基于單片機的液位控制系統設計二

液位控制器的工作方式有多種，利用單片機為控制核心，設計一個對供水箱水位進行監控的系統。單片機控制固態繼電器的開斷對液體液位進行調整。該設計的核心AT89C51芯片，主要的組成部分有鍵盤、數碼顯示、A/D轉換、傳感器、電源和控制部分等。基于單片機實現的液位控制器利用氣壓傳感器和A/D轉換產生液位高度數據，通過單片機的數據采集，利用數碼管顯示液位高度數據，進而進行液位控制。當液體液位達到上限或者下限時，液體底部的軟管管內空氣氣壓發生變化，由氣壓傳感器將軟管內的空氣氣壓信號轉化成電壓信號，電壓信號生成后進入A/D轉換，A/D轉換將電壓信號轉化成數字信號量，單片機對數字信號量進行采集并處理，最終在數碼顯示管內生成數碼液位高度，之后通過鍵盤設置液位高、低和限定值以及強制報警值，從而實現對液位的自由控制。

單片機

基于單片機的液位控制器設計的單片機是AT89C51芯片，如下圖。該芯片由由Atmel公司生產，呈雙列，共40腳。A/D轉換和顯示連接口在P0，3x5的鍵盤連接口在P1，控制電磁閥和水泵動作的接口P2，上、下限指示燈連接口在P3。

傳感器

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

液位顯示電路

基于單片機的液位控制器設計的液位顯示采用數碼管動態顯示。其顯示的范圍在0至999之間，單位自定。該液位顯示的數碼管采用的LDS18B20型號的7段共陰極連接數碼管。這種數碼管在單片機中應用較為廣泛，可以作為地址數據總線擴展的鎖存器，也可以作為普通的LED的驅動器件。

A/D轉換電路及控制輸出

基于單片機的液位控制器設計的A/D轉換電路采用的是CMOS工藝制造的逐步逼近式8位A/D轉換器芯ADC0809。編制A/D轉換程序可分為三種，分別是中斷、查詢0和延時。A/D轉換器，由液位高低變化引起液體底部的軟管管內空氣壓變化，空氣氣壓在傳感器內經過運算放大器和分壓電路把傳感器輸出的電流信號轉換成電壓信號，進而進入A/D轉換器，由單片機對A/D轉換器生成的數字信號量進行處理，在數碼顯示管內顯示液位高低。設置液位高、低和限定值以及強制報警值的鍵盤采用P1口作為鍵盤接口，連接一個4x4鍵盤。結構上采用行列方式，可定義鍵盤布局。