水箱自动控制系统设计原理图及程序

1、课程：创新与综合课程设计 电子与电气工程学院实践教学环节说明书题目名称 水箱水位自动控制装置 学 院 电子与电气工程学院 专 业 电子信息工程 班 级 学 号 学生姓名 起止日期 13周周一14周周五 水箱液位控制系统是典型的自动控制系统，在工业应用上可以模拟水塔液位、炉内成分等多种控制对象的自动控制系统。本次课程设计思路是以单片机为控制中心，对水位传感器、电机驱动模块、按键及显示进行控制。通过按键设置水位传感器的位置，在水龙头及阀门的各种开度下，通过控制水泵工作或不工作来维持水箱二的液面高度基本维持不变。一、设计题及即要求1、设计并制作一个水箱水位自动控制装置，原理示意图如下：2、基本要求：

2、设计并制作一个水箱水位自动控制装置。（1）水箱 1 的长宽高为 50 40 40 cm；水箱 2 的长宽高为 40 30 40 cm（相同容积亦可） ；水箱 1 的放在地面，水箱 2 放置高度距地 0.8-1.2m。（2） 在出水龙头各种开度状态下装置能够自动控制水箱 2 中水位的高度不变，误差1cm。（3）水箱 2 中要求的水位高度及上下限可以通过键盘任意设置；（4）实时显示水箱 2 中水位的实际高度和水泵、阀门的工作状态。3、发挥部分：（1） 在出水龙头各种开度状态下装置能够自动控制水箱 2 中水位的高度不变，误差0.3 cm。（2）由无线远程控制器实现基本要求，无线通讯距离不小于 10

3、米。远程控制器上能够同步实现超限报警显示。（3）其他创新。二、设计思路：以单片机为控制中心，对水位传感器、电机驱动模块、按键及显示进行控制。通过按键设置水位传感器的位置，在水龙头及阀门的各种开度下，通过控制水泵工作或不工作来维持水箱二的液面高度基本维持不变。原理框图：水泵显示按键电机驱动模块单片机电源水位传感器三、系统结构1、控制模块：本次课程设计采用控制模块是AT89C51单片机。AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT

4、89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。2、水位测量仪由于各种原因，本设计没有用水位测量仪。而是用廉价的土壤湿度检测仪代替。在精度方面，本次课程设计做的不是很好，因为湿度测量仪不能设计对液面的精确控制。但是不影响本次课

5、程设计的最终结果。3、电机驱动模块电机驱动模块电路图:恒压恒流桥式2A驱动芯片L298NL298是SGS公司的产品，比较常见的是15脚Multiwatt封装的L298N，内部同样包含4通道逻辑驱动电路。可以方便的驱动两个直流电机，或一个两相步进电机。L298N可接受标准TTL逻辑电平信号VSS，VSS可接457 V电压。4脚VS接电源电压，VS电压范围VIH为2546 V。输出电流可达25 A，可驱动电感性负载。1脚和15脚下管的发射极分别单独引出以便接入电流采样电阻，形成电流传感信号。L298可驱动2个电动机，OUT1，OUT2和OUT3，OUT4之间可分别接电动机，本实验装置我们选用驱动一

6、台电动机。5，7，10，12脚接输入控制电平，控制电机的正反转。EnA，EnB接控制使能端，控制电机的停转。LM298N 功能表格:PWM_XX_EN1X_EN2运转状态0XX停止110正转101反转111刹停100停止4、程序设计#include#define uint unsigned intuint x,y,z;sbit d1=P10;sbit d2=P11;sbit d3=P13;void main()d1=1; /初始化为高电平；d2=0; /初始化为低电平 ； while(1) if(d1=0) /d1为低电平，检测到水，水泵开始抽水 ； d2=0; /d2=0,d3=1说明在抽水；d3=1;else /d1,d2为相同电平，水泵不工作d2=1; d3=1;四、设计体会本次课程设计，我们做的是水箱水位自动控制装置。