一种基于单片机的水位自动控制系统设计

"基于单片机的水位自动控制系统设计" 本文介绍了一种基于单片机的水位自动控制系统设计，阐述了该系统的基本组成和模块化的硬件和软件设计方法，并对该系统的工程应用进行了评价和讨论。 水位自动控制系统是一种常用的自动控制技术，在工矿企业中广泛应用于控制水位的自动检测和调整。这种系统可以分为两种，一种是基于单片机的水位自动控制系统，另一种是基于比较电路的水位自动控制系统。基于单片机的系统结构相对复杂，需要硬件和软件同时支持，但其人机交互性强，功能强大，控制精度高，能够方便地与上位机通讯，实现数据共享。这使得其在对控制精度要求较高的场合中得到广泛应用。 本设计中所提出的基于单片机的水位自动控制系统采用了通用型的设计方法，系统结构图如下： 系统硬件部分的设计采用模块化的设计方法，根据功能的不同，把系统划分为输入模块、人机交互模块、通讯模块等。输入模块的硬件设计分为前级电流/电压转换和A/D转换电路的设计。前级电流、电压转换电路用于放大浮球液位变送器的检测结果，其主要部件可调放大器采用1458芯片。A/D转换芯片采用美国BB公司的ADS7818芯片，单片机采用查询方式通过P1.0口不断查询BUSY状态。 人机交互模块的硬件设计即键盘显示驱动电路。系统采用Intel公司通用人机接口芯片8279。将8279的A、B口显示数据输出线分别与2个D7译码跳动器的输入端相连。控制面板上的键数按用户自己的需要进行设定。 通讯电路的硬件设计选择MAXIM公司生产的低功耗，单电源双RS232发送器作为控制芯片，采用DB-9连接器。结合RS232C数据线和MAX232芯片各个引脚的定义，让单片机的TXD和RXD端通过MAX232分别与上位机的TXD和RXD端直接连接，组成最简单的基本通讯电路。 软件设计方面，主监控程序本质为一个数值比较程序，为防止其开关的频繁动作和测量误差，在程序中设置死区作为系统的过渡。人机交互程序的主要作用是对键盘输入信号进行处理，对键盘的查询选用定时中断扫描方式，按系统要求处理单按键，并且每按一次键只处理一次按键的要求。 此外，系统还采取了一些抗干扰措施，例如在主机与测控通道的连接部分接入光电耦合器，以增强系统的抗干扰能力；利用双绞线来解决单片机控制系统中信号的长线传输问题。软件抗干扰措施采用看门狗，对主程序的运行进行监控。 本设计所提出的基于单片机的水位自动控制系统具有良好的实用价值和推广前景，对于提高水位自动控制系统的自动化水平和控制精度具有重要的意义。