基于51單片機(jī)供水系統(tǒng)控制自動(dòng)化

　　供水系統(tǒng)水位控制原理
　　
　　下圖是水塔水位控制原理圖。圖中虛線表示允許水位變化的上下限。在正常情況下，應(yīng)保持水位在虛線范圍之內(nèi)，為此，在水塔的不同高度安裝固定不動(dòng)的三根金屬棒，以感知水位變化情況。其中A棒處于下限水位以下，C棒處于上限水位，B棒在下限水位處。A棒接+5V電源，B棒、C棒各通過(guò)一個(gè)電阻與模擬地相連。

　　
　　水塔由電機(jī)帶動(dòng)水泵供水，單片機(jī)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)以達(dá)到對(duì)水位控制的目的。供水時(shí)，水位上升，當(dāng)達(dá)到上限時(shí)，由于水的導(dǎo)電作用，B棒、C棒連通+5V電源，因此，b、c兩端均為高電平“1”狀態(tài)。這時(shí)，應(yīng)停止電機(jī)和水泵的工作，不再給水塔供水。
　　
　　當(dāng)水位降到下限時(shí)，B棒、C棒都不能與A棒導(dǎo)通，因此，b、c兩端均為“0”狀態(tài)。這時(shí)，應(yīng)啟動(dòng)電機(jī)，帶動(dòng)水泵工作，給水塔供水。
　　
　　當(dāng)水位處于上下限之間時(shí)，B棒與A棒導(dǎo)通，因C棒不能與A棒導(dǎo)通，b端為“1”狀態(tài)，c端為“0”狀態(tài)。這時(shí)無(wú)論是電機(jī)已在帶動(dòng)水泵給水塔加水，水位在不斷上升，還是電機(jī)沒(méi)有工作，用水使水位在不斷下降，都應(yīng)維持原有的工作狀態(tài)。
　　
　　水位控制硬件電路的實(shí)現(xiàn)
　　
　　見(jiàn)下圖，電路工作原理：當(dāng)水位信號(hào)P1.1=0，Pl.0=0時(shí)，8051單片機(jī)Pl.2腳輸出也為0，使繼電器動(dòng)作，電機(jī)動(dòng)轉(zhuǎn)加水；當(dāng)P1.1=0，P1.O=1時(shí)，P1.2腳維持原狀不變，電機(jī)維持原來(lái)的狀態(tài)；當(dāng)P1.1=1，P1.O=0時(shí)，Pl.3腳輸出為O，同時(shí)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管LED和壓電蜂鳴器，提供供水系統(tǒng)故障指示和故障報(bào)警，同時(shí)P1.2腳輸出為1，立即關(guān)掉電機(jī)電源，等待技術(shù)人員來(lái)修理；當(dāng)P1.1=1，P1.0=1時(shí)，Pl.2=1，電機(jī)停轉(zhuǎn)。

　　信號(hào)處理如下表：

電路特點(diǎn)
　　
　　1．本電路使用光電耦合器件去控制電機(jī)工作，同時(shí)采用聲、光兩種故障報(bào)警系統(tǒng)，從而提高了控制的可靠性和系統(tǒng)的安全性。
　　
　　2．充分發(fā)揮軟、硬件相結(jié)合的優(yōu)勢(shì)，使電路更簡(jiǎn)單，元器件更少，便于檢修和維護(hù)。
　　
　　水位控制軟件編程
　　
　　程序流程圖（見(jiàn)下圖）

　　
　　程序清單：

　　利用8051單片機(jī)實(shí)現(xiàn)供水系統(tǒng)控制自動(dòng)化，比起機(jī)械控制、人工直接參與控制的系統(tǒng)更加安全、可靠、方便。由于目前單片機(jī)市場(chǎng)51系列占主導(dǎo)地位，價(jià)格性能比較高，利用8051單片機(jī)實(shí)現(xiàn)供水系統(tǒng)控制自動(dòng)化，應(yīng)用前景廣闊。將本文水位控制實(shí)例的硬件電路和軟編程部分，根據(jù)不同的需要，稍作改動(dòng)，就可用于水井、水塔、鍋爐、衛(wèi)生間沖水和太陽(yáng)能熱水器等其他貯水裝置中。