基于单片机的水位控制系统设计

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课 程 设 计 任 务 书

题目 水位控制器设计 专业、班级 学号 姓名 主要内容、基本要求、主要参考资料等：

一、主要内容：

① 熟悉单片机应用系统的设计方法和规范，达到综合的目的。 ② 学习文件检索和查找数据手册的能力。 ③ 学习protel软件的使用。

④ 学会整理和总结设计文档报告。 二、基本要求：

① 以MCS-51系列单片机为核心，组成一个水位自动控制系统。 ② 六区间式水位显示。 ③ 全自动位式进水。 ④ 满水、低水水位报警。

⑤ 水位传感器故障自检及报警提示。 ⑥ 能延时恢复的报警消音。 三、主要参考资料：

① 张毅坤等 单片微型计算机原理及应用 西安 西安电子科技大学出版社

② 李建忠编著 单片机原理及应用 西安 西安电子科技大学出版社

完 成 期 限： 指导教师签名： 课程负责人签名：

2013年 12月 16 日

目录

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摘 要 .................................................. I 1、概述 ................................................... 1

1.1、系统原理 ..................................................................................... 1 1.2、系统结构图 ................................................................................. 1 1.3、控制方案说明 ............................................................................. 2 1.4、系统组成及原理 ......................................................................... 2 2、硬件设计 ............................................... 4

2.1、单片机最小系统电路设计 ......................................................... 4 2.2、水位检测传感器的选用 ............................................................. 5 2.3、稳压电路的设计 ......................................................................... 6 2.4、光报警电路的设计 ..................................................................... 7 2.5、水泵的介绍 ................................................................................. 9 2.6、继电器控制水泵加水电路 ....................................................... 12 2.7、电源电路 ................................................................................... 13 2.8、看门狗技术 ............................................................................... 14 3、软件设计 .............................................. 17

3.1、系统总原理图 ........................................................................... 17 3.2、系统程序清单 ........................................................................... 18 总结 ..................................................... 20 参考文献 ................................................. 21 附录 ..................................................... 22

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摘 要

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。

调查的过程当中发现，目前大多数的住宅小区都是采用人工加水的办法，即当水用完的时候，就人工开启水泵进行加水，十分不便。引起了老百姓的抱怨----水用完之前，不知道水已经很少，待用完后才知晓，如果是急需水的情况下，那就十分麻烦要等加水后才有水用；加水的过程当中，还需要人时刻检查水位情况，以防止水量超过最高水位线；所有这一切问题的存在，都在呼唤一种简单经济的水位控制系统的诞生 。

另外，现在许多的锅炉系统、防洪系统也需要对水位进行控制，以能够方便地控制水位，对不同的水位进行报警，所以如果研制了一种很好的水位控制装置便能够很好地造福人民。

相信本次的设计一定能够给老百姓的生活带来方便，也一定会具有广阔的市场前景，一定能够使我们电子设计能力得到很好的锻炼，使我们的理论和现实生活联系起来！

关键词：单片机；水位检测；控制系统

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1、概述

1.1、系统原理

当水位处于低水位的时候，传感器的低水位探测线没被+5V的电源导通进入稳压电路经过处理在稳压电路的输出端有一个高电平，送入单片机的P1.0口，另一个稳压电路输出的高电平进入单片机的P1.1口单片机经过分析，在P1.2口输出一低电平，驱动红灯亮，P1.5出来一个信号使光电耦合器GDOUHE导通，这样继电器闭合，使水泵加水；当水位处于正常范围内时，水泵加水，在P1.3引脚出来一个低电平，使绿灯亮；当水位在高水位区时，传感器的两根探测线均被导通，均被+5V的电源导通，送入单片机，单片机经过分析，在P1.4引脚出来一个低电平，使黄灯亮，在P1.5端出来一个低电平不能使光电耦合器导通，这样继电器不能闭合，水泵不能加水；当三灯闪烁表示系统出现故障。

1.2、系统结构图

显示系统电源电路单片机AT89C2051稳压电路水位检测传感器图1-1 系统结构图

水泵加水系统水塔模型水箱 .