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本次设计---基于单片机的液位控制器设计，以单片机为控制核心，提供了一个对供水箱水位进行监控的系统。根据监控对象的特征，能够实时检测水箱的液位高度，并与开始预设定值做比较，由单片机控制继电器的开断进行液位的调整，最终达到液位的预设范围。在水箱内部设计了一个简单的水位探测传感器来检测三个水位，即低水位，正常水位和高水位。低水位时，红灯亮且启动水泵；正常范围水位时，水泵加水且绿灯亮；达到高水位时，停止水泵加水且黄灯亮；系统出现故障时，三灯均亮以提醒有关人员文修。此装置成本低，安装方便，灵敏性好，是节约水源，方便家庭和单位控制水塔水位的理想装置。
2. 系统总体方案
系统总体电路主要由液位信号采集电路、水泵控制电路、显示与报警电路、直流电源电路以及AT89C52单片机最小系统五部分构成。本设计中，传感器采集的液位高度信号送往单片机，由单片机输出相应控制信号。显示与报警电路用于表明当前液位状态以及是否出现系统故障；水泵控制电路根据单片机的输出信号断开或闭合水泵电机开关；直流电源电路为系统提供所需电压。硬件总体框图如图1所示。
图1 系统总体框图
3. 系统硬件设计
3.1 89C52单片机最小系统
图2 89C52单片机最小系统
单片机最小系统如图2所示。单片机的工作必须在时钟信号控制下才能有序地进行，而时钟电路就是为单片机工作提供基本时钟信号的。单片机的时钟信号通常有两种产生方式：内部时钟方式和外部时钟方式。此设计采用外部时钟方式。无论是在单片机刚开始接上电源时，还是运行过程中发生故障都需要复位。复位电路用于将单片机内部各电路的状态恢复到一个确定的初始值，并从这个状态开始工作。单片机的复位形式：上电复位、按键复位。此设计采用按键复位。
3.2 液位信号采集电路
此模块包括液位传感器电路与稳压电路。传感器是一种能感受到被测物体物理量的变化并将其转化为便于传输和处理的电信号的装置，它被广泛应用于生产生活的各个领域。本设计采用的水位探测传感器制作简便，经济实惠。
传感器电路如图3。B线为低水位控制线，当水位低于此线时它不导通，水位在正常范围时，它导通。C线为高水位线，它导通时表明水位已经达到高水位。当水位低于低水位控制线时，由电机带动水泵供水。单片机控制电机转动，随着持续供水，水位不断上升．当水位上升到上限水位时，由于水的导电作用，使B、C棒均与+5V连通，因此B、C两端的电压都为+5 V即为“1”状态，此时应停止电机和水泵工作，不再向水箱注水；当水位处于上、下限之间时，B棒和+5V导通，而C棒不能与+5V导通，B端为“1”状态，C端为“0”状态，此时不管是电机正在带动水泵给水箱注水，还是电机不工作且水位不断下降，都应继续文持原有工作状态；当水位处于下限位置以下时，B、C棒均不能与+5V导通，两者均为“0”状态。此时应启动电机带动水泵给水箱加水。
稳压电路能够保证从传感器输出的电压稳定地送往单片机中，其电路图如图4所示。它主要由两级放大稳定电路组成，其工作过程是：由R2或R5接收传感器的模拟信号，再将此信号通过稳压电路经引脚P1.0或P1.1稳定地送往单片机。具体地说，如果R2或R5得到的是高电平，则Q1、D1和Q2导通并把高电平传到单片机的输入引脚P1.0或P1.1；若R2或R5得到的是低电平，则Q3、D2和Q4均不能导通，使得送入单片机引脚P1.0或P1.1的是稳定的低电平。