如需要停止加水時

7、，按下停止加水鍵，水泵停止加水。表1水位檢測信號與輸出控制操作關(guān)系P22P23P24P25P26P27P21P20輸出控制動作顯示01111111水泵抽水110111111保持上一狀態(tài)211011111保持上一狀態(tài)311101111保持上一狀態(tài)411110111保持上一狀態(tài)511111011水泵停止抽水6******01水泵抽水顯示當前水位******10水泵停止抽水顯示當前水位圖4水塔水位控制程序流程5．實