水箱自动控制系统设计原理图及程序

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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

2、、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：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50×40×40cm；水箱2的长×宽×高为40×30×40cm（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

3、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≤0.3cm。（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

4、单片机。AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051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

5、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

6、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4．5～7V电压。4脚VS接电源电压，VS电压范围VIH为＋2．5～46V。输出电流可达2．5A，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

7、，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#defineuintunsignedintuintx,y,z;sbitd1=P1^0;sbitd2=P1^1;sbitd3=P1^3;voidmain(){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=

8、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。本来想做的是用PID准确的控制液位的位置，但是在原件方面准备的不够充分。只能做到大致的控制水箱二的液面高度不变，不能精确的控制液面的高度。在老师的帮助下，通过自己的努力，本次课程设计圆满的结束了。