单片机课程设计--水塔水位控制设计

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1、- 0 - 单片机课程设计单片机课程设计 题题 目目: : 水塔水位控制设计水塔水位控制设计 班 级： 自控 084 姓 名： 学 号： 指导教师： 设计时间： 2011 年 1 月 评语： 成绩 - 1 - 一一 引言引言 本设计为一个实际应用系统的水塔水位控制部分。在此水塔水位控制系统中，检 测信号来自插入水中的 3 个金属棒，以感知水位变化情况。工作正常情况下，应保持 水位在某一范围内，当水位变化发生故障的时候，及时关断电机电源，发出声、光报 警信号。 单片机自 20 世纪 70 年代问世以来，以其极高的性价比，受到人们的重视和关注 的应用广、发展快。而 MCS-51 单片机是各单片机中

2、最为典型和最具代表性的一种。 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。首先通过实时检测电压，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 Atmel 公司的 80C5l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、电机故障检测、处 理和报警等功能，并在 Proteus 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

3、能，可移植性和扩展性强。 本次设计以 8031 芯片为核心，辅以必要的外围电路，设计了一个简易的水塔水 位控制系统，它由 5V 直流电源供电。在硬件方面，除了 CPU 外，使用了 2732 芯片 对 8031 的 ROM 进行 4K 扩展，并且使用 74LS07 芯片对外部电路驱动。软件方面采 用汇编语言编程， 整个水塔水位控制系统能根据水塔水位的高低来决定水泵电机的运 转状态，并且在发生故障时由外部电路的 LED 发光管点亮报警。 水塔水位控制系统是我国住宅小区广泛应用的供水系统， 传统的控制方式存在控 制精度低、能耗大的缺点，而自动控制原理，依据用水量的变化自动调节系统的运行 参数，保持水

4、压恒定以满足用水要求，从而提高了供水系统的质量。而且成本低，安 装方便，经过多次实验证明，灵敏性好，是节约水源，方便家庭和单位控制水塔水位 的理想装置。水塔水位控制系统采用交流电压检测水位，水位低于下限点水位时，水 泵抽水，水位达到最高水位线时，水泵停止抽水，水位下降到最低水位线以下时，恢 复运行抽水，从而实现自动控制。 二二 设计方案及原理设计方案及原理 - 2 - 图中虚线表示允许水位变化的上下限。在正常情况下，应保持水位在虚线范围之 内。为此，在水塔内的不同高度安装 3 根金属棒，以感知水位的变化情况。其中 A 棒处于水塔底部，C 棒处于上限水位上，B 棒处于下限水位上。A 棒接+5V 电源，B 棒、C 棒各通过一个电阻与地相连。水塔由电机带动水泵供水，单片机控制电机转动 以达到对水位控制的目的。 供水时，水位上升，当达到上限时，由于水的导电作用，B、C 棒连通+5V，因 此，b、c 两端均为“1”态，这时应停止电机和水泵的工作，不再给水塔供水。 当水位降到下限时，B、C 棒都不能与