水箱自動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理圖及程序

1、課程：創(chuàng)新與綜合課程設(shè)計(jì) 電子與電氣工程學(xué)院實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)說明書題目名稱 水箱水位自動控制裝置 學(xué) 院 電子與電氣工程學(xué)院 專 業(yè) 電子信息工程 班 級 學(xué) 號 學(xué)生姓名 起止日期 13周周一14周周五 水箱液位控制系統(tǒng)是典型的自動控制系統(tǒng)，在工業(yè)應(yīng)用上可以模擬水塔液位、爐內(nèi)成分等多種控制對象的自動控制系統(tǒng)。本次課程設(shè)計(jì)思路是以單片機(jī)為控制中心，對水位傳感器、電機(jī)驅(qū)動模塊、按鍵及顯示進(jìn)行控制。通過按鍵設(shè)置水位傳感器的位置，在水龍頭及閥門的各種開度下，通過控制水泵工作或不工作來維持水箱二的液面高度基本維持不變。一、設(shè)計(jì)題及即要求1、設(shè)計(jì)并制作一個水箱水位自動控制裝置，原理示意圖如下：2、基本要求：

2、設(shè)計(jì)并制作一個水箱水位自動控制裝置。（1）水箱 1 的長寬高為 50 40 40 cm；水箱 2 的長寬高為 40 30 40 cm（相同容積亦可） ；水箱 1 的放在地面，水箱 2 放置高度距地 0.8-1.2m。（2） 在出水龍頭各種開度狀態(tài)下裝置能夠自動控制水箱 2 中水位的高度不變，誤差1cm。（3）水箱 2 中要求的水位高度及上下限可以通過鍵盤任意設(shè)置；（4）實(shí)時顯示水箱 2 中水位的實(shí)際高度和水泵、閥門的工作狀態(tài)。3、發(fā)揮部分：（1） 在出水龍頭各種開度狀態(tài)下裝置能夠自動控制水箱 2 中水位的高度不變，誤差0.3 cm。（2）由無線遠(yuǎn)程控制器實(shí)現(xiàn)基本要求，無線通訊距離不小于 10

3、米。遠(yuǎn)程控制器上能夠同步實(shí)現(xiàn)超限報警顯示。（3）其他創(chuàng)新。二、設(shè)計(jì)思路：以單片機(jī)為控制中心，對水位傳感器、電機(jī)驅(qū)動模塊、按鍵及顯示進(jìn)行控制。通過按鍵設(shè)置水位傳感器的位置，在水龍頭及閥門的各種開度下，通過控制水泵工作或不工作來維持水箱二的液面高度基本維持不變。原理框圖：水泵顯示按鍵電機(jī)驅(qū)動模塊單片機(jī)電源水位傳感器三、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1、控制模塊：本次課程設(shè)計(jì)采用控制模塊是AT89C51單片機(jī)。AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機(jī)。AT

4、89C2051是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。2、水位測量儀由于各種原因，本設(shè)計(jì)沒有用水位測量儀。而是用廉價的土壤濕度檢測儀代替。在精度方面，本次課程設(shè)計(jì)做的不是很好，因?yàn)闈穸葴y量儀不能設(shè)計(jì)對液面的精確控制。但是不影響本次課

5、程設(shè)計(jì)的最終結(jié)果。3、電機(jī)驅(qū)動模塊電機(jī)驅(qū)動模塊電路圖:恒壓恒流橋式2A驅(qū)動芯片L298NL298是SGS公司的產(chǎn)品，比較常見的是15腳Multiwatt封裝的L298N，內(nèi)部同樣包含4通道邏輯驅(qū)動電路。可以方便的驅(qū)動兩個直流電機(jī)，或一個兩相步進(jìn)電機(jī)。L298N可接受標(biāo)準(zhǔn)TTL邏輯電平信號VSS，VSS可接457 V電壓。4腳VS接電源電壓，VS電壓范圍VIH為2546 V。輸出電流可達(dá)25 A，可驅(qū)動電感性負(fù)載。1腳和15腳下管的發(fā)射極分別單獨(dú)引出以便接入電流采樣電阻，形成電流傳感信號。L298可驅(qū)動2個電動機(jī)，OUT1，OUT2和OUT3，OUT4之間可分別接電動機(jī)，本實(shí)驗(yàn)裝置我們選用驅(qū)動一

6、臺電動機(jī)。5，7，10，12腳接輸入控制電平，控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)。EnA，EnB接控制使能端，控制電機(jī)的停轉(zhuǎn)。LM298N 功能表格:PWM_XX_EN1X_EN2運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)0XX停止110正轉(zhuǎn)101反轉(zhuǎn)111剎停100停止4、程序設(shè)計(jì)#include#define uint unsigned intuint x,y,z;sbit d1=P10;sbit d2=P11;sbit d3=P13;void main()d1=1; /初始化為高電平；d2=0; /初始化為低電平 ； while(1) if(d1=0) /d1為低電平，檢測到水，水泵開始抽水 ； d2=0; /d2=0,d3=1說明在抽水；d3=1;else /d1,d2為相同電平，水泵不工作d2=1; d3=1;四、設(shè)計(jì)體會本次課程設(shè)計(jì)，我們做的是水箱水位自動控制裝置。