【正文】 塔水位進(jìn)行自動控制。本 文 對不同的液位控制方式進(jìn)行了 分析比較 ， 利用 Proteus 和 Keilc 軟件 模擬了水 位控制系統(tǒng)硬件電路以及控制程序設(shè)計，并進(jìn)行了系統(tǒng)調(diào)試和仿真 ， 且調(diào)試成功 。 液體的液位的自 動 控制 ， 是近年來新開發(fā)的一項新技術(shù) ， 它是微型計算機(jī)軟2 件、硬件、自動控制等幾項技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物 ，工程作業(yè) 采用的是微機(jī)控制和原有的儀表控制 [1]， 微機(jī)控制有以下明顯優(yōu)勢 ： （ 1） 直觀而集中的顯示各運(yùn)行參數(shù) ， 能顯示液位狀態(tài)。單片機(jī)是在一塊芯片上集成了一片微型計算機(jī)所需的 CPU、存儲器、輸入、輸出等部件 [2]。 當(dāng) 水位下降至下限水位時，啟動 電機(jī) ；水位上升至上限水 位時，關(guān)閉 電機(jī) ；水位在上、下限水位之間時， 電機(jī) 保持原狀態(tài)；供水系統(tǒng)出現(xiàn)故障時， 故障 報警；故障解除時，水泵恢復(fù)正常工作。 復(fù)雜控制器控制方式 3 這種控制方式是通過安裝在水泵出口管道 上的壓力傳感器，把出口壓力變成標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)電信號的模擬信號，經(jīng)過前置放大、多路切換、 A/D 變換成數(shù)字信號傳送到單片機(jī)，經(jīng)單片機(jī)運(yùn)算和給定參量的比較，進(jìn)行 PID 運(yùn)算，得出調(diào)節(jié)參量 [3]；經(jīng)由 D/A 變換給調(diào)壓 /變頻調(diào)速裝置輸入給定端，控制其輸出電壓變化，來調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，以達(dá)到控制水塔水位的目的。 在正常情況下，水 位應(yīng)控制在虛線范圍之內(nèi)。單片機(jī)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動，隨著供水，水位不斷上升。對此，我們應(yīng)根據(jù)被測介質(zhì)（水）選擇合適的金屬棒且應(yīng)定期檢查它的導(dǎo)電性；同時，我們也應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場的具體情況，選擇合適的的上、下限水位。實(shí)際供水過程中要確保水位在允許的范圍內(nèi)浮動，應(yīng)采用電壓控制水位。單片機(jī)采用 40 引腳雙列直插式封裝 （ DIP） ，其引腳 排列和邏輯符號如圖 3 所示，4 個并行口共有 32 根引腳，可分別作地址線、數(shù)據(jù)線和 I/O 線； 2 根電源線； 2根時鐘振蕩電路引腳和 4 根控制線 [5]。振蕩脈沖信號經(jīng)過內(nèi)部時鐘發(fā)生器進(jìn)行二分頻之后，才成為單片機(jī)的時鐘信號 [7]。本 設(shè)計 采用上電復(fù)位 的方式 ，電路圖如圖5 所示。將單片機(jī)的 端口接開關(guān) 1， 端口接開關(guān) 2。 P 1 . 0P 1 . 1O F F ON 1243D S W 1DI P S W _ 2R24 .7 kR34 .7 k 圖 6 液位檢測接口電路 報警電路 和電機(jī)控制電路 為 了避免系統(tǒng)發(fā)生故障時，水位失去控制造成嚴(yán)重后果， 在超出、低于警戒界水位時，報警信號直接從高、低警界水位電極獲得 ，系統(tǒng)發(fā)出報警信號，同時對電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行控制 [13]。 C言是一種編譯型程序設(shè)計語言。 KEIL C51開發(fā)工具套件可用于匯編 C語言程序、匯編源程序，鏈接和定位目標(biāo)文件和庫，創(chuàng)建 HEX文件以及調(diào)試目標(biāo)程序。 表 1 水位檢測信號與輸出控制操作關(guān)系 報警指示 電機(jī) 控制狀態(tài) 0 0 LEDRED 亮（缺水） 工作 0 1 LEDGREEN 亮（ 故障 ） 停止 1 0 LEDYELLOW 亮（ 正常 ） 保持原狀態(tài) 1 1 LEDBLUE 亮（滿溢） 停止 N N Y Y N Y Y Y 圖 9 液位控制流程圖 5 Keilc 與 Proteus 連接調(diào)試 Proteus 介紹 Proteus 軟件支持眾多 51 架構(gòu)的單片機(jī)芯片 ,集編輯、編譯和程序仿真等于一身 , 同時還支持 PLM、匯編和 C 語言的程序設(shè)計。 該軟件提供了大量的仿真設(shè)備和元器件 , 如有 30 多個元件庫、數(shù)千種數(shù)字和模擬元件 , 包括各種單片機(jī)、常用邏輯電路 , 還有各種調(diào)試工具 , 如各種測試儀器 : 示波器、邏 輯分析儀、串口終端、信號發(fā)生器等。單擊仿真運(yùn)行開始按鈕，我們能清楚地觀察到每一個引腳 的電 平 變化，紅色代表高電 平 ，藍(lán)色代表低電 平 [16]。 P 1 . 0P 1 . 1X T A L 1X T A L 2RS TP 1 . 0P 1 . 1L1L2L3L4L5L1L2L3L4L5X T A L 1X T A L 2RS TX T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 1C13 0 p FC23 0 p FX1CR Y S T A LC31 0 u FR18 .2 kO F F ON1243D S W 1DI P S W _ 2R24 .7 kR34 .7 kD1L E D R E DD2L E D G RE E ND3L E D Y E L L O WD4L E D B L U ER41 0 0R51 0 0R61 0 0R71 0 0 圖 10 水 位正常時仿真 結(jié)果 6 結(jié)束語 10 本文采用基于 Proteus 和 Keilc 軟件的單片機(jī)仿真工具箱建立了液位的自動控制和報警系統(tǒng)，方案在硬件基礎(chǔ)上配合軟件實(shí)現(xiàn)了高、低警戒水位報 警，并對液位控制系統(tǒng)模型進(jìn)行了仿真。 參考文獻(xiàn)： [1] 張毅剛，彭喜元，董繼成．單片 機(jī)原理及應(yīng)用 [M]． 北 京：高等教育 出版社 ， 2021： 16367． [2] 李書旗 ， 沈金榮 ． 液位測量傳感器系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn) [J]． 計算機(jī)測量與控 制 ， 2021， 17(11)：21312133． [3] 鄭偉建，夏揚(yáng)，夏晴． 自抗擾控制器在液位控制中的研究 [J]． 計算機(jī)仿 真， 2021， 26(10)：190193． [4] 鐘曉強(qiáng)． 基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的液位控制器設(shè)計 [J]． 現(xiàn)代電子技術(shù) ， 2021， 32(2)： 5153． [5] 蔡黎 ． 一種基于單片機(jī)的水位控制系統(tǒng)設(shè)計 [J]． 儀器儀表用戶 ， 2021， 14(4)： 4445． [6] 陳霞 ， 白小軍 ． 基于單片機(jī)的液位監(jiān)控系統(tǒng) [J]． 武漢理工大學(xué)學(xué)報 ， 2021， 29(3)： 35． [7] 陳新昌 ， 王萬章 ， 李祥付 ． 單片機(jī)在水位控制中的應(yīng)用 [J]． 中國科技信息 ， 2021， (24)：8990， 94． [8] 張鳳蘭 ． 液位測量與監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計 [D]． 北京 ： 北方工業(yè)大學(xué) ， 2021． [9] 任開春 ， 涂亞慶 ． 20 余種液位測量方法分析 [J]． 工業(yè)儀表與自動化裝置 ， 2021， (5)：1216． [10] 柳軍 ． 基于 AVR單片機(jī)的液面測量監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計 [J]． 中國醫(yī)療設(shè)備 ， 2021， 24(12)：2730． [11] 丁希順 ． 單片微型計算機(jī)液位測量系統(tǒng)設(shè)計 [J]． 安陽師范學(xué)院學(xué)報 ， 2021(2)： 7173． [12] 余永權(quán) ． 單片機(jī)在控制系統(tǒng)中應(yīng)用 [M]． 北京 ： 電子工業(yè)出版社 ， 2021： 102103 [13] Maurice Wilkes． Progress in Computers[J]． IEEE Proc， AFCS， 1993： 255260． [14] Myke Predko． MCS51 Family of Single Chip Microputers User’s Manual[M]． Intel 11 Corporation， 1990： 9399． [15] Santa Clara． Cx51 Compiler User’ Guide[M]． Keil Software Company， 2021： 8285． [16] 王為青，程國鋼．單片機(jī) Keil Cx51 應(yīng)用開發(fā)技術(shù) [M]．北京：人民郵電出版社， 2021：153157． 致謝 在 整個畢業(yè) 論文寫作 過程中， 指導(dǎo)教 師 鐘莉娟 老師傾注了大量的心血，從選題到開題報告， 以及 論文 中 的具體問題， 她 都 嚴(yán)格把關(guān) 、 循循善誘 。 sbit led3=P2^2。 sbit key2=P1^1。i++) for(j=0。 while(1) { if(key1==0amp。amp。 led4=1。!key2)。 if(key1==1amp。 led4=1。amp。key2==1) { led2=0。 motor=0。key2==1) { 14 delay()。 led3=1。 while(!key1amp。6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。qYpEh5pDx2zVkum amp。QA9wkxFyeQ^! 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