基于80C51单片机的水塔水位自动控制系统设计-高琳.doc

山西电子技术 应用实践 2013 年第 4 期 文章编号: 1674-4578( 2013) 04-0015-02 基于 80C51 片机的水塔水位自 控制系 高 琳，荆智慧 国 大众机械厂第一研究所，山西太原 030024) 要: 本 主要基于 片机的硬件 路 ， 一种能 水位自 控制、具有自 保 、自 声光 警功能的控制系 。本控制系 由 A /D 部分、 片机控制部分、数 示部分、 机 部分、 机控制部 分等构成。同 各个部分 行了 的 述。 关键词: 片机; 水位自 控制;器; 自 保 中图分类号: TP29 文献标识码: A  引言 在社会经济飞速发展的今天，在人们正常生活和生产中给排水起着越来越重要的作用。一旦给排水出现故障，轻则给人民生活带来极大的不便，重则可能造成严重的生产事故 及损失。因此给排水工程往往成为高层建筑或工矿企业中最重要的基础设施之一 。因此，建立一个可靠安全、又易于维护的给排水系统显得尤其重要。 给排水控制系统的作用主要是为了保证供水 / 排水系统的正常运行，其基本控制内容是对各给水泵、排水泵、污水泵及饮用水泵的运行状态进行监控，对各水箱及污水的水位、给水系统压力进行监测，并根据这些监测信息，控制相应的 水泵启 / 停或按某种节能方式运行。本文主要针对水塔水位高度的显示、报警、电机控制进行了设计，该控制系统是排水监控系统的重要组成之一。 总设计方案 水位自动控制电路是通过水位传感器将水位高度转换为 0 ～ 10 V 的直流电压，再经过 A /D 转换后，将转换所得的 8 路并行数字量送入单片机进行处理来达到对水位进行自动控制的目的。通过对电压和水位的转换关系，最终利用单片机进行精确的控制，实现对水位高度的显示、主 / 备电机和 报警装置的控制。 水位自动控制器由 6 个部分组成，即水位传感器、A /D 转换、单片机、数码显示、电机控制、报警控制部分，其总框图如图 1 所示。 图 1 总设计框图 系统介绍 2． 1 传感器设计 传统的水位检测通过设检测点来完成对水位的检测。  通常，由于受检测点物理体积的影响，水位检测点的数目有限，从而影响了后续电路控制的精度。本设计采用新型水位传感器，即选用北京英泰德科技有限责任公司生产的投入式液位变送器 MPM416W /426W，可以达到对水位高度的精确检测，以利于提高后续电路控制的精度。其原理是通过压阻式压力传感器，把与液位深度成正比的液体静压力准确测量出来，并经放大电路转化成标准电流( 或电压) 信号输出，建立起输出电信号与液体深度的线性对应关系，实现对液体深度的测量。同时其具有以下特点: ( 1) 使用寿命长 液位变送器膜片采用高技术激光调制电路，传感器外壳 采用不锈钢制作。 ( 2) 安装方便 仅需将投入式液位变送器探头投入液体中，引出信号线 同二次仪表连接就可进行液位测量。 ( 3) 温度稳定性好 投入式液位变送器本身在 0 ～ 70 内实现了温度补偿，在信号转换电路中加入了温度补偿电路，消除电路温漂对精度的影响，从而提高精度。 2． 2 A /D 转换设计 通过对传感器的选择，可知由传感器输出的水位高度信号是 0 ～ 10 V 的直流电压。在设计中，可以通过采样、保持电路对这一信号进行处理，将模拟信号转换为多个采样点信号。但这种处理方法由于受电路规模和采样精度的影响，不可能对水位信号作出精确的处理，近而也无法对电机、水位高度显示和报警作出精确的控制。因此，本设计中采用集成 芯片 ADC0809 对 0 ～ 10 V 的直流电压进行处理。可以达到: ( 1) 电路简洁、明了。( 2) 高转换精度。( 3) 高控制精确。0 ～ 10 V的直流电压信号经 ADC0809 模数转换后，将转换结果数据送入单片机 80C51，由单片机对结果数据进行解 算处理。 80C51 和 ADC 接口通常采用查询和中断两种方式。如图 2，采用查询法传送数据时 80C51 应对 EOC 线查询它的状  收稿日期:2013 － 05 － 08; 修回日期:2013 － 05 － 29 作者 介: 高 琳( 1975- ) ，女，河北石家庄人，工程 ，主要从事 子 路 工作。 智慧( 1971- ) ，男，山西 猗人， ，主要从事 合管理工作。 16 山 西 电 子 技 术 2013 年 态: 若查询到 EOC 变为高电平，则给 OE 线送一个高电平，以 中断后，应在中断服务程序中使 OE 线变为高电平，以提取 便从 D0 ～ D7 线上提取 A /D 转换后的数字量。采用中断方 ［1］ 。 A /D 转换后的数字量 式传送数据时，EOC 线作为 CPU 的中断请求线。CPU 响应 图 2