基于虧單片機的水塔水位檢測控制系統仿真設計

3．1 水位檢測接口電路
為了便于實現水位檢測功能，用一個兩位的撥碼開關模擬b、c端的狀態(1、0)，正電極接+5 V電源，每個負電極分別通過4．7 kQ的電阻(尺1，R2)接地。將單片機的P1．0端口接開關1，P1．1端口接開關2。假設被水淹沒的負電極都為高電平，此時開關置1；露在水面的負電極都為低電平，開關此時置為0。單片機通過負電極重復采集檢測水位，當缺水時(此時兩個開關均置0)，電機必須帶動水泵抽水；若水位在正常范圍內時，檢測信號為高，低電平(此時開關1置1，開關2置0)；當水位過高時，檢測信號為高電平(此時開關l和2都置1)，單片機檢測到P1．0和P1．1為高電平后，立即停機。
3．2 報警接口電路
為了避免系統發生故障時，水位失去控制造成嚴重后果，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。單片機P1．7端口為啟動電機命令輸出端口，P1．7=0為低電平，經過非門后與電機的另一端接地導通，啟動電機工作；P1．7=l為高電平，反之，電機停止工作。電機故障報警由單片機控制，電機故障報警信號由P1．0和P1．1輸人．當P1．5為高電平時蜂鳴器報警。水位超過高警戒水位，單片機控制系統使電機停止轉動，向水塔內供水工作也停止。
3．3 存儲器擴展接口電路
為了便于系統擴展，存放大容量應用程序，系統設計擴展一片程序存儲器，用于存放源程序代碼。74LS373用于鎖存地址，單片機的P0．0～P0．7通過復用方式分別接鎖存器74LS373的DO～D7和存儲器2732的D0～D7端，地址鎖存信號線ALE接鎖存器的OE端，通過軟件設置實現地址和數據信息的傳輸，鎖存器的輸出端OQ0～O7與存儲器地址線A0～A7相連，剩余的3根地址線A8～A11接P2．0～P2．2．單片機選通引腳麗接存儲器OE端，因只擴展一片存儲器，片選端CE接地。

4 系統軟件設計
當水塔水位處于上、下限之間時，P1．0=l，P1．1=0，此時無論電機是在帶動水泵給水塔供水使水位不斷上升．還是電機沒有工作使水位不斷下降，都應繼續維持原有工作狀態；當水位低于下限時，P1．0=0，P1．1=0，此時啟動電機轉動，帶動水泵給水塔供水。水位檢測信號與輸出控制操作關系如表1所列，圖4為水塔水位控制程序流程。

5 實驗仿真結果
根據所設計系統的軟件流程圖，編寫相應的程序在Pro-teus軟件環境下實際仿真，實驗結果表明，該系統能成功實現了水位檢測、電機故障檢測、處理和報警等功能，具有良好的檢測控制功能，可移植性和擴展性強。通過制作PCB板子，該系統已成功運用于某實驗水冷卻系統。

6 結語
該系統設計是基于在單片機嵌入式系統而設計的，充分利用單片機強大控制功能和方便通信接口，該檢測控制系統在實驗室某實驗水冷卻系統得到成功實踐，實現水位檢測、電機故障檢測、處理和報警等功能，提高了實驗的自動控制能力。進一步優化系統軟硬件設計，可為實時實現遠端控制，因此，該系統在農村水塔，城市水源檢測控制等領域有著廣闊的應用前景。