基于单片机的水塔水位检测控制系统仿真设计

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9 _  L. U" j4 y9 m; X& Z, o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
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
  b' H' @6 z' C8 V+ j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
% m+ ~- I2 X. m: I8 y7 D要确保水位在允许的范围内浮动,应采用电压控制水位。首
先通过实时检测电压,测量水位变化,从而控制电动机,保证
1 Q0 o# ^& H# l2 c8 y水位正常。因此,这里给出以Atmel公司的AT89C51单片机囚
6 K/ ^7 J) \- v2 C, ~! ]# ?* y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
* \3 a4 q) {# `: y0 u检测控制、电机故障检测、处理和报警等功能,并在Proteus软
$ n2 N& ^1 f0 _) a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。
" U, Y  I2 @! [2水塔水位控制原理
. H7 _. L2 V6 O6 x5 B单片机水塔水位控制原理如图1所示,图中的虚线表示
( P3 ?3 N  C, w  c5 ]" Z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
! }) G8 w% H; J- [3 l的3根金属棒A、B、C,用以反映水位变化的情况。其中,A棒
8 \$ \& y# C" {. x5 s6 Z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
. _( {' e8 \: o5 w( p8 \由电机带动水泵供水,单片机控制电机转动,随眷供水,水位
7 m! r, z' ~1 ?6 U8 V! D/ d
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 h0 P  H! h0 |, q) R“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
: v- g4 c- V; ^7 R, @5 h7 A机转动,带动水泵给水塔注水。
图1水塔水 位控制原理图
+ R" f, [! J) m7 v3电路设计
8 E8 \% |8 |) U1 S水塔水位控制系统主要由CPU(AT89C51)、水位检测接口
5 I3 s. \& q" y& w7 ]& W$ {电路、报警接口电路存储器扩展接口电路、复位电路、时钟振
3 @* r* _( `' `- w3 t5 H莴叫等部分组成，如图2所示。图3为系统硬件电路。
3.1水位检测接口电路
为了便于实现水位检测功能,用一个两位的拨码开关模
3 p( ?4 m6 V3 m$ U( q  b

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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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