基于單片機的水位檢測控制系統(tǒng)設(shè)計目錄TOC\o"1-3"\h\u21566一、緒論 1230651、研究背景 120852、研究意義 2148043、本次設(shè)計的內(nèi)容 216701二、系統(tǒng)的總體方案概括 396801、使用單片機實現(xiàn)水位控制的優(yōu)點 3223042、系統(tǒng)的總體研究方案 3306623、設(shè)計系統(tǒng)簡述 417153三、控制器簡介 6145831、單片機簡介 6293312、集成芯片 9194433、集成電路 1020940四、系統(tǒng)硬件設(shè)計 12201191、最小系統(tǒng)電路設(shè)計 1234932、液位檢測部分電路控制 12166693、負反饋系統(tǒng)電路 1325088五、結(jié)語 1526086參考文獻 16一、緒論在我國社會經(jīng)濟飛速發(fā)展的過程中，水在人們生活實踐中具有極其重要的作用，隨著人們對水的需求量越來越大，水資源也相對越來越少，目前國內(nèi)水資源個需求量要遠遠的超出國外對水的需求使用量。據(jù)統(tǒng)計，我國目前大約有Ho%以上的大中城市，甚至許多鄉(xiāng)鎮(zhèn)都面臨缺水或嚴(yán)重缺水，國內(nèi)的農(nóng)業(yè)發(fā)展也受到了限制，所以，我們大家都要節(jié)約用水。目前我國的水供給方式多種多樣，但水塔供水系統(tǒng)是最基本的供水方式。該供水方式應(yīng)用廣、耗能大、水資源集約化使用程度小高，且水資源浪費嚴(yán)重，這與我國提倡建立環(huán)境友好型與資源集約型社會相悖。因此，基于自動控制原理的水位控制系統(tǒng)會根據(jù)水塔供水的水位變化，小斷自動調(diào)節(jié)供水量，既滿足了用戶的日常用水需求，又能提高用水質(zhì)量。水位控制系統(tǒng)優(yōu)點很多，如結(jié)構(gòu)簡單、造價低、安裝簡便，可以遠距離監(jiān)控水位，既方便工作人員遠程監(jiān)控，又能節(jié)約資源。水位控制系統(tǒng)是一種實用性很強的自動控制設(shè)備，它使用STC12C5八單片機作為控制器，非常方便地實現(xiàn)了水位自動控制川。以往是由工作人員于低水箱進行操作，無法對水位進行時時監(jiān)控與自動控制。水位控制系統(tǒng)可以對水位進行本地監(jiān)控和遠程監(jiān)控，工作人員可以足小出戶地實時監(jiān)控遠處的供水情況，小僅大大降低了工作人員工作強度，也最大限度地避免了意外發(fā)生，可以使資源浪費得到控制，也加大了工業(yè)的產(chǎn)量。1、研究背景中國在世界上的水資源總量世界排名第六，但人均量是世界人均的四分之一，地理分布很不平衡，長江以北的廣大地區(qū)特別是北方最大型和中型城市缺水的狀態(tài)，水資源短缺已經(jīng)成為一個重要的因素限制了我國經(jīng)濟的發(fā)展。水資源的合理利用已成為一個亟待解決的重要問題。為了達到水資源的合理利用，我們可以充分應(yīng)用新的信息技術(shù)實現(xiàn)水位智能控制。在日常生產(chǎn)生活中，人們經(jīng)常要對水位進行檢測。水塔水位檢測系統(tǒng)是我國住宅小區(qū)普遍應(yīng)用的檢測系統(tǒng)。而住宅小區(qū)用戶用水的多少是經(jīng)常變動的，因此水位過高或水位過低的情況時有發(fā)生。而水位高低的不平衡集中反映在用水高峰期和低谷期，即用水多而供水少，給水塔水位低；用水少而供水多，則給水塔水位高。為保證住宅小區(qū)用戶用水量的供應(yīng)，必須實現(xiàn)對水塔水位智能檢測。2、研究意義近幾十年來，隨著生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智能水位檢測己滲透到各種科學(xué)領(lǐng)域，成為促進當(dāng)今生產(chǎn)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)進步的重要因素。不論當(dāng)今社會經(jīng)濟如何飛速發(fā)展，水在人們正常生活和生產(chǎn)中依然起著不可替代的重要作用。一旦斷水，輕則給人們生活帶來極大的不便，重則可能造成嚴(yán)重的生產(chǎn)事故及損失。水塔檢測的主要問題是塔內(nèi)水位應(yīng)始終保持在一定范圍，避免“空塔”、“溢塔”現(xiàn)象發(fā)生。首先通過實時檢測測量水位變化，從而控制電動機的啟停，保證水位正常。因此，設(shè)計一套成本低，安裝方便，靈敏性好，節(jié)約水源，方便家庭和單位控制水塔水位的理想控制裝置具有十分重要的意義。3、本次設(shè)計的內(nèi)容本次設(shè)計中水泵先向水塔供水，再由水塔向用戶供水。水塔的合理高度是要求水塔最低水位略高于供水系統(tǒng)所需要壓力。水塔注滿后水泵停止，水塔水位低于某一位置時再啟動水泵。水泵處于斷續(xù)工作狀態(tài)中。這種供水方式，水泵工作在額定流量額定揚程的條件下，水泵處于高效區(qū)。這種方式顯然節(jié)能省電，其節(jié)電率與水塔容量、水泵額定流量、用水不均勻系數(shù)、水泵的開、停時間比、開、停頻率等有關(guān)。供水壓力比較穩(wěn)定。二、系統(tǒng)的總體方案概括1、使用單片機實現(xiàn)水位控制的優(yōu)點使用單片機實現(xiàn)水位控制具有較高的實用價值和穩(wěn)定性好等特點。采用單片機內(nèi)部程序控制的模擬水位傳感器測量水位，可有效保證水位的自動控制，能更好地對水位進行自動化控制,避免了工作人員在現(xiàn)場進行檢測操控,方便了人員對水位系統(tǒng)的控制,控制方便且系統(tǒng)穩(wěn)定性能好；單片機不僅有體積小，安裝方便，功能較齊全等優(yōu)點，而且有很高的性價比，應(yīng)用前景廣，同時有助于發(fā)現(xiàn)可能存在的故障，通過微機實現(xiàn)給水系統(tǒng)的自動控制與調(diào)節(jié)，維持穩(wěn)定系統(tǒng)，保證安全經(jīng)濟運行。本文就是采用AT89S52單片機為核心芯片的一種水位控制系統(tǒng)，具有較高的實用價值和優(yōu)越性。本系統(tǒng)與PLC控制系統(tǒng)相比大大降低了使用成本,提高了控制運行速度。根據(jù)仿真模擬運行的結(jié)果表明,該系統(tǒng)能很好的運行,將水位控制在給定的范圍內(nèi),對過高和過低進行安全報警,穩(wěn)定性能好,容易操作和控制,保證了生產(chǎn)的正常進行。2、系統(tǒng)的總體研究方案本設(shè)計是采用AT89S52單片機為核心芯片,及其相關(guān)硬件來實現(xiàn)的水位控制系統(tǒng),在用水位傳感器測水位的同時,CPU循環(huán)檢測傳感器輸出狀態(tài),并用四位數(shù)碼管2481BS顯示示水位高度,檢測水位數(shù)據(jù)。并且在設(shè)計中主要有水位檢測、上下限位控制、A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)碼管顯示部分和反饋系統(tǒng)等幾部分組成來實現(xiàn)水位控制。我們采用單片機內(nèi)部程序控制的模擬水位傳感器測來探測模擬三個水位，即低水位，正常水位，高水位。當(dāng)水位低于用戶設(shè)定的值時送給單片機一個高電平，系統(tǒng)自動打開泵上水，紅燈亮；當(dāng)水位到達設(shè)定值時,系統(tǒng)自動關(guān)閉水泵或打開排水泵。其中在本設(shè)計中所需要設(shè)定的技術(shù)參數(shù)和設(shè)計任務(wù)有：利用單片機AT89S52實現(xiàn)對模擬水箱進行水位的控制；把單片機內(nèi)部程序控制的模擬水位傳感器模擬的水位值轉(zhuǎn)化為電信號送給單片機，并通過A/D轉(zhuǎn)換以實現(xiàn)對水位顯示系統(tǒng)的控制和加水放水的控制；數(shù)模轉(zhuǎn)換及數(shù)碼管顯示系統(tǒng)電路，采用數(shù)碼管2481BS顯示模擬水位值來表示不同的水位情況；4、水泵加水電路由繼電器進行控制；5、分析工作原理，繪出系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖及流程圖。3、設(shè)計系統(tǒng)簡述本系統(tǒng)由電源電路、模擬水位探測傳感電路、穩(wěn)壓電路、單片機系統(tǒng)、蜂鳴器報警電路、繼電器控制水泵加水電路、以及水箱模型組成。其主原理圖如下：圖1水位系統(tǒng)組成的原理圖當(dāng)水位處于低水位的時候，傳感器的低水位探測線沒被+12V的電源導(dǎo)通進入穩(wěn)壓電路經(jīng)過處理在穩(wěn)壓電路的輸出端有一個高電平，送入單片機的P1.0口，另一個穩(wěn)壓電路輸出的高電平進入單片機的P1.1口單片機經(jīng)過分析，在P1.2口輸出一低電平，驅(qū)動紅燈亮，P1.5出來一個信號使繼電器得電，這樣繼電器閉合，使水泵加水；當(dāng)水位處于正常范圍內(nèi)時，水泵加水，在P1.3引腳出來一個低電平，使綠燈亮；當(dāng)水位在高水位區(qū)時，傳感器的兩根探測線均被導(dǎo)通，均被+12V的電源導(dǎo)通，送入單片機單片機經(jīng)過分析，在P1.4引腳出來一個低電平，使黃燈亮，在P1.5端出來一個低電平不能使繼電器得電，這樣繼電器不能閉合，水泵不能加水；當(dāng)三個燈同時閃爍表示系統(tǒng)出現(xiàn)故障。本設(shè)計研究的水箱控制系統(tǒng)是簡單控制系統(tǒng)，是使用的最普遍的、結(jié)構(gòu)最簡單的一種過程控制系統(tǒng)。水箱給水設(shè)備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖2所示：圖2水箱給水設(shè)備系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖其中M1為給水泵機組，本設(shè)計中我用了繼電器控制小電機的正反轉(zhuǎn)來控制水位。LG、LDD分別為單片機程序模擬水箱內(nèi)部水位上限、水位下限，當(dāng)水位高（大于90%）時，LG閉合，當(dāng)水位低（低于75%）時，LD閉合，當(dāng)水位低（小于50%）時，LDD閉合。水箱的控制器由AT89S52系統(tǒng)構(gòu)成。當(dāng)水位過高或者過低時，有AT89S52單片機的27腳，也就是P26口輸出低電平通過三極管8550打開蜂鳴器報警。蜂鳴器輸出通過繼電器，控制水泵機組的起停和報警，其電路圖如下：圖3水箱控制器蜂鳴器報警電路小結(jié)：在這個方案中我使用了單片機處理，單片機技術(shù)是信息時代用于精密測量的新技術(shù)。此系統(tǒng)使用過程中采用的12V穩(wěn)壓電路能夠準(zhǔn)確地把輸入的電平送給單片機而不會產(chǎn)生誤判,AT89S52單片機有四端口，40個引腳能夠非常方便地設(shè)計顯示系統(tǒng)。通過微機實現(xiàn)給水系統(tǒng)的自動控制與調(diào)節(jié)，維持穩(wěn)定系統(tǒng)。本文采用AT89S52單片機為核心芯片的一種水位控制系統(tǒng)，具有較高的實用價值和優(yōu)越性。

三、控制器簡介1、單片機簡介AT89S52為ATMEL生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，功能強大之AT89S52單片機可為提供許多較復(fù)雜系統(tǒng)控制之應(yīng)用場合。AT89S52有40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時內(nèi)含2個外中斷口，3個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口，2個讀寫口線，AT89S52可按照常規(guī)方法進行編程，亦可在線編程。其將通用之微處理器及Flash存儲器結(jié)合，特別是可反復(fù)擦寫的FLASH存儲器可有效降低開發(fā)成本。AT89C52及AT89S52之別，在于C及S，C表示需用并行編程器下載（接線多且復(fù)雜），S表示可支持ISP下載，可在89S52系統(tǒng)板上面預(yù)留ISP下載接口，AT89S52引腳如圖4所示：圖4AT89S52引腳圖在本系統(tǒng)中AT89S52單片機所運用到的引腳具體控制如下：1)其中P0口——8位漏極開路之雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動8個TTL邏輯電平。對P0端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，P0口亦被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下，P0不具有內(nèi)部上拉電阻。在FLASH編程時，P0口亦用來接收指令字節(jié)；在程序校驗時，輸出指令字節(jié)。程序校驗時，需外部上拉電阻。P0.0:AT89S52單片機控制電機加水提示端口信號。P0.1:AT89S52單片機控制電機抽水提示端口信號。P0.2:AT89S52單片機控制電機停止提示端口信號。2)P1口和P3口為輸入輸出水位檢測信號和控制信號。P1.0～P1.7:P1口8位準(zhǔn)雙向I/O口，占1～8腳；P3.0～P3.7:P3口8位準(zhǔn)雙向I/O口，占10～17腳；當(dāng)水位處于低水位的時候，單片機模擬控制的水位控制端口被+12V的電源導(dǎo)通進入穩(wěn)壓電路經(jīng)過處理在穩(wěn)壓電路的輸出端有一個高電平，送入單片機的P1.0口，另一個穩(wěn)壓電路輸出的高電平進入單片機的P1.1口單片機經(jīng)過分析，在P1.2口輸出一低電平，驅(qū)動單片機加水信號，P1.5出來一個信號使繼電器得電導(dǎo)通，這樣繼電器閉合，使水泵加水；當(dāng)水位處于正常范圍內(nèi)時，水泵加水，在P1.3引腳出來一個低電平驅(qū)動單片機穩(wěn)定水位信號；當(dāng)水位在高水位區(qū)時，單片機模擬傳感器的兩個端口均被導(dǎo)通，均被+12V的電源導(dǎo)通，送入單片機，單片機經(jīng)過分析，在P1.4引腳出來一個低電平，驅(qū)動單片機放水信號，在P1.5端出來一個低電平不能使繼電器得電導(dǎo)通，這樣繼電器不能閉合，水泵不能加水。P1口——有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。對P1端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可作輸入口用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。對P1端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可作輸入口用。作輸入用時，被外部拉低的引腳因內(nèi)部電阻，將輸出電流（IIL）。此外，P1.0及P1.2分別作定時器/計數(shù)器2之外部計數(shù)輸入（P1.0/T2）及時器/計數(shù)器2之觸發(fā)輸入（P1.1/T2EX）。在flash編程及校驗時，P1口接收低8位地址字節(jié)。P1.0：T2（定時器/計數(shù)器T2的外部計數(shù)輸入），時鐘輸出。在本設(shè)計中用于M1正轉(zhuǎn)啟動KM1控制輸出信號。P1.1：T2EX（定時器/計數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號和方向控制）。在本設(shè)計中用于M1反轉(zhuǎn)啟動KM1控制輸出信號。P1.2：加水過程中的M1開關(guān)狀態(tài)輸入信號。（開0，關(guān)1）P1.3：放水過程中的M1開關(guān)狀態(tài)輸入信號。（開0，關(guān)1）3)P3口——有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P3輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。對P3端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可用作輸入口。作輸入用時，被外部拉低的引腳因內(nèi)部電阻之原因，將輸出電流（IIL）。P3口亦作為AT89S52特殊功能（第二功能）用，在FLASH編程及校驗時，P3口亦接收些控制信號。此外，P3口亦接收些用于FLASH閃存編程及程序校驗的控制信號。P3.0：RXD(串行輸入口)，在本設(shè)計中用于水位低時的輸入信號。（低0高1）P3.5：T1(定時/計數(shù)器1)，在本設(shè)計中用于水位低時的輸入信號。（低0高1）P3.2：INTO(外中斷0)，在本設(shè)計中用于水位高時的輸入信號。（高1，低0）P3.1：TXD(串行輸出口)，在本設(shè)計中用于手動穩(wěn)定水位時的輸入信號。P3.3：INT1(外中斷1)，在本設(shè)計中用于加水過程中的手動停止輸入信號。P3.4:TO(定時/計數(shù)器0)，在本設(shè)計中用于放水過程中手動停止輸入信號。4）RST——復(fù)位輸入。振蕩器工作時，RST引腳有兩個機器周期以上高電平將是單片機復(fù)位。：AT89S52的重置引腳，高電平動作，當(dāng)要對晶片重置時，只要對此引腳電平提升至高電平并保持兩個機器周期以上的時間，AT89S52便能完成系統(tǒng)重置的各項動作，使得內(nèi)部特殊功能寄存器之內(nèi)容均被設(shè)成已知狀態(tài)，并且至地址0000H處開始讀入程序代碼而執(zhí)行程序。5）電源及其它的引腳的作用：VCC(40腳)：AT89S52電源正端輸入，電源端+12V。GND(20腳)：接地端。VSS：電源地端。XTALl、XTAL2(19～18腳)：時鐘電路引腳。當(dāng)使用內(nèi)部時鐘時，這兩個引腳端外接石英晶體和微調(diào)電容。當(dāng)使用外部時鐘時，用于外接外部時鐘源。XTAL1：單芯片系統(tǒng)時鐘的反相放大器輸入端。XTAL2：系統(tǒng)時鐘的反相放大器輸出端，一般在設(shè)計上只要在XTAL1和XTAL2上接上一只石英振蕩晶體系統(tǒng)就可以動作了，此外可以在兩引腳與地之間加入一20PF的小電容，可以使系統(tǒng)更穩(wěn)定，避免噪聲干擾而死機。6）其中的AT89S52主要功能如下：1.擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash2.晶片內(nèi)部具時鐘振蕩器（傳統(tǒng)最高工作頻率可至12MHz）3.內(nèi)部程序存儲器（ROM）為8KB4.內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器（RAM）為256字節(jié)5.32個可編程I/O口線6.8個中斷向量源7.三個16位定時器/計數(shù)器8.三級加密程序存儲器9.全雙工UART串行通道路的輸入10.XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。2、集成芯片ACDC0809位8路A/D轉(zhuǎn)換集成芯片?？蓪崿F(xiàn)8路模擬信號的分時采集，片內(nèi)有8路模擬選通開關(guān)，以及相應(yīng)的通道地址鎖存用譯碼電路，其轉(zhuǎn)換時間為100us左右。ADC0809芯片為28引腳雙列直插式封裝，其引腳排列見圖5。圖5ADC0809引腳排列圖IN0～IN7：模擬量輸入通道信號單極性，電壓范圍0-5V，若信號過小還需進行放大。ADDA、ADDB、ADDC:地址線A為低位地址，C為高位地址。ALE：地址鎖存允許信號。對應(yīng)ALE上跳沿，A、B、C地址狀態(tài)送入地址鎖存器中。START：轉(zhuǎn)換啟動信號。START上跳沿時，所有內(nèi)部寄存器清“0”；START下跳沿時，開始進行A/D轉(zhuǎn)換；在A/D轉(zhuǎn)換期間，START應(yīng)保持低電平。本信號有時簡寫為ST。D7～D0：數(shù)據(jù)輸出線。OE：輸出允許信號。用于控制三態(tài)輸出鎖存器向單片機輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。OE=0，輸出數(shù)據(jù)線呈高電阻；OE=1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。CLK：時鐘信號。ADC0809的內(nèi)部沒有時鐘電路，所需時鐘信號由外界提供。通常使用頻率為500kHz的時鐘信號。EOC：轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。EOC=0，正在進行轉(zhuǎn)換；EOC=1，轉(zhuǎn)換結(jié)束。使用中該狀態(tài)信號既可作為查詢的狀態(tài)標(biāo)志，又可以作為中斷請求信號使用。VCC：＋5V電源。VREF：參考電源。參考電壓用來與輸入的模擬信號進行比較，作為逐次逼近的基準(zhǔn)。其典型值為＋5V（VREF（＋）＝＋5V，VREF（=0V））。3、集成電路（1）74HC245電路74HC245是一種三態(tài)輸出的8總線收發(fā)驅(qū)動器，無鎖存功能。圖6是74HC245的引腳圖;圖7是74HC245的功能表。它的G端和DIR端是控制端，當(dāng)它的G端為低電平時，如果DIR為高電平，則74HC245將A端數(shù)據(jù)傳送至B端；如果DIR為低電平，則74HC245將B端數(shù)據(jù)傳送至A端。在其他情況下不傳送數(shù)據(jù)，并輸出高阻態(tài)。圖674HC245的引腳圖和功能表（2）集成電路LM324簡介LM324是四運放集成電路，它采用14腳雙列直插塑料封裝，外形如圖8所示。它內(nèi)部包含四組形式完全相同的運算放大器，除電源共用外，四組運放相互獨立。11腳接負電源，4腳接正電源。圖7LM324電路符號與管腳圖四、系統(tǒng)硬件設(shè)計1、最小系統(tǒng)電路設(shè)計圖8AT89S52單片機最小系統(tǒng)1.要使單片機工作起來，最基本的電路的構(gòu)成為注意：EA/VP(31腳)接+5V。2.電源電路：向單片機供電。單片機電源：AT89S52單片機的工作電壓范圍：4.0V—5.5V，所以通常給單片機外接5V直流電源。連接方式為VCC(40腳）：接電源+5V端VSS(20腳）：接電源地端。3.RST——復(fù)位輸入。振蕩器工作時，RST引腳有兩個機器周期以上高電平將是單片機復(fù)位。復(fù)位電路用來確定單片機工作的起始狀態(tài)，完成單片機的啟動過程。單片機接通電源時產(chǎn)生復(fù)位信號，完成單片機啟動，確定單片機起始工作狀態(tài)。手動按鍵產(chǎn)生復(fù)位信號，完成單片機啟動，確定單片機的初始狀態(tài)。通常在單片機工作出現(xiàn)混亂或“死機”時，使用手動復(fù)位可實現(xiàn)單片機“重啟”。4.時鐘電路：單片機工作的時間基準(zhǔn)，決定單片機工作速度。時鐘電路就是振蕩電路，向單片機提供一個正弦波信號作為基準(zhǔn)，決定單片機的執(zhí)行速度。AT89S52單片機時鐘頻率范圍：0—33MHz。2、液位檢測部分電路控制傳感器是把一種物理量（或化學(xué)量、生物量）轉(zhuǎn)換成另一種與之有確定對應(yīng)關(guān)系的物理量（通常是電量）的裝置。它是測量系統(tǒng)中最重要的環(huán)節(jié)。在現(xiàn)代科技領(lǐng)域中，傳感器得到了廣泛應(yīng)用，各種信息的采集離不了各種傳感器，傳感器的基本功能在于能感受外界的各種“刺激”并作出迅速反映。在本設(shè)計當(dāng)中我們采用單片機程序模擬液位的采集信號，并通過單片機CPU的程序化控制后，需要輸出模擬量去控制被控對象或用于顯示。模擬量信號是連續(xù)變化的電壓、電流信號，與數(shù)字量有本質(zhì)上的區(qū)別，模擬量信號需要放大、濾波、線性化、信號變換等一系列的電路處理，把檢測到的模擬量電壓、電流信息變換成0-5V的電壓信號，通過A/V轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字量才能輸入單片機處理。同樣，單片機輸出的數(shù)字量控制值，也往往要通過D/A轉(zhuǎn)換電路變換成模擬量才能去控制被控對象或用于數(shù)據(jù)的顯示。圖9液位檢測控制部分單片機原理圖圖10液位檢測控制部分電路原理圖3、負反饋系統(tǒng)電路自動控制理論也被稱為負反饋控制理論。首先檢查系統(tǒng)接線，確定系統(tǒng)的反饋為負反饋。例如電機調(diào)速系統(tǒng)，輸入信號為正，要求電機正轉(zhuǎn)時，反饋信號也為正，同時電機轉(zhuǎn)速越高，反饋信號越大。其余系統(tǒng)同此方法。在本設(shè)計模擬水箱的水位控制部分，采用了一套閉環(huán)負反饋控制系統(tǒng)。閉環(huán)控制系統(tǒng)的特點是系統(tǒng)被控對象的輸出(被控制量)會反送回來影響控制器的輸出，形成一個或多個閉環(huán)。閉環(huán)控制系統(tǒng)有正反饋和負反饋，若反饋信號與系統(tǒng)給定值信號相反，則稱為負反饋，若極性相同，則稱為正反饋，一般閉環(huán)控制系統(tǒng)均采用負反饋，又稱負反饋控制系統(tǒng)。其控制原理圖如下。圖11負反饋系統(tǒng)控制原理圖這是單回路水箱液位控制系統(tǒng)，單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)一般指在一個調(diào)節(jié)對象上用一個調(diào)節(jié)器來保持一個參數(shù)的恒定，而調(diào)節(jié)器只接受一個測量信號，其輸出也只控制一個執(zhí)行機構(gòu)。本系統(tǒng)所要保持的恒定參數(shù)是液位的給定高度，即控制的任務(wù)是控制水箱液位等于給定值所要求的高度。根據(jù)控制框圖，這是一個閉環(huán)反饋單回路液位控制。其中控制閥接受控制器輸出的控制信號，通過改變閥的開度來達到控制流量