单片机的水塔水位检测控制系统仿真设计方案.pdf

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1、编号：云南铜业高级技工学校毕业设计。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电源连通。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。图 1

2、 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，如图2 所示。图 3 为系统硬件电路。图 2 水塔水位控制系统结构调整图文档编码:CF9V10Y8S5M3 HC1T6D10R3W10 ZG7X4N5F3V5文档编码:CF9V10Y8S5M3 HC1T6D10R3W10 ZG7X4N5F3V5文档编码:CF9V10Y8S5M3 HC1T6D10R3W10 ZG7X4N5F3V5文档编码:CF9V10Y8S5M3 HC1T6D10R3W10 ZG7X4N5F3V5文档编码:CF9V10Y

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9、F9V10Y8S5M3 HC1T6D10R3W10 ZG7X4N5F3V5文档编码:CF9V10Y8S5M3 HC1T6D10R3W10 ZG7X4N5F3V54/6 图 3 系统硬件电路31 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拟b、c 端的状态(1、0，正电极接+5 V 电源，每个负电极分别通过47 kQ 的电阻(尺 1，R2 接地。将单片机的 P10 端口接开关 1，P11 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，当缺水时(此时两个开关均置0，电机必须带动水泵抽

10、水；若水位在正常范围内时，检测信号为高，低电平(此时开关 1 置 1，开关 2 置0；当水位过高时，检测信号为高电平(此时开关 l 和 2 都置 1，单片机检测到P10 和 P11 为高电平后，立即停机。32 报警接口电路为了避免系统发生故障时，水位失去控制造成严重后果，在超出、低于警戒界水位时，报警信号直接从高、低警界水位电极获得。单片机P17 端口为启动电机命令输出端口，P17=0为低电平，经过非门后与电机的另一端接地导通，启动电文档编码:CF9V10Y8S5M3 HC1T6D10R3W10 ZG7X4N5F3V5文档编码:CF9V10Y8S5M3 HC1T6D10R3W10 ZG7X4N

11、5F3V5文档编码:CF9V10Y8S5M3 HC1T6D10R3W10 ZG7X4N5F3V5文档编码:CF9V10Y8S5M3 HC1T6D10R3W10 ZG7X4N5F3V5文档编码:CF9V10Y8S5M3 HC1T6D10R3W10 ZG7X4N5F3V5文档编码:CF9V10Y8S5M3 HC1T6D10R3W10 ZG7X4N5F3V5文档编码:CF9V10Y8S5M3 HC1T6D10R3W10 ZG7X4N5F3V5文档编码:CF9V10Y8S5M3 HC1T6D10R3W10 ZG7X4N5F3V5文档编码:CF9V10Y8S5M3 HC1T6D10R3W10 ZG7X4

12、N5F3V5文档编码:CF9V10Y8S5M3 HC1T6D10R3W10 ZG7X4N5F3V5文档编码:CF9V10Y8S5M3 HC1T6D10R3W10 ZG7X4N5F3V5文档编码:CF9V10Y8S5M3 HC1T6D10R3W10 ZG7X4N5F3V5文档编码:CF9V10Y8S5M3 HC1T6D10R3W10 ZG7X4N5F3V5文档编码:CF9V10Y8S5M3 HC1T6D10R3W10 ZG7X4N5F3V5文档编码:CF9V10Y8S5M3 HC1T6D10R3W10 ZG7X4N5F3V5文档编码:CF9V10Y8S5M3 HC1T6D10R3W10 ZG7X

13、4N5F3V5文档编码:CF9V10Y8S5M3 HC1T6D10R3W10 ZG7X4N5F3V5文档编码:CF9V10Y8S5M3 HC1T6D10R3W10 ZG7X4N5F3V5文档编码:CF9V10Y8S5M3 HC1T6D10R3W10 ZG7X4N5F3V5文档编码:CF9V10Y8S5M3 HC1T6D10R3W10 ZG7X4N5F3V5文档编码:CF9V10Y8S5M3 HC1T6D10R3W10 ZG7X4N5F3V5文档编码:CF9V10Y8S5M3 HC1T6D10R3W10 ZG7X4N5F3V5文档编码:CF9V10Y8S5M3 HC1T6D10R3W10 ZG7

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18、3 存储器扩展接口电路为了便于系统扩展，存放大容量应用程序，系统设计扩展一片程序存储器，用于存放源程序代码。74LS373用于锁存地址，单片机的P00P07 通过复用方式分别接锁存器 74LS373的 DO D7和存储器 2732的 D0 D7端，地址锁存信号线ALE接锁存器的 OE端，通过软件设置实现地址和数据信息的传输，锁存器的输出端OQ0 O7与存储器地址线 A0A7相连，剩余的 3 根地址线 A8A11接 P20P22单片机选通引脚丽接存储器OE端，因只扩展一片存储器，片选端CE接地。4系统软件设计当水塔水位处于上、下限之间时，P10=l，P11=0，此时无论电机是在带动水泵给水塔供水

19、使水位不断上升还是电机没有工作使水位不断下降，都应继续维持原有工作状态；当水位低于下限时，P10=0，P11=0，此时启动电机转动，带动水泵给水塔供水。水位检测信号与输出控制操作关系如表1 所列，图 4 为水塔水位控制程序流程。表 1 水位检测信号与输出控制操作关系图 4 水塔水位控制程序流程5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Proteus 软件环境下实际仿真，实验结果表明，该系统能成功实现了水位检测、电机故障检测、处理和报警等功能，具有良好的检测控制功能，可移植性和扩展性强。通过制作PCB 板子，该系统已成功运用于某实验水冷却系统。6结语文档编码:CF9V10Y8S5

20、M3 HC1T6D10R3W10 ZG7X4N5F3V5文档编码:CF9V10Y8S5M3 HC1T6D10R3W10 ZG7X4N5F3V5文档编码:CF9V10Y8S5M3 HC1T6D10R3W10 ZG7X4N5F3V5文档编码:CF9V10Y8S5M3 HC1T6D10R3W10 ZG7X4N5F3V5文档编码:CF9V10Y8S5M3 HC1T6D10R3W10 ZG7X4N5F3V5文档编码:CF9V10Y8S5M3 HC1T6D10R3W10 ZG7X4N5F3V5文档编码:CF9V10Y8S5M3 HC1T6D10R3W10 ZG7X4N5F3V5文档编码:CF9V10Y8S

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27、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。参考文献1、MCS-51单片机应用技术落中国劳动社会保障出版社，2007,6 2、姚勇，李忠勤水箱水位的模拟控制装置(J煤炭技术，2004，12 文档编码:CF9V10Y8S5M3 HC1T6D10R3W10 ZG7X4N5F3V5文档编码:CF9V10Y8S5M3 HC1T6D10R3W10 ZG7X4N5F3V5文档编码:CF9V10Y8S5M3 HC1T6D10

28、R3W10 ZG7X4N5F3V5文档编码:CF9V10Y8S5M3 HC1T6D10R3W10 ZG7X4N5F3V5文档编码:CF9V10Y8S5M3 HC1T6D10R3W10 ZG7X4N5F3V5文档编码:CF9V10Y8S5M3 HC1T6D10R3W10 ZG7X4N5F3V5文档编码:CF9V10Y8S5M3 HC1T6D10R3W10 ZG7X4N5F3V5文档编码:CF9V10Y8S5M3 HC1T6D10R3W10 ZG7X4N5F3V5文档编码:CF9V10Y8S5M3 HC1T6D10R3W10 ZG7X4N5F3V5文档编码:CF9V10Y8S5M3 HC1T6D1

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