水箱液位检测与水泵控制装置的设计

水箱液位检测与水泵控制装置的设计

李精华!李兴富陈锡华

(桂林航天工业高等专科学校广西桂林54l004)

摘要设计了一个智能贮水水箱液位检测与水泵控制装置,能监控2m范围内的水位变化,测量精度lcm,测量时与被测液位无直接接触,能够清晰稳定的显示结果,在水位超出上、下限时发出声光报警,并能准确地控制水泵工作。

关键词测量;监控;单片机;超声波

中图分类号:TP2l2 文献标识码:B 文章编号:l009—l033(2007)0l—002l—03

l 工作原理介绍

该水箱液位检测与水泵控制装置,能测量7cm~2m范围内的水位变化,当水箱水位下降到设定水位时,水泵电机可自动启动运转工作,给水箱补水;当水箱水位上涨到设定的高度时,水泵电机能自动停止供水;能设定报警的液位上下限值,当水箱水位降到或升到设定的报警水位时,能发出声光报警;能显示水位高度,分辨率为0.5cm;当水泵电机工作时如无出水或水箱液位无变化时能报警等扩展功能。利用超声波检测水位,计算处理简单方便,并且测量精度等方面能达到日常使用的要求;采用AT89S5l单片机作为主控制器,用动态扫描法实现数字显示,超声波驱动信号用单片机的定时器实现,控制部分采用光耦、三极管来驱动继电器的动作控制水泵电机的运转和停止。主控制器部分用4个独立式按键来设定水位的上下限,用扬声器和发光管实现声光报警(水位超出上下限或水位不变化时),

另外可以

扩展语音芯片实现语音功能。

端口号引脚号功能内存地址分配及功能

P0口P0.0~P0.7四位数码显示的数据输出显示缓冲单元在40H-43H,使用内存44H,45H,46H用于计算距离。

Pl口Pl.0~Pl.3数码显示位控制Pl的低四位Pl.4~Pl.6三台水泵电机控制位Pl.4~Pl.6 Pl.7故障报警Pl.7

P2口P2.0~2.4键盘接口键盘缓冲区2C~2F H

P2.0键盘进行上中下设置P2.l键盘进行高中低位切换P2.2键盘为加一键

P2.3键盘为退出键

P3口P3.l输出超声波控制信号P3.l输出40KHZ方波信号

P3.2接收超声波控制信号使用定时器T0中断

l2

2007年第l期(总第45期)

桂林航天工业高等专科学校学报

JOURNAL OF GUILIN COLLEGE OF AEROSPACE TECHNOLOGY信息与电子工程

!作者简介:李精华:(l970—),男,湖南永州市人,工学硕士,桂林航天工业高等专科学校电子工程系讲师,主要从事单片机、EDA设计。

2.2 超声波发射电路

超声波发射电路原理图如图2所示。发射电路主要由

74LSO4和超声波发射换能器T构成,单片机P3.l端口输

出的4OKhz方波信号一路经一级反相器后送到超声波换

能器的一个电极,另一路经两级反相器后送到超声波换能

器的另一个电极。用这种推挽形式将方波信号加到超声波

换能器两端,可以提高超声波的发射强度。输出端采用两

个反相器并联,用以提高驱动能力;上拉电阻RlO、Rll一

方面可以提高74LSO4输出电平的驱动能力,另一方面可以

增加超声波换能器的阻尼效果,缩短其自由振荡的时间。

压电式的超声波换能器是利用压电晶体的谐振来工作的。

/C-3O-2O-lO O lO2O3O lOO

声速c(m/S)3l33l9325323338344349386

超声波发生子程序的作用是通过P3.2端口发送2个

左右超声波脉冲信号(频率约4OKhz的方波),脉冲宽度为

l2uS左右,同时把计数器TO打开进行计时。超声波发生

子程序较简单,但要求程序运行时间准确。超声波测距器

主程序利用外中断O检测返回超声波信号,一旦接收到返

回超声波信号(INTO引脚出现低电平),立即进入中断程

序。进入该中断后就立即关闭计时器TO,并将测距成功标

志字赋l。如果当计时器溢出时还未检测到超声波返回信

号,则定时器TO溢出中断将外中断O关闭,并将测距成功

标志字赋2以表示本次测距不成功。测距子程序流程图如

图5所示。

水泵电机控制子程序流程图如图6所示。

水箱液位检测与水泵控制装置的设计

作者:李精华, 李兴富, 陈锡华, LI Jin-hua, LI Xing-fu, CHEN Xi-hua

作者单位:桂林航天工业高等专科学校,广西,桂林,541004

刊名:

桂林航天工业高等专科学校学报

英文刊名:JOURNAL OF GUILIN COLLEGE OF AEROSPACE TECHNOLOGY

年,卷(期):2007,12(1)

参考文献(3条)

1.王宝库多功能检测控制系统的设计[期刊论文]-微计算机信息 2006(4-1)

2.李光飞单片机课程设计实例指导 2004

3.乔晋兴"变频"智能水位控制电路 2006(10)

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2.彭晖.李清英精馏工序液位测量仪表的技术改造[期刊论文]-天然气与石油2003,21(4)

3.王志军.李保明.薜胜利蒙达公司汽机除盐水补水箱UDX-51型电接点液位报警器的改进[期刊论文]-内蒙古电力技术2002,20(2)

4.自制水位自动报警器[期刊论文]-设备管理与维修2001(2)

5.刘建兴.李保安.杨兴伟.马云辉一种数字智能液位测量仪[期刊论文]-黑龙江电力2004,26(2)

6.芦冰.李海峰.LU Bing.LI Hai-feng基于JB35GSM模块的水位检测报警系统[期刊论文]-仪器仪表用户2006,13(5)

7.郭雨梅.黄玮.邱燕霖.GUO Yu-mei.HUANG Wei.QIU Yan-lin智能油罐测量系统[期刊论文]-沈阳工业大学学报1999,21(2)

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9.夏菊红油压装置液位计改造[期刊论文]-水电自动化与大坝监测2005,29(1)

10.李利民.宋明成基于LPC2138的液位监测系统[期刊论文]-企业家天地(下旬刊)2010(8)

本文链接:https://www.360docs.net/doc/761053071.html,/Periodical_glhtgygdzkxxxb200701008.aspx

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