液位自动控制系统的研究
液位自动控制系统的研究[20200410141411]
在当今社会的现代化演变中，各种传感器的发明令我们的生产生活产生了巨大的改变。本次设计使用一个简单的水位传感器模型，在无水或者少水时水泵开始抽水，二极管黄灯点亮；液面达到低水位时，水泵继续抽水，绿灯点亮；液面达到高水位时，水泵停止抽水，红灯点亮。水位设备故障时，系统报警，其中报警部分由二极管的闪烁来显示。
本设计内容包括电路的设计和水泵抽水系统设计，各个模块的组成利用proteus7.8进行在线调试。水位高度有三个阶段，缺水阶段，低水位阶段和高水阶段。基本实现了液位检测、自动报警循环抽水等功能，从而保证了液面的高度始终稳定在设定的范围之内。设计过程中采用了传感技术、光报警技术等等。该水位控制器的操作简单方便，实用性能高，适用于家用鱼缸和水库等液体存储设备。
1.绪论 1
1.1国内外发展背景 1
1.2任务 1
1.3单片机介绍 2
1.3.1引脚说明 4
2.系统设计方案 5
2.1几种方案的比较 5
2.2方案论证 7
2.3传感器的选用 8
3.硬件设计 9
3.1系统工作原理 10
3.2方案设计 11
3.3稳压电路的设计 11
3.4接口的分配 12
3.5光报警显示统电路 12
3.6光报警电路的设计 13
3.7继电器控制水泵加水电路 14
4.软件设计 16
4.1总体设计方案 16
4.2程序流程图 17
4.3方案设计： 18
4.4各个水位亮灯情况 18
5.仿真与性能分析 19
5.1程序编译和加载 19
5.2调试仿真 19
5.2.1使用keil的vision3集成开发环境 20
5.2.2仿真过程 20
5.3实物的安装与调试 25
6.总结与展望 27
致谢 29
参考文献 30
附录1 源程序 31
1.1国内外发展背景
在我们生活的这个城市中，有许多住宅小区的自来水供水仍然采用高塔供水。即建立在屋顶或者另一个高出水库的地方安装蓄水池，从而保证用户的用水压力恒定。这样就要求容器内的水位一直维持在正常范围，并且当产生故障的时及时报警。传统的控制方法能源消耗高，精度低，操作复杂。对于这种情形，一般的做法是储存的水量不够时，人为的打开水泵，这样的操作方式非常繁琐，耗费人力。
另外，许多城乡的水闸系统，在雨季这种需要防洪排涝的时期，需要专门的工作人员进行水开闸放闸操作，如果有一种自动控制的报警系统，能够在规定的水位线自动报警，就可以提高灵敏度，降低人员的操作难度，降低能耗。而且这种装置安装方便，操作简单方便，实用性非常高。
在自动化课程所积累的知识，为这次毕业设计打下了一定基础。虽然在设备和系统模型和控制的研究与生产经验上，我们与发达国家相比仍存在一定差距。但是在我国科技水平的不断发展这个大环境的领导下，科研人员们解决了很多难题，在不停的摸寻探索中勇敢向前，我国有望在相关领域赶上直至超出发达国家的科技水平。
1.2任务
本文立足单片机，传感器测量液位时，CPU循环检测输出状态,通过不同颜色的发光二极管表示水面的状态。液位在设定值以下时，系统通过单片机的预置程序自动开启水泵，当液位达到设定值时，系统自动关闭或打开水泵。
1.利用STC89C52单片机完成水位的核心控制；
2.利用传感器探测获得的水位信息传送给单片机从而完成液位的显示与水泵启停的控制；
3.利用光报警显示电路来表示不同水位的情况；
4.利用继电器以及稳压电路进行抽水的启停。
1.3单片机介绍
STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash存储器。 具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，3个16 位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口[1]。
本文选用STC89C52单片机为核心控制芯片，其封装图如图所示：
本设计选用了电磁继电器，主要的组成部分有铁芯，线圈，衔铁，触点。只需要5V的线圈电压，通过电磁感应效应，开关就能够克服弹簧的拉力闭合，从而开始工作，触点为常开和常闭。当线圈中没有电流通过时，就不会产生电磁感应，因此开关能够闭合，断开，从而控制水泵的启停。
1.3.1引脚说明
线圈引脚：3~5；常开触点：2，4；常闭触点：1，4。
启动电流：5V；吸合电流：43-46mA；释放电流：15-18mA
在当今社会的现代化演变中，各种传感器的发明令我们的生产生活产生了巨大的改变。本次设计使用一个简单的水位传感器模型，在无水或者少水时水泵开始抽水，二极管黄灯点亮；液面达到低水位时，水泵继续抽水，绿灯点亮；液面达到高水位时，水泵停止抽水，红灯点亮。水位设备故障时，系统报警，其中报警部分由二极管的闪烁来显示。
本设计内容包括电路的设计和水泵抽水系统设计，各个模块的组成利用proteus7.8进行在线调试。水位高度有三个阶段，缺水阶段，低水位阶段和高水阶段。基本实现了液位检测、自动报警循环抽水等功能，从而保证了液面的高度始终稳定在设定的范围之内。设计过程中采用了传感技术、光报警技术等等。该水位控制器的操作简单方便，实用性能高，适用于家用鱼缸和水库等液体存储设备。
1.绪论 1
1.1国内外发展背景 1
1.2任务 1
1.3单片机介绍 2
1.3.1引脚说明 4
2.系统设计方案 5
2.1几种方案的比较 5
2.2方案论证 7
2.3传感器的选用 8
3.硬件设计 9
3.1系统工作原理 10
3.2方案设计 11
3.3稳压电路的设计 11
3.4接口的分配 12
3.5光报警显示统电路 12
3.6光报警电路的设计 13
3.7继电器控制水泵加水电路 14
4.软件设计 16
4.1总体设计方案 16
4.2程序流程图 17
4.3方案设计： 18
4.4各个水位亮灯情况 18
5.仿真与性能分析 19
5.1程序编译和加载 19
5.2调试仿真 19
5.2.1使用keil的vision3集成开发环境 20
5.2.2仿真过程 20
5.3实物的安装与调试 25
6.总结与展望 27
致谢 29
参考文献 30
附录1 源程序 31
1.1国内外发展背景
在我们生活的这个城市中，有许多住宅小区的自来水供水仍然采用高塔供水。即建立在屋顶或者另一个高出水库的地方安装蓄水池，从而保证用户的用水压力恒定。这样就要求容器内的水位一直维持在正常范围，并且当产生故障的时及时报警。传统的控制方法能源消耗高，精度低，操作复杂。对于这种情形，一般的做法是储存的水量不够时，人为的打开水泵，这样的操作方式非常繁琐，耗费人力。
另外，许多城乡的水闸系统，在雨季这种需要防洪排涝的时期，需要专门的工作人员进行水开闸放闸操作，如果有一种自动控制的报警系统，能够在规定的水位线自动报警，就可以提高灵敏度，降低人员的操作难度，降低能耗。而且这种装置安装方便，操作简单方便，实用性非常高。
在自动化课程所积累的知识，为这次毕业设计打下了一定基础。虽然在设备和系统模型和控制的研究与生产经验上，我们与发达国家相比仍存在一定差距。但是在我国科技水平的不断发展这个大环境的领导下，科研人员们解决了很多难题，在不停的摸寻探索中勇敢向前，我国有望在相关领域赶上直至超出发达国家的科技水平。
1.2任务
本文立足单片机，传感器测量液位时，CPU循环检测输出状态,通过不同颜色的发光二极管表示水面的状态。液位在设定值以下时，系统通过单片机的预置程序自动开启水泵，当液位达到设定值时，系统自动关闭或打开水泵。
1.利用STC89C52单片机完成水位的核心控制；
2.利用传感器探测获得的水位信息传送给单片机从而完成液位的显示与水泵启停的控制；
3.利用光报警显示电路来表示不同水位的情况；
4.利用继电器以及稳压电路进行抽水的启停。
1.3单片机介绍
STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash存储器。 具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，3个16 位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口[1]。
本文选用STC89C52单片机为核心控制芯片，其封装图如图所示：
本设计选用了电磁继电器，主要的组成部分有铁芯，线圈，衔铁，触点。只需要5V的线圈电压，通过电磁感应效应，开关就能够克服弹簧的拉力闭合，从而开始工作，触点为常开和常闭。当线圈中没有电流通过时，就不会产生电磁感应，因此开关能够闭合，断开，从而控制水泵的启停。
1.3.1引脚说明
线圈引脚：3~5；常开触点：2，4；常闭触点：1，4。
启动电流：5V；吸合电流：43-46mA；释放电流：15-18mA
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