基于51單片機供水系統(tǒng)控制自動化

　　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，應保持水位在虛線范圍之內，為此，在水塔的不同高度安裝固定不動的三根金屬棒，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棒各通過一個電阻與模擬地相連。

　　
　　水塔由電機帶動水泵供水，單片機控制電機轉動以達到對水位控制的目的。供水時，水位上升，當達到上限時，由于水的導電作用，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，應停止電機和水泵的工作，不再給水塔供水。
　　
　　當水位降到下限時，B棒、C棒都不能與A棒導通，因此，b、c兩端均為“0”狀態(tài)。這時，應啟動電機，帶動水泵工作，給水塔供水。
　　
　　當水位處于上下限之間時，B棒與A棒導通，因C棒不能與A棒導通，b端為“1”狀態(tài)，c端為“0”狀態(tài)。這時無論是電機已在帶動水泵給水塔加水，水位在不斷上升，還是電機沒有工作，用水使水位在不斷下降，都應維持原有的工作狀態(tài)。
　　
　　水位控制硬件電路的實現
　　
　　見下圖，電路工作原理：當水位信號P1.1=0，Pl.0=0時，8051單片機Pl.2腳輸出也為0，使繼電器動作，電機動轉加水；當P1.1=0，P1.O=1時，P1.2腳維持原狀不變，電機維持原來的狀態(tài)；當P1.1=1，P1.O=0時，Pl.3腳輸出為O，同時驅動發(fā)光二極管LED和壓電蜂鳴器，提供供水系統(tǒng)故障指示和故障報警，同時P1.2腳輸出為1，立即關掉電機電源，等待技術人員來修理；當P1.1=1，P1.0=1時，Pl.2=1，電機停轉。

　　信號處理如下表：

電路特點
　　
　　1．本電路使用光電耦合器件去控制電機工作，同時采用聲、光兩種故障報警系統(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、硬件相結合的優(yōu)勢，使電路更簡單，元器件更少，便于檢修和維護。
　　
　　水位控制軟件編程
　　
　　程序流程圖（見下圖）

　　
　　程序清單：

　　利用8051單片機實現供水系統(tǒng)控制自動化，比起機械控制、人工直接參與控制的系統(tǒng)更加安全、可靠、方便。由于目前單片機市場51系列占主導地位，價格性能比較高，利用8051單片機實現供水系統(tǒng)控制自動化，應用前景廣闊。將本文水位控制實例的硬件電路和軟編程部分，根據不同的需要，稍作改動，就可用于水井、水塔、鍋爐、衛(wèi)生間沖水和太陽能熱水器等其他貯水裝置中。