基于单片机的温度及水位控制系统

2019-06-11 版权声明 举报文章

摘 要:用单片机系统进行温度、水位控制是该论文的主要内容。整个系统分为温度系统和水位系统部分。温度系统部分采用热敏电阻进行测温,以单片机为核心进行控制,能够满足温度要求。水位系统部分用发光二极管以光柱形式和数码形式显示水位,也以单片机为核心,当水位低于设定水位时能自动补水,高于设定水位时,能自动抽水。

关键词:温度控制 AT89C51单片机 水位控制

中图分类号:TU119+.23 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)09(c)-0025-01

1 系统方案的比较与论证

该系统根据要求可分为温度控制系统和水位控制系统。为了可靠性,分别采用不同的控制芯片和控制方法,两个系统完全独立。

1.1 温度系统部分

(1)温度测量部分。

方案一:采用温度传感器铂电阻Pt10000。铂热电阻的物理化学性能在高温和氧化性介质中很稳定,它能用作工业测温元件,但是组成电路复杂,价格较高,因而放弃。

方案二:该设计要求测量水温满足40℃~90℃的测试范围,最小区分度为1℃,标准温差Q1℃,从测温范围和精准度看,热敏电阻完全能满足要求,并且价格不高,性价比较好,设计又简单,因此采用此方案。

(2)控制芯片介绍。

AT89C51是一个低电压,高性能CMOS 8位单片机,片内含4Kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和128byt的随机存取数据存储器(RAM),兼容标准MCS-51指令系统,片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元,内置功能强大的微型计算机的AT89C51提供了高性价比的解决方案。

(3)温度系统工作原理。

当水的温度变化时,传感器热敏电阻的阻值会产生相应的变化。热敏电阻和电容器是决定单稳态震荡电路震荡周期的关键部件。只要单片机对震荡周期准确计算,查表可求得对应水温。

温度的设定是由三个按钮实现的。按设定键,可以开始设定温度值,按增加键或减少键,进行调整设定值。

1.2 水位系统部分

(1)水位检测部分。

水位检测采用最简单的方法:利用自来水是导体的原理。首先在盛水容器里放置一根带电导线,盛水容器的不同高度位置在放置测量导线。当水位达到那些测量导线位置,相应的导线通电;反之,无电。

(2)水位控制原理。

根据要求当水位低于设定水位时,由单片机经过比较后发出控制信号,通过三极管控制继电器的开关,由继电器控制电磁阀开启,向容器内注水,防止干烧,完成功能。

2 硬件系统

水位控制单片机输出驱动电路如图1所示。

3 系统软件设计

3.1 温度系统(见图2)

3.2 水位系统(见图3)

4 结论

此电路分高压部分与低压部分,应分别调试。我们设计的系统经过细心的设计和耐心的调试,可以完全实现控制要求。由单片机发出的控制信号能够通过电磁阀实现设计的要求:当水位低于设定水位时,自动补水,防止烧干而损坏电热管。

参考文献

[1] 潘晓贝,郭志冬.基于单片机的水温水位控制器的设计[J].三门峡职业技术学院学报,2010(6).

[2] 吴再群.基于单片机的水位控制系统[J].电子科技,2013(6):80-81.

[3] 唐灵军,唐杰,谌超,等.基于单片机的水位控制系统设计[J].电子设计工程,2012(8):62-64.

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