(最新整理)基于單片機(jī)的水位檢測與控制系統(tǒng)

1、(完整)基于單片機(jī)的水位檢測與控制系統(tǒng)(完整)基于單片機(jī)的水位檢測與控制系統(tǒng) 編輯整理：尊敬的讀者朋友們：這里是精品文檔編輯中心，本文檔內(nèi)容是由我和我的同事精心編輯整理后發(fā)布的，發(fā)布之前我們對文中內(nèi)容進(jìn)行仔細(xì)校對，但是難免會有疏漏的地方，但是任然希望（(完整)基于單片機(jī)的水位檢測與控制系統(tǒng)）的內(nèi)容能夠給您的工作和學(xué)習(xí)帶來便利。同時也真誠的希望收到您的建議和反饋，這將是我們進(jìn)步的源泉，前進(jìn)的動力。本文可編輯可修改，如果覺得對您有幫助請收藏以便隨時查閱，最后祝您生活愉快 業(yè)績進(jìn)步，以下為(完整)基于單片機(jī)的水位檢測與控制系統(tǒng)的全部內(nèi)容。電子信息工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心綜合課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)題目基于單片機(jī)

2、的水位檢測與控制系統(tǒng)年級專業(yè)學(xué) 號姓 名成 績2012電子信息工程評語：完成日期：2015/6/30 目 錄摘要11 緒論21.1 項(xiàng)目研究背景及意義21。2 課題現(xiàn)狀 22 總體設(shè)計(jì)方案及論證32。1 總體方案設(shè)計(jì)33 硬件實(shí)現(xiàn)及單元電路設(shè)計(jì)43。1 設(shè)計(jì)原理43。2 設(shè)計(jì)方案53.3 傳感器模塊53.3。1 傳感器的選擇5 3。4 系統(tǒng)工作原理63.5 水位顯示電路73.6 外部晶振時鐘電路的設(shè)計(jì)123。7 時鐘電路的設(shè)計(jì)133。8 自動報(bào)警電路133.9 中央處理器模塊143.10 繼電器控制模塊143.11 水位檢測系統(tǒng)仿真圖 144 軟件設(shè)計(jì)154.1 主程序工作流程圖155 總結(jié)1

3、56 參考文獻(xiàn)15附 錄16附件1：原理圖16附件2：仿真圖16附件3：元件清單17附件4：程序18摘要隨著社會的發(fā)展，科技的進(jìn)步以及人們生活水平的逐步提高,各種方便與生活的自動控制系統(tǒng)開始進(jìn)入了我們的生活,單片機(jī)作為微型計(jì)算機(jī)發(fā)展的一個重要分支，具有高可靠性、高性能價格比、低電壓、低功耗等優(yōu)勢,以其為核心的自動控制系統(tǒng)贏得了廣泛的應(yīng)用。該課程設(shè)計(jì)的題目是基于單片機(jī)的水塔水位控制，在此水塔水位控制系統(tǒng)中,檢測信號來自插入水中的4個金屬棒，以感知水位變化情況。工作正常情況下,應(yīng)保持水位在某一范圍內(nèi)，當(dāng)水位變化發(fā)生故障的時候，及時關(guān)斷電機(jī)電源，發(fā)出聲、光報(bào)警信號。其目的在于對單片機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，由單

4、片機(jī)實(shí)現(xiàn)自動運(yùn)行，使水塔內(nèi)水位始終保持在一定范圍,以保證連續(xù)正常地供水。該課程設(shè)計(jì)給出以stc89c51單片機(jī)為核心器件的水塔水位檢測控制系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)水位的檢測控制、處理和報(bào)警等功能,并在proteus軟件環(huán)境下模擬仿真.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)具有良好的檢測控制功能，可移植性和擴(kuò)展性好.關(guān)鍵詞：水位傳感器 stc89c5101. 緒論1.1 項(xiàng)目研究背景及意義在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，常常需要測量液體液位。隨著國家工業(yè)的迅速發(fā)展,液位測量技術(shù)被廣泛應(yīng)用到石油、化工、醫(yī)藥、食品等各行各業(yè)中。低溫液體（液氧、液氮、液氬、液化天然氣及液體二氧化碳等）得到廣泛的應(yīng)用，作為貯存低溫液體的容器要保證能承受其載荷

5、；在發(fā)電廠、煉鋼廠中，保持正常的鍋爐汽包水位、除氧器水位、汽輪機(jī)凝氣器水位、高、低壓加熱器水位等,是設(shè)備安全運(yùn)行的保證；在教學(xué)與科學(xué)研究中，也經(jīng)常碰到需要進(jìn)行液位控制的實(shí)驗(yàn)裝置.本設(shè)計(jì)是利用stc89c52單片機(jī)設(shè)計(jì)一種水位控制系統(tǒng).主要是基于單片機(jī)的硬件設(shè)計(jì)以及程序設(shè)計(jì), 包括測量電路部分、液位實(shí)時數(shù)顯輸出部分以及液位控制部分，還在此基礎(chǔ)上添加蜂鳴器。本設(shè)計(jì)只是概念性設(shè)計(jì)了電路部分，并不涉及具體的數(shù)值設(shè)定，經(jīng)過了實(shí)際應(yīng)用檢測。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了水位監(jiān)測，水位控制，水位顯示，故障報(bào)警功能.在設(shè)計(jì)中主要采用了傳感技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、弱電控制強(qiáng)電技術(shù)、c語言編程等技術(shù)。本文還講述了水位控制系統(tǒng)工作的基本原

6、理，介紹了電路接口原理圖，給出了相應(yīng)了設(shè)計(jì)流程圖和c語言程序。本文主要是為了更多得了解單片機(jī)，掌握單片機(jī)的組成部分和控制原理，最終達(dá)到設(shè)計(jì)出“單片機(jī)水位控制系統(tǒng)的”的目的.實(shí)驗(yàn)證明，單片機(jī)控制的水位控制系統(tǒng)的硬件電路簡單，軟件功能完善，控制系統(tǒng)可靠，充分發(fā)揮了單片機(jī)的性能，可以大大的提高單片機(jī)的開發(fā)效率。1.2 課題現(xiàn)狀目前，市面上進(jìn)行液位測量的儀表種類繁多,但是同時具有測量、監(jiān)控、數(shù)據(jù)記錄及處理的液位測量裝置并不多。在某些工業(yè)控制系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的測量這一基本功能已不能滿足現(xiàn)代工業(yè)的要求，往往需要對大批數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，對其進(jìn)行后期處理分析，實(shí)現(xiàn)差錯控制、工藝改善、資源優(yōu)化等一系列工作。為了獲得大批

7、量的數(shù)據(jù)，得到可靠的分析資料，往往需要長期、多網(wǎng)點(diǎn)的監(jiān)控記錄。在液位測量這一領(lǐng)域中，如江河湖海、城市用水等方面，大量數(shù)據(jù)長時間，多網(wǎng)點(diǎn)的采集記錄分析具有普遍的意義。液位的變化分析，有助于人們進(jìn)一步對自然環(huán)境、天氣變化甚至是災(zāi)害預(yù)警提供可靠的支持。單片機(jī)是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器cpu隨即存儲器ram,只讀存儲器rom、多種i/o口和中斷系統(tǒng)、定時器、計(jì)時器等功能集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。中央處理器cpu是單片微型計(jì)算機(jī)指揮、執(zhí)行中心，由它讀程序并執(zhí)行指令。cpu功能，是以不同方式來執(zhí)行各種指令.有的指令涉及到各個寄存器之間

8、的關(guān)系；有的指令涉及到單片機(jī)核心電路內(nèi)部各功能部件的關(guān)系;有的則與外部器件發(fā)生關(guān)系。總的來說cpu是通過復(fù)雜的時序電路來完成不同的指令功能的。2。 總體設(shè)計(jì)方案及論證2.1 總體方案設(shè)計(jì)通過水的導(dǎo)電性，在水位到與未到的差別形成鮮明的高低電平并利用單片機(jī)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力對收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼、判斷，做出相應(yīng)的顯示處理、驅(qū)動繼電器打開或關(guān)閉相應(yīng)的電子閥門。設(shè)計(jì)要求：利用單片機(jī)及揚(yáng)聲器、水位傳感器等器件設(shè)計(jì)；將探測到的水位變化信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，經(jīng)調(diào)理電路整形處理為ttl電平送入單片機(jī)；單片機(jī)對送入的信號進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，在led上進(jìn)行水位顯示，超出水位警戒線時發(fā)出報(bào)警提示。原始數(shù)據(jù)：水位傳感器；51單

9、片機(jī)；蜂鳴器。主要任務(wù):根據(jù)技術(shù)要求和現(xiàn)有開發(fā)環(huán)境，分析設(shè)計(jì)題目;設(shè)計(jì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的方案;設(shè)計(jì)并繪制電路原理圖;畫出功能模塊的程序流程圖;使用c語言編寫實(shí)現(xiàn)程序；結(jié)合硬件調(diào)試、修改并完善程序;編寫項(xiàng)目報(bào)告。對于本設(shè)計(jì)單片機(jī)結(jié)構(gòu)簡單實(shí)用性強(qiáng),功能齊全，技術(shù)先進(jìn)，使實(shí)現(xiàn)這設(shè)計(jì)不難實(shí)現(xiàn)。同時，c語言是單片機(jī)的重要“組成，如果能掌握好c語言編程，這將很大程度上提高了開發(fā)效率.在設(shè)計(jì)過程中我們采用了軟硬件雙結(jié)合的方式,軟件設(shè)計(jì)的方法簡化了硬件的要求，為設(shè)計(jì)創(chuàng)造了條件.單片機(jī)采用的stc89c51的單片機(jī)。水位傳感器模塊單位數(shù)碼管顯示stc89c51 單片機(jī)模塊 狀態(tài)指示燈晶振電路繼電器控制端復(fù)位電路 蜂鳴器

10、（圖 1-1 系統(tǒng)整體方案）3. 硬件實(shí)現(xiàn)及單元電路設(shè)計(jì)3。1 設(shè)計(jì)原理單片機(jī)水塔水位控制原理如圖1所示，圖中虛線表示容許水位變化的上下線,在正常情況下,應(yīng)保持水位在虛線范圍之內(nèi)。其中a棒處于下限水位,c棒處于上限水位，b棒在上下水位之間.a棒接+5v電源，b棒、c棒各通過一個電阻與地相連。 圖1 水塔水位控制原理圖水塔由電機(jī)帶動水泵供水，單片機(jī)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動以達(dá)到對水位控制之目的.供水時，水位上升，當(dāng)達(dá)到上限時，由于水的導(dǎo)電作用，b、c棒連通+5v。因此，b，c兩端均為1狀態(tài)，這時應(yīng)停止電機(jī)和水泵的工作，不再給水塔供水。 當(dāng)水位處于上下限之間時，b棒與a棒導(dǎo)通.因c棒不能與a棒導(dǎo)通，b端為1狀

11、態(tài)，c端為0狀態(tài)。這時，無論是電機(jī)已在帶動水泵給水塔加水，水位在不斷上升;或者是電機(jī)沒有工作，用水使水位在不斷下降。都應(yīng)繼續(xù)維持原有的作狀態(tài)。 當(dāng)水位降到下限時，b,c棒都不能與a棒導(dǎo)電，因此,b，c兩端均為0狀態(tài)。這時應(yīng)啟動電機(jī)，帶動水泵工作，給水塔供水。 3。2 設(shè)計(jì)方案本設(shè)計(jì)為一個實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)的水塔水位控制部分.在此水塔水位控制系統(tǒng)中，檢測信號來自插入水中的4個金屬棒，以感知水位變化情況。工作正常情況下，應(yīng)保持水位在1水位和4水位內(nèi),當(dāng)水位變化發(fā)生故障的時候,及時關(guān)斷電機(jī)電源，發(fā)出聲、光報(bào)警信號. 水塔水位的硬件原理圖如圖2所示。圖2 水塔水位的硬件原理圖3。3 傳感器模塊3.3.1 傳

12、感器的選擇此設(shè)計(jì)最重要的模塊之一就是水位傳感器了,因?yàn)檫@個模塊的準(zhǔn)確性直接決定了水位控制的準(zhǔn)確性.如果傳感器選擇得不可靠，可能造成數(shù)碼管所顯示值非水池中的真實(shí)水位值;可能造成錯誤報(bào)警;錯誤加水或錯誤放水等可能. 水位的高度檢測也可有多種選擇，如超聲波；電容傳感器;紅外傳感器；利用水的導(dǎo)電性直接感應(yīng)電流的通”或斷來判斷水位是否到達(dá)了相應(yīng)的水位線 方案一、使用超聲波傳感器.超聲波具有不受被測的深度和導(dǎo)電性影響的特殊性，但精度不高，價格昂貴；這種產(chǎn)品不具有市場競爭力。再者，這種傳感器與單片機(jī)的接口較復(fù)雜，需要模/數(shù)之間的轉(zhuǎn)換。 方案二、使用電容式傳感器。容易實(shí)現(xiàn)，但要求水位的變化較為緩慢，距離不能太

13、遠(yuǎn)。 方案三、使用紅外傳感器，利用水面和容器的反射構(gòu)成薄膜干涉，當(dāng)有水時，由于水面反射光的干涉,使得紅外線傳感器接收不到相應(yīng)的信號，由此可以探測到水位高度.但是,同樣地這種傳感器價格也很昂貴,而其安裝起來也不太容易。 方案四、利用水的導(dǎo)電性,直接感應(yīng)電流的通”或斷來判斷水位是否到達(dá)了相應(yīng)的水位線.這種方式不用額外的開銷,而操作安裝簡單，其安裝高度較為靈活。如下示意圖 vccp23p22p20p21圖 3 水位傳感器示意圖3。4 系統(tǒng)工作原理當(dāng)水箱里的水位在低水位的時候傳感器傳給穩(wěn)壓電路一個低電平，低電平通過穩(wěn)壓電路里的pnp三極管、電容、電阻轉(zhuǎn)換成低電平。單片機(jī)收到低電平，表示水箱里沒有水了需

14、要系統(tǒng)開始運(yùn)作，給水箱加水，蜂鳴器報(bào)警。水位達(dá)到高水位時傳感器同時傳送給單片機(jī)一個低電平，紅燈閃爍頻率加快，蜂鳴器報(bào)警頻率加快。同理，水位從高水位下降時，水位離開高水位線時,高水位傳感器探頭與電源斷開，傳感器輸出低電平給單片機(jī)。圖4 穩(wěn)壓電路圖本電路的主要作用是使從傳感器輸入的電平能夠穩(wěn)定的輸入到單片機(jī)中，是由三極管8550、兩個電阻組成。3。5 水位顯示電路本電路采用數(shù)碼管顯示不同的水位等級，其段數(shù)碼管是常用的顯示器件，具有造價低廉，驅(qū)動方便等特點(diǎn)，其由7 個發(fā)光二極管和一個小數(shù)點(diǎn)組成,行成一個日字形,它們可以共陰極,也可以共陽極.但其使用方法基本相同.通過解碼電路得到的數(shù)碼接通相應(yīng)的發(fā)光二

15、極而形成相應(yīng)的數(shù)字顯示。由于，單片機(jī)復(fù)位后的各個引腳呈高電平，一般情況下，復(fù)位后數(shù)碼管不亮且考慮到顯示的“夠用”要求，所以選擇一位共陽數(shù)碼管做為水位高度的顯示.如下所示為一位共陽的示意圖：圖5 數(shù)碼管模型示意圖 d 2 d 3 d 4 d 圖6 共陽數(shù)碼管接法3.6 外部晶振時鐘電路的設(shè)計(jì)stc89c51的時鐘可以由兩種方式產(chǎn)生，一種是內(nèi)部方式,利用芯片內(nèi)部的振蕩電路；另外一種為外部方式，本論文根據(jù)實(shí)際需要和簡便，采用內(nèi)部振蕩方式,mcs-51內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，引腳xtal1和xtal2分別是此放大器的輸入端和輸出端，這個放大器與作為反饋元件的片外晶體或陶瓷諧振器一起

16、構(gòu)成了一個自激振蕩器。stc89c51雖然有內(nèi)部振蕩電路,但要形成時鐘，必須外接元件，所以實(shí)際構(gòu)成的振蕩時鐘電路,外接晶振以及電容c1和c2構(gòu)成了并聯(lián)諧振電路接在放大器的反饋回路中,對接電容的值雖然沒有嚴(yán)格的要求,但電容的大小會影響振蕩頻率的高低，振蕩器的穩(wěn)定性，起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性。晶振的頻率可在1.2mhz12mhz之間任選,電容c1和c2的典型值在20pf100pf之間選擇，由于本系統(tǒng)用到定時器，為了方便計(jì)算，采用了12mhz的晶振，采用電容選擇30pf。 圖7 晶振電路的設(shè)計(jì)3.7 復(fù)位電路的設(shè)計(jì)stc89c51的復(fù)位輸入引腳rst為單片機(jī)提供了初始化的手段,可以使程序從指定處開

17、始執(zhí)行，在stc89c51的時鐘電路工作后,只要rst引腳上出現(xiàn)超過兩個機(jī)器周期以上的高電平時，即可產(chǎn)生復(fù)位的操作，只要rst保持高電平，則stc89c51循環(huán)復(fù)位,只有當(dāng)ret由高電平變成低電平以后，stc89c51才從0000h地址開始執(zhí)行程序,本系統(tǒng)采用按鍵復(fù)位方式的復(fù)位電路。 圖8 復(fù)位電路3。8 自動報(bào)警電路下列二種情況發(fā)生系統(tǒng)報(bào)警： 1當(dāng)水位達(dá)到上限極限水位時報(bào)警,水位到達(dá)上限極限水位時系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警;2當(dāng)水位達(dá)到下限極限水位時報(bào)警，水位到達(dá)下限極限水位時系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警;蜂鳴器發(fā)聲原理是電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場來驅(qū)動振動膜發(fā)聲的，因此需要一定的電流才能驅(qū)動它,單片機(jī)io引腳

18、輸出的電流較小,單片機(jī)輸出的ttl電平基本上驅(qū)動不了蜂鳴器，因此需要增加一個三極管的電路。通過一個三極管c8550來放大驅(qū)動蜂鳴器，當(dāng)8550的基極是一個低電平時，三極管處于飽和狀態(tài)，蜂鳴器通電報(bào)警，當(dāng)基極為高電平，三極管處于截止?fàn)顟B(tài)，蜂鳴器停止報(bào)警.原理圖見下面圖3： 圖6 自動報(bào)警電路的接線圖3.9 中央處理器模塊中央處理器是整個設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)處理中心，擔(dān)負(fù)著數(shù)據(jù)接收與處理、數(shù)據(jù)顯示與報(bào)警及繼電器的驅(qū)動并開啟電子閥門。這個中央處理器的選擇應(yīng)考慮價格、穩(wěn)定性、易用性等因素。這里我們選擇stc89c51。3.9。1 stc89c51 主要性能： 與 mcs51 單片機(jī)產(chǎn)品兼容 8k字節(jié)在系統(tǒng)可編程

19、flash存儲器 1000次擦寫周期 全靜態(tài)操作：0hz33hz32個可編程i/o口線三個16位定時器/計(jì)數(shù)器八個中斷源全雙工uart串行通道低功耗空閑和掉電模式掉電后中斷可喚醒看門狗定時器雙數(shù)據(jù)指針掉電標(biāo)識符3。9。2 功能特性描述： stc89c51是一種低功耗、高性能cmos8位微控制器,具有8k在系統(tǒng)可編程flash存儲器。使用atmel公司高密度非易性存儲器技術(shù)制造,與工業(yè)80c51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單片機(jī)上,擁有靈巧的8位cpu和在系統(tǒng)可編程flash,使得stc89c51為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效

20、的解決方案。 3。9.3 引腳: p0口:p0口是一個8位漏極開路的雙向i/o口。作為輸出口，每位能驅(qū)動8個ttl邏輯電平。對p0端口寫”1”時，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，p0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下，p0具有內(nèi)部上拉電阻.在 flash編程時，p0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時，需要外部上拉電阻.p1口：p1口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o口，p1輸出緩沖器能驅(qū)動4個ttl邏輯電平。對p1端口寫1時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因,將輸出電流（

21、iil）。此外，p1。0和p1.2分別作定時器/計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸入(p1.0/t2）和 時器/計(jì)數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入(p1.1/t2ex),具體如下。在flash編程和校驗(yàn)時,p1口接收低8位地址字節(jié)引腳號第二功能：p1.0t2（定時器/計(jì)數(shù)器t2的外部計(jì)數(shù)輸入）,時鐘輸出p1.1t2ex（定時器/計(jì)數(shù)器t2的捕捉/重載觸發(fā)信號和方向控制)p1.5mosi（在系統(tǒng)編程用）p1。6miso（在系統(tǒng)編程用）p1.7sck(在系統(tǒng)編程用)p2口：p2口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o口,p2輸出緩沖器能驅(qū)動4個ttl邏輯電平。對p2端口寫1時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高,此時可以作為輸入口使用

22、。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（iil）。在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行movxdptr）時，p2口送出高八位地址.在這種用中，p2口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在使用8位地址（如movxri）訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，p2口輸出p2鎖存器的內(nèi)容.在flash編程和校驗(yàn)時,p2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號。p3口:p3口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向i/o口，p2輸出緩沖器能驅(qū)動4個ttl邏輯電平。對p3端口寫1時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因,將輸出電流

23、(iil）。p3口亦作為stc89c51特殊功能（第二功能）使用，如下所示。在flash編程和校驗(yàn)時，p3口也接收一些控制信號。p3.0rxd（串行輸入）p3。1txd（串行輸出) p3。2int0（外部中斷 0) p3。3int0（外部中斷 0) p3.4t0（定時器 0 外部輸入） p3.5t1（定時器 1 外部輸入) p3。wr（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） p3。7rd（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通) 框圖：圖7 中央處理器引腳圖3。10 繼電器控制閥門模塊用一個較小的電流去控制較大的電流(如驅(qū)動閥門、高功率加熱器件、機(jī)床等),可以使用諸如繼電器，晶體管和晶閘管幾種類型。在線路結(jié)構(gòu)上都采用了隔離措施

24、。但各有其特點(diǎn)：繼電器輸出：開關(guān)速度低，負(fù)載能力大，適用于低頻場合.晶體管輸出：開關(guān)速度高，負(fù)載能力小，適用于高頻場合.晶閘管輸出:開關(guān)速度高，負(fù)載能力小，適用于高頻場合。在這個設(shè)計(jì)中,只是用于驅(qū)動閥門而已,所以選擇使用繼電器，要求速度不用太高，負(fù)載也無需太大。繼電器是一種當(dāng)輸入量（電、磁、聲、光、熱）達(dá)到一定值時，輸出量將發(fā)生跳躍式變化的自動控制器件，是一種電子控制器件，通常應(yīng)用于自動控制電路中,它實(shí)際上是用較小的電流去控制較大電流。3.10.1 繼電器工作原理一般機(jī)械繼電器有一組觸點(diǎn)，4根引線,兩個是常開的,兩個是常閉的，中間一個共用。當(dāng)控制端加電之后,線圈產(chǎn)生磁場，常開的閉合，常閉的斷開

25、，這樣可以用小電壓和電流控制大功率的設(shè)備，比較方便和安全.下圖為直流無極繼電器,當(dāng)電流通過線圈時，鐵芯吸動銜鐵,使推桿向上移動，帶動中簧片斷開后接點(diǎn),而與前接點(diǎn)閉合；當(dāng)電源切斷后,鐵芯失磁，銜鐵自行釋放，使推桿下降，中簧片斷開前接點(diǎn),而與后接點(diǎn)閉合.繼電器線圈沒電時,鐵芯失磁,簧片與后接觸點(diǎn)閉合，使信號燈電路接通紅燈,則紅燈亮。如下圖:圖 8 繼電器斷開時工作原理示意圖繼電器線圈有電時，鐵芯吸動銜鐵，簧片與前接觸點(diǎn)閉合,使信號燈電路接通綠燈，則綠燈亮。如下圖：圖9 繼電器接時工作原理示意圖綜合考慮,電子閥門工作時電流不大,形狀閉合速度也要求不高,所以繼電器的選擇要求不高,只要市面上較易買到，價

26、格合適,電流2a10a右就可以了.這里我們選擇的是hrs4hs-dc5v就可以3。11 水位檢測系統(tǒng)的整體電路仿真圖圖10 水位控制系統(tǒng)仿真圖4 軟件設(shè)計(jì)4.1 主程序工作流程圖在系統(tǒng)的硬件確定以后，功能完善的軟件能夠很好的指導(dǎo)和協(xié)調(diào)硬件的工作，可使系統(tǒng)發(fā)揮其最大的作用，并且便利以后的更新?lián)Q代升級。一個完整的系統(tǒng)都離不開對系統(tǒng)狀態(tài)的監(jiān)控,為了更好的協(xié)調(diào)軟件，硬件各個部分正常工作就必須對整個系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)控。主程序如圖3-1所示.系統(tǒng)開始工作時,由傳感器檢測出水位深度，送入單片機(jī)與設(shè)定值相比較.如果測量值高于上限值則發(fā)出警報(bào)并關(guān)閉水泵；如果測量值低于下限值則發(fā)出警報(bào)并啟動水泵供水;如果測量值等于

27、設(shè)定值則關(guān)閉水泵停止供水，并由顯示水位值，否則啟動水泵繼續(xù)供水且顯示水位值。 開始傳感器測量y報(bào)警提示關(guān)閉水泵測量值高于上限值ny報(bào)警提示啟動水泵測量值低于下限值ny關(guān)閉水泵停止供水測量值等于設(shè)定值n啟動水泵繼續(xù)供水顯示液位高度高度 結(jié)束圖11主程序設(shè)計(jì)5 總結(jié)本設(shè)計(jì)是利用stc89c52單片機(jī)設(shè)計(jì)一種水位控制系統(tǒng)。主要是基于單片機(jī)的硬件設(shè)計(jì)以及程序設(shè)計(jì), 包括測量電路部分、液位實(shí)時數(shù)顯輸出部分以及液位控制部分，還在此基礎(chǔ)上添加蜂鳴器。本設(shè)計(jì)只是概念性設(shè)計(jì)了電路部分，并不涉及具體的數(shù)值設(shè)定,經(jīng)過了實(shí)際應(yīng)用檢測。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了水位監(jiān)測，水位控制，水位顯示，故障報(bào)警功能。在設(shè)計(jì)中主要采用了傳感技術(shù)、

28、單片機(jī)技術(shù)、弱電控制強(qiáng)電技術(shù)、c語言編程等技術(shù)。本文還講述了水位控制系統(tǒng)工作的基本原理，介紹了電路接口原理圖，給出了相應(yīng)了設(shè)計(jì)流程圖和c語言程序.6 參考文獻(xiàn) 1 童詩白，華成英.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)（第三版）。北京高等教育出版社,2001 2 謝嘉奎，宣月清，馮軍。電子線路線性部分（第四版).北京高等教育出版社，2004 3 郁有文。傳感器原理及工程應(yīng)用，西安電子科技大學(xué)出版社，2001。4 嚴(yán)鐘豪.非電量電測技術(shù)。北京，機(jī)械工業(yè)出版社，2001。5 周樂挺.著傳感器與檢測技術(shù)。北京,機(jī)械工業(yè)出版社，2005。6 范晶彥.傳感器與檢測技術(shù)應(yīng)用.北京,機(jī)械工業(yè)出版社，2005.7 張正偉.傳感器原理與應(yīng)用。北京,中央廣播電視大學(xué)出版社，1991。8 李軍。檢測技術(shù)及儀表。北京，輕工業(yè)出版社，1989.9 宋文緒。自動檢測技術(shù).北京，高等教育出版社，2000.10 賈伯年。傳感器技術(shù)。南京,東南大學(xué)出版社,1990.11 杜維。過程檢測技術(shù)及儀表。北京,化學(xué)