基于單片機(jī)的水位控制系統(tǒng)

吳再群

(百色學(xué)院物理與電信工程系，廣西百色 533000)

隨著水箱在現(xiàn)代生活中的廣泛應(yīng)用，如生活用水儲備、太陽能熱水器儲水設(shè)備等，若采用人工控制，不僅效率低、操作繁瑣，且易造成“空箱”、“溢水”等現(xiàn)象［1-5］?；诖?，文中利用單片機(jī)設(shè)計(jì)一款主從式水位控制系統(tǒng)，從機(jī)是水位控制器，主機(jī)能通過串行通信口對從機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，同時(shí)可對從機(jī)的水位給定值和當(dāng)前水位值進(jìn)行讀取與顯示，也可對從機(jī)的水位給定值進(jìn)行遠(yuǎn)程修改。

1 單片機(jī)水位控制系統(tǒng)的工作原理

系統(tǒng)采用AT89S52單片機(jī)作為主、從機(jī)的控制芯片，24位高精度A/D轉(zhuǎn)換芯片HX711處理稱重傳感器輸出微弱電壓信號的變化，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，通過軟件將ADHX711轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號換算成相應(yīng)的水位值顯示在液晶屏12864上。水位控制裝置如圖1所示，水位控制系統(tǒng)如圖2所示。

圖1 水位控制裝置

圖2 水位控制系統(tǒng)框圖

系統(tǒng)采用刻度尺作為實(shí)際值的測量工具;主機(jī)按鍵模塊的作用是設(shè)定水箱水位;主機(jī)顯示模塊顯示水泵狀態(tài)及水箱水位值、當(dāng)前水位值;串口模塊傳輸數(shù)據(jù)及控制信號;從機(jī)顯示模塊顯示狀態(tài)與主機(jī)顯示模塊一致。

2 系統(tǒng)測試

根據(jù)圖1水位控制裝置及圖2水位控制系統(tǒng)框圖設(shè)計(jì)并制作了一款主從式水位控制系統(tǒng)。采用本系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)測試，測試結(jié)果如表1所示。

表1 測試結(jié)果

從表1可看出，設(shè)定的水位值、水位顯示值均與實(shí)際水位值之間存在一定誤差，主要原因?yàn)?(1)系統(tǒng)所使用的刻度尺不是高精度標(biāo)尺，本身存在一定的誤差。(2)人眼在分辨微小距離時(shí)存在視覺偶然誤差。(3)在程序中，芯片在處理浮點(diǎn)數(shù)據(jù)時(shí)存在計(jì)算誤差。

3 結(jié)束語

系統(tǒng)采用AT89S52單片機(jī)作為主控芯片，24位高精度A/D轉(zhuǎn)換芯片HX711處理稱重傳感器輸出的微弱電壓信號的變化，獲得了良好的效果。測試結(jié)果顯示，水位顯示值與實(shí)際值誤差≤0.2 mm，設(shè)定水位值與實(shí)際值誤差≤0.4 mm。結(jié)果表明，該系統(tǒng)測試穩(wěn)定性好、精度高、成本低，在水位自動控制技術(shù)中具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

［1］蔡黎.一種基于單片機(jī)的水位自動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.儀器儀表用戶，2007(4):26-27.

［2］唐靈軍，唐杰，諶超，等.基于單片機(jī)的水位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.電子設(shè)計(jì)工程，2012(8):62-64.

［3］凌云.基于單片機(jī)的水箱水位與溫度控制系統(tǒng)［J］.電工技術(shù)，2001(5):14-15.

［4］鄭國偉，齊虹，林瑞全.基于AT89S52單片機(jī)的雙水箱水位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.閩江學(xué)院學(xué)報(bào)，2012(2):77-81.

［5］張盛，姜振兵.基于AT89S52單片機(jī)的水箱水位監(jiān)測控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.科技廣場，2010(9):122-124.

［6］張霞.計(jì)算機(jī)水位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真［J］.科技致富向?qū)В?012(8):115-116.