基于虧單片機的水塔水位檢測控制系統仿真設計

3．1 水位檢測接口電路
為了便于實(shí)現水位檢測功能，用一個(gè)兩位的撥碼開(kāi)關(guān)模擬b、c端的狀態(tài)(1、0)，正電極接+5 V電源，每個(gè)負電極分別通過(guò)4．7 kQ的電阻(尺1，R2)接地。將單片機的P1．0端口接開(kāi)關(guān)1，P1．1端口接開(kāi)關(guān)2。假設被水淹沒(méi)的負電極都為高電平，此時(shí)開(kāi)關(guān)置1；露在水面的負電極都為低電平，開(kāi)關(guān)此時(shí)置為0。單片機通過(guò)負電極重復采集檢測水位，當缺水時(shí)(此時(shí)兩個(gè)開(kāi)關(guān)均置0)，電機必須帶動(dòng)水泵抽水；若水位在正常范圍內時(shí)，檢測信號為高，低電平(此時(shí)開(kāi)關(guān)1置1，開(kāi)關(guān)2置0)；當水位過(guò)高時(shí)，檢測信號為高電平(此時(shí)開(kāi)關(guān)l和2都置1)，單片機檢測到P1．0和P1．1為高電平后，立即停機。
3．2 報警接口電路
為了避免系統發(fā)生故障時(shí)，水位失去控制造成嚴重后果，在超出、低于警戒界水位時(shí)，報警信號直接從高、低警界水位電極獲得。單片機P1．7端口為啟動(dòng)電機命令輸出端口，P1．7=0為低電平，經(jīng)過(guò)非門(mén)后與電機的另一端接地導通，啟動(dòng)電機工作；P1．7=l為高電平，反之，電機停止工作。電機故障報警由單片機控制，電機故障報警信號由P1．0和P1．1輸人．當P1．5為高電平時(shí)蜂鳴器報警。水位超過(guò)高警戒水位，單片機控制系統使電機停止轉動(dòng)，向水塔內供水工作也停止。
3．3 存儲器擴展接口電路
為了便于系統擴展，存放大容量應用程序，系統設計擴展一片程序存儲器，用于存放源程序代碼。74LS373用于鎖存地址，單片機的P0．0～P0．7通過(guò)復用方式分別接鎖存器74LS373的DO～D7和存儲器2732的D0～D7端，地址鎖存信號線(xiàn)ALE接鎖存器的OE端，通過(guò)軟件設置實(shí)現地址和數據信息的傳輸，鎖存器的輸出端OQ0～O7與存儲器地址線(xiàn)A0～A7相連，剩余的3根地址線(xiàn)A8～A11接P2．0～P2．2．單片機選通引腳麗接存儲器OE端，因只擴展一片存儲器，片選端CE接地。

4 系統軟件設計
當水塔水位處于上、下限之間時(shí)，P1．0=l，P1．1=0，此時(shí)無(wú)論電機是在帶動(dòng)水泵給水塔供水使水位不斷上升．還是電機沒(méi)有工作使水位不斷下降，都應繼續維持原有工作狀態(tài)；當水位低于下限時(shí)，P1．0=0，P1．1=0，此時(shí)啟動(dòng)電機轉動(dòng)，帶動(dòng)水泵給水塔供水。水位檢測信號與輸出控制操作關(guān)系如表1所列，圖4為水塔水位控制程序流程。

5 實(shí)驗仿真結果
根據所設計系統的軟件流程圖，編寫(xiě)相應的程序在Pro-teus軟件環(huán)境下實(shí)際仿真，實(shí)驗結果表明，該系統能成功實(shí)現了水位檢測、電機故障檢測、處理和報警等功能，具有良好的檢測控制功能，可移植性和擴展性強。通過(guò)制作PCB板子，該系統已成功運用于某實(shí)驗水冷卻系統。

6 結語(yǔ)
該系統設計是基于在單片機嵌入式系統而設計的，充分利用單片機強大控制功能和方便通信接口，該檢測控制系統在實(shí)驗室某實(shí)驗水冷卻系統得到成功實(shí)踐，實(shí)現水位檢測、電機故障檢測、處理和報警等功能，提高了實(shí)驗的自動(dòng)控制能力。進(jìn)一步優(yōu)化系統軟硬件設計，可為實(shí)時(shí)實(shí)現遠端控制，因此，該系統在農村水塔，城市水源檢測控制等領(lǐng)域有著(zhù)廣闊的應用前景。