本文為大家分享兩個基于單片機的液位控制系統設計。

基于單片機的液位控制系統設計一

集成芯片LM1042是用于檢測液位的專用的集成電路，內部集成了所有控制熱阻探針、檢測熱阻探針的短路和開路所需的監控電路，具有很強的功能。LM1042使用熱阻探針技術來測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，可進行單次或重復測量，所有控制熱阻探針、檢測熱阻探針的短路和開路所需的監控電路都集成在LM1042芯片內部。此外該芯片可采用線性輸入或其它傳感器信號作為輸入信號。

LM1042液位檢測器可以選擇熱阻或線性信號作為輸入，具有集成有熱阻探針的控制電路，LM1042液位檢測器在復位時切換，延時功能可避免瞬態信號的影響，另外LM1042液位檢測器具有探針短路、集成芯片LM1042是用于檢測液位的專用的集成電路，內部集成了所有控制熱阻探針、檢測熱阻探針的短路和開路所需的監控電路，具有很強的功能。

LM1042內部電路框圖

LM1042使用熱阻探針技術來測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，可進行單次或重復測量，所有控制熱阻探針、檢測熱阻探針的短路和開路所需的監控電路都集成在LM1042芯片內部。此外該芯片可采用線性輸入或其它傳感器信號作為輸入信號。LM1042液位檢測器可以選擇熱阻或線性信號作為輸入，具有集成有熱阻探針的控制電路，LM1042液位檢測器在復位時切換，延時功能可避免瞬態信號的影響，另外LM1042液位檢測器具有探針短路、開路檢測功能。

總體方案簡介

測量部分：液位傳感器采用LM1042液位檢測器，并在端口接ADC0809的一個模擬量通道。ADC0809和并行口擴展芯片8155直接相連，ADC0809的A、B、C均接地來選擇第一路模擬通道。

鍵盤部分：鑒于鍵盤并不常用，所以上下限的輸入采用中斷方式。一個接中斷口1，另一個接至定時計數器0，把定時計數器0擴展為外部中斷口。

顯示部分：該部分由液晶顯示器1602實現液位的顯示，液晶顯示器上顯示液位的值。

報警部分：當液位高于由鍵盤輸入的液位上限或低于由鍵盤輸入的液位下限時，蜂鳴器發聲報警。

控制部分：當液位高于由鍵盤輸入的液位上限時，單片機啟動電動機開閘放液體；當液位低于液位下限時，單片機啟動電動機自動上液體。為減少執行機構對單片機的影響，提高穩定性，在執行機構前加有光電隔離器，并由電磁繼電器控制電動機的開關。

系統總體框圖

本方案主程序流程圖如下圖

主程序流程圖

本方案有測量模塊、AD轉換模塊、鍵盤輸入模塊等。程序設計中應考慮各部分的相互聯系。在主程序中先進行初始化，初始化過程包括CPU開中斷，允許外部0、1中斷，設定外部中斷觸發方式為邊沿觸發，允許T0中斷，設定計數器工作于方式2，給計數器設定初值為全1，起動計數器，中斷優先級設定，其中設定外部中斷1、計數器T0為高級中斷，令K=0（用K來檢測是否有鍵按下，當有數字鍵按下時K=1）。

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。