基于89c51单片机的水位控制系统设计 实物Word文档下载推荐.docx
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2 控制系统方案设计5
2.1系统硬件方案5
2.2核心芯片AT89C51单片机6
2.3系统软件总体方案7
3.Proteus设计与仿真8
3.1元器件清单8
3.2基于单片机水位控制原理图59
3.3基于单片机的水位控制PCB图69
3.4水位检测程序10
4.5实验仿真13
4.6结语13
4设计体会13
参考文献14
1 设计的基本任务和要求
1.1基本功能
1.2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。
其中,A棒在接地。
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棒均与地连通。
因此b、C两端的电压都为0即为接地状态,此时应停止电机和水泵工作,蜂鸣器报警,红灯亮,不再向水塔注水;
当水位处于上、下限之间时,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。
1.3系统硬件总体方案
系统的原理是采用2个按钮模拟水位检测,在现场的3个不同的位置,由下至上测量水体的液位值,。
并把这两个液位状态通过模数转换器传到单片机中,在发光二极管显示出液位的三种状态及报警安全提示。
压低、光电转换效能高、寿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。
2 控制系统方案设计
2.1系统硬件方案
系统方案设计液位控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,输出接口接发光二极管进行显示,实现液位的报警和键盘的显示
图2液位控制系统
2.2核心芯片AT89C51单片机
工作原理
由于蜂鸣器的工作电流一般比较大,以致于单片机的I/O口是无法直接驱动的*(但AVR可以驱动小功率蜂鸣器),所以要利用放大电路来驱动,一般使用三极管来放大电流就可以了。
蜂鸣器驱动电路一般都包含以下几个部分:
一个三极管、一个蜂鸣器、一个续流二极管和一个电源滤波电容。
3.1元器件清单
发光二级管
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
3.3水位检测的主程序(蜂鸣器可能一直有声音或声音太大,调节一下延时时间就可以了)
N#include<
reg51.h>
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
sbitred=P2^3;
sbitgreen=P2^0;
sbitsw1=P1^0;
sbitsw2=P1^1;
sbitBUZZER=P0^0;
sbitDJ=P0^5;
voiddelay(ucharz)
{
uchari,j;
for(i=z;
i>
0;
i--)
for(j=100;
j>
j--);
}
voidbeep()z
BUZZER=0;
delay(5);
BUZZER=1;
voidmain(void)
while
(1)
{
if(sw1==0&
sw2==0)
{
red=0;
DJ=1;
green=1;
BUZZER=1;
}
sw2!
=0)
green=0;
red=1;
if(sw1!
=0&
beep();
DJ=0;
}
3.4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Pro-teus软件环境下实际仿真。
但由于该设计简单,故用单片机开发板实验。
实验后结果图片如下:
P1.1
P1.2
P1.3
P1.4
P1.5
P1.6
P1.7
1
系统故障
_
1110
0100
图6
3.5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。
4设计体会
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