CZJ-基于单片机的水位控制系统设计.pdfVIP

单片机原理及系统课程设计

评语：

守纪答辩

考勤（10）过程（40）设计报告（30）总成绩（100）

（10）（10）

专业：电气工程及其自动化

班级：电气1001班

姓名：

学号：2

指导教师：

兰州交通大学自动化与电气工程学院

2013年3月7日

单片机原理及系统课程设计报告

基于单片机水位控制系统设计

摘要：基于单片机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。

关键词：AT89C51；74LS373；水位控制

1.引言

该方案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。

2.设计方案

2.1水塔水位控制原理

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+5V连通。因此b、c两端的电压都为+5V即为

“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，此时应启动电机转动，带动水泵

给水塔注水。

-1-

单片机原理及系统课程设计报告

图1水塔水位控制原理图

.

3电路设计

水塔水位控制系统主要由CPU(AT89C51)、水位检测接口电路、报警接口

电路、存储器扩展接口电路、复位电路、时钟振荡等部分组成。而设计中所用到

的原件有AT89C51、74LS373锁存器、

图2水塔水位控制系统结构框图

系统硬件电路如图3所示

-2-

单片机原理及系统课程设计报告

图3系统硬件电路

3.1水位检测及报警接口电路

为了便于实现水位检测功能，用一个两位的拨码开关模拟b、c端的状态(1、

0)，正电极接+5V电源，每个负电极分别通过4．7kΩ的电阻(尺1，R2)接地。

将单片机的P1．0端口接开关1，P1．1端口接开关2。假设被水淹没的负电极

都为高电平，此时开关置1；露在水面的负电极都为低电平，开关此时置为0。

单片机通过负电极重复采集检测水位，