本文為大家分享兩個(gè)基于單片機(jī)的液位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

基于單片機(jī)的液位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)一

集成芯片LM1042是用于檢測(cè)液位的專用的集成電路，內(nèi)部集成了所有控制熱阻探針、檢測(cè)熱阻探針的短路和開(kāi)路所需的監(jiān)控電路，具有很強(qiáng)的功能。LM1042使用熱阻探針技術(shù)來(lái)測(cè)量非可燃性液體液面高度，能提供一正比于液位高度的輸出，可進(jìn)行單次或重復(fù)測(cè)量，所有控制熱阻探針、檢測(cè)熱阻探針的短路和開(kāi)路所需的監(jiān)控電路都集成在LM1042芯片內(nèi)部。此外該芯片可采用線性輸入或其它傳感器信號(hào)作為輸入信號(hào)。

LM1042液位檢測(cè)器可以選擇熱阻或線性信號(hào)作為輸入，具有集成有熱阻探針的控制電路，LM1042液位檢測(cè)器在復(fù)位時(shí)切換，延時(shí)功能可避免瞬態(tài)信號(hào)的影響，另外LM1042液位檢測(cè)器具有探針短路、集成芯片LM1042是用于檢測(cè)液位的專用的集成電路，內(nèi)部集成了所有控制熱阻探針、檢測(cè)熱阻探針的短路和開(kāi)路所需的監(jiān)控電路，具有很強(qiáng)的功能。

LM1042內(nèi)部電路框圖

LM1042使用熱阻探針技術(shù)來(lái)測(cè)量非可燃性液體液面高度，能提供一正比于液位高度的輸出，可進(jìn)行單次或重復(fù)測(cè)量，所有控制熱阻探針、檢測(cè)熱阻探針的短路和開(kāi)路所需的監(jiān)控電路都集成在LM1042芯片內(nèi)部。此外該芯片可采用線性輸入或其它傳感器信號(hào)作為輸入信號(hào)。LM1042液位檢測(cè)器可以選擇熱阻或線性信號(hào)作為輸入，具有集成有熱阻探針的控制電路，LM1042液位檢測(cè)器在復(fù)位時(shí)切換，延時(shí)功能可避免瞬態(tài)信號(hào)的影響，另外LM1042液位檢測(cè)器具有探針短路、開(kāi)路檢測(cè)功能。

總體方案簡(jiǎn)介

測(cè)量部分：液位傳感器采用LM1042液位檢測(cè)器，并在端口接ADC0809的一個(gè)模擬量通道。ADC0809和并行口擴(kuò)展芯片8155直接相連，ADC0809的A、B、C均接地來(lái)選擇路模擬通道。

鍵盤(pán)部分：鑒于鍵盤(pán)并不常用，所以上下限的輸入采用中斷方式。一個(gè)接中斷口1，另一個(gè)接至定時(shí)計(jì)數(shù)器0，把定時(shí)計(jì)數(shù)器0擴(kuò)展為外部中斷口。

顯示部分：該部分由液晶顯示器1602實(shí)現(xiàn)液位的顯示，液晶顯示器上顯示液位的值。

報(bào)警部分：當(dāng)液位高于由鍵盤(pán)輸入的液位上限或低于由鍵盤(pán)輸入的液位下，蜂鳴器發(fā)聲報(bào)警。

控制部分：當(dāng)液位高于由鍵盤(pán)輸入的液位上，單片機(jī)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)開(kāi)閘放液體；當(dāng)液位低于液位下，單片機(jī)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)自動(dòng)上液體。為減少執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)單片機(jī)的影響，提高穩(wěn)定性，在執(zhí)行機(jī)構(gòu)前加有光電隔離器，并由電磁繼電器控制電動(dòng)機(jī)的開(kāi)關(guān)。

系統(tǒng)總體框圖

本方案主程序流程圖如下圖

主程序流程圖

本方案有測(cè)量模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、鍵盤(pán)輸入模塊等。程序設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮各部分的相互聯(lián)系。在主程序中先進(jìn)行初始化，初始化過(guò)程包括CPU開(kāi)中斷，允許外部0、1中斷，設(shè)定外部中斷觸發(fā)方式為邊沿觸發(fā)，允許T0中斷，設(shè)定計(jì)數(shù)器工作于方式2，給計(jì)數(shù)器設(shè)定初值為全1，起動(dòng)計(jì)數(shù)器，中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)定，其中設(shè)定外部中斷1、計(jì)數(shù)器T0為中斷，令K=0（用K來(lái)檢測(cè)是否有鍵按下，當(dāng)有數(shù)字鍵按下時(shí)K=1）。

基于單片機(jī)的液位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)二

液位控制器的工作方式有多種，利用單片機(jī)為控制，設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)供水箱水位進(jìn)行監(jiān)控的系統(tǒng)。單片機(jī)控制固態(tài)繼電器的開(kāi)斷對(duì)液體液位進(jìn)行調(diào)整。該設(shè)計(jì)的AT89C51芯片，主要的組成部分有鍵盤(pán)、數(shù)碼顯示、A/D轉(zhuǎn)換、傳感器、電源和控制部分等。基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的液位控制器利用氣壓傳感器和A/D轉(zhuǎn)換產(chǎn)生液位高度數(shù)據(jù)，通過(guò)單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集，利用數(shù)碼管顯示液位高度數(shù)據(jù)，進(jìn)而進(jìn)行液位控制。當(dāng)液體液位達(dá)到上限或者下，液體底部的軟管管內(nèi)空氣氣壓發(fā)生變化，由氣壓傳感器將軟管內(nèi)的空氣氣壓信號(hào)轉(zhuǎn)化成電壓信號(hào)，電壓信號(hào)生成后進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換，A/D轉(zhuǎn)換將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)量，單片機(jī)對(duì)數(shù)字信號(hào)量進(jìn)行采集并處理，終在數(shù)碼顯示管內(nèi)生成數(shù)碼液位高度，之后通過(guò)鍵盤(pán)設(shè)置液位高、低和限定值以及強(qiáng)制報(bào)警值，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)液位的自由控制。

單片機(jī)

基于單片機(jī)的液位控制器設(shè)計(jì)的單片機(jī)是AT89C51芯片，如下圖。該芯片由由Atmel公司生產(chǎn)，呈雙列，共40腳。A/D轉(zhuǎn)換和顯示連接口在P0，3x5的鍵盤(pán)連接口在P1，控制電磁閥和水泵動(dòng)作的接口P2，上、下限指示燈連接口在P3。

傳感器

基于單片機(jī)的液位控制器設(shè)計(jì)傳感器使用的是SY-9411L-D型變送器，如下圖。這種變送器有一個(gè)美國(guó)SM公司生產(chǎn)的555-2型OEM壓阻式壓力傳感器和相應(yīng)的放大電路組成。555-2型OEM壓阻式壓力傳感器外殼封裝材料是用堅(jiān)固的耐高溫塑料特殊加工處理，所以其耐溫性能較強(qiáng)。1腳和2腳都是信號(hào)輸出（-），5腳和6腳都為信號(hào)輸出（+），中間3腳為激勵(lì)電壓、4腳為地。在液體底部有一根軟管用以輸出空氣氣壓信號(hào)，軟管兩端分別和液體底部和傳感器，其直徑為5mm。在液體液位發(fā)生變化時(shí)，會(huì)引起軟管內(nèi)空氣氣壓的變化，進(jìn)而生產(chǎn)氣壓信號(hào)，氣壓信號(hào)在傳感器的作用下生成電壓信號(hào)，電壓信號(hào)再輸入A/D轉(zhuǎn)換器中。

液位顯示電路

基于單片機(jī)的液位控制器設(shè)計(jì)的液位顯示采用數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示。其顯示的范圍在0至999之間，單位自定。該液位顯示的數(shù)碼管采用的LDS18B20型號(hào)的7段共陰極連接數(shù)碼管。這種數(shù)碼管在單片機(jī)中應(yīng)用較為廣泛，可以作為地址數(shù)據(jù)總線擴(kuò)展的鎖存器，也可以作為普通的LED的驅(qū)動(dòng)器件。

A/D轉(zhuǎn)換電路及控制輸出

基于單片機(jī)的液位控制器設(shè)計(jì)的A/D轉(zhuǎn)換電路采用的是CMOS工藝制造的逐步逼近式8位A/D轉(zhuǎn)換器芯ADC0809。編制A/D轉(zhuǎn)換程序可分為三種，分別是中斷、查詢0和延時(shí)。A/D轉(zhuǎn)換器，由液位高低變化引起液體底部的軟管管內(nèi)空氣壓變化，空氣氣壓在傳感器內(nèi)經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器和分壓電路把傳感器輸出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，進(jìn)而進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換器，由單片機(jī)對(duì)A/D轉(zhuǎn)換器生成的數(shù)字信號(hào)量進(jìn)行處理，在數(shù)碼顯示管內(nèi)顯示液位高低。設(shè)置液位高、低和限定值以及強(qiáng)制報(bào)警值的鍵盤(pán)采用P1口作為鍵盤(pán)接口，連接一個(gè)4x4鍵盤(pán)。結(jié)構(gòu)上采用行列方式，可定義鍵盤(pán)布局。