基于单片机的水塔水位检测控制系统

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1、云南铜业高级技工学校毕业设计报告（论文）福建师范大学数学与计算机科学学院题目：基于单片机的水塔水位检测控制系统仿真设计指导教师：专业：电子信息科学与技术班　　级：8班姓名：学　　号：年月日基于单片机的水塔水位检测控制系统仿真设计云南铜业高级技工学校毕业设计报告（论文）【摘要】：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。首先通过实时检测测量水位变化，从而控制电动机，保证水位正常。

2、因此，这里给出以STC公司的STC89C5l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、处理等功能，并在Pmteus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能，可移植性和扩展性强。关键词：单片机水位控制仿真1.引言在人们的日常生活中，水塔水位大都未能实现自动控制，水塔中水位的高低常由水电管理人员进行控制。不仅浪费人力又会造成不必要的资源浪费，这在一些不注意节约用水的单位显得尤为突出。为了解决经常停水和有效的避免水资源的浪费，节约能源。设计了一个适用于一般水塔水位的检测控制系统。本系统以STC89C51单片机为核心控制部件，该系统操作方便、性能良好，

3、比较符合一般单位用水系统控制的需要。2.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，安装固定不变的金属棒A、B、C，(B代表四根)云南铜业高级技工学校毕业设计报告（论文）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电源连通。因此b、c两端的电压都为+5V，

4、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。（在此课程中用按键来代表金属棒）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(STC89C51)、水位检测接口电路、复位电路、时钟振荡、水泵驱动电路、水位显示电路等部分组成，如图2所示。图3为系统硬件电路。图2水

5、塔水位控制系统结构调整图云南铜业高级技工学校毕业设计报告（论文）图3系统硬件电路3．1水位检测接口电路为了便于实现水位检测功能，用六个按键模拟a、b、c端的状态(1、0)并将状态反过来。将单片机的P2．2至P2.7端口接六个按键。P2．2是低水位检测，P2.7是高水位检测，P2．2-P2．6正常水位检测。4．系统软件设计当水位处于低水位的时候，低水传感器检测到低水位时，会产生一个低电平，送入单片机的P2.2口，单片机经过分析，在P1口输出一组信号，驱动数码管显示当前水位，P3.1输出一高电平通过三极管来驱动水泵进行抽水工作，P3.0输出一高电平驱动红色LED，指示当前水泵有在进行抽水工作，当

6、水位处于正常范围内时，水泵加水，红色LED亮；当水位在高水位区时，高水位传感器检测到高水位时，会产生一个低电平，送入单片机的P2.7口，单片机经过分析，在P1口输出一组信号，驱动数码管显示当前水位，P3.1输出高电平，使三极管截止，从而使水泵停止工作，P3.0口输出高平，红色LED灭。云南铜业高级技工学校毕业设计报告（论文）当需要手动加水时，按下手动加水键，水泵启动进行加水，红色LED亮，当水位处于各水位状态时（高水位除外）数码管显示各水位，水泵抽水，LED亮，当水位处于高水位时，高水低传感器检测到高水位时，经单片机分析，水泵停止抽水，LED灭。在手动抽水或自动抽水的过程中，如需要停止加水时

7、，按下停止加水键，水泵停止加水。表1水位检测信号与输出控制操作关系P22P23P24P25P26P27P21P20输出控制动作显示01111111水泵抽水110111111保持上一状态211011111保持上一状态311101111保持上一状态411110111保持上一状态511111011水泵停止抽水6******01水泵抽水显示当前水位******10水泵停止抽水显示当前水位图4水塔水位控制程序流程5．实