智能水塔水位控制器

职业技术学院

毕业设计

题目智能水塔水位控制器

学生姓名

专业应用电子

指导教师

班级0 _

2010年6月26日

目录

第一章前言 (2)

第二章功能说明，结合功能框图 (3)

第三章使用操作说明 (5)

第四章原理图分析主要部分工作原理 (7)

第五章 PCB板制作 (9)

第六章主要芯片资料应用说明 (11)

第七章程序框图及说明 (15)

第八章调试数据记录表及调试故障现象及其解决方法 (16)

第九章心得体会 (20)

第十章致谢 (22)

第十一章参考文献 (23)

第十二章附录（源程序） (24)

第一章前言

目前我国水资源已经相当的匮乏，如何节约用水也成为了电子爱好者设计制作的焦点。

现有的二级供水方式，既先用水泵从水井中抽到蓄水池中供用户使用，要求蓄水池的水位必须保持一定的高度，还需要防止水的溢出。可是现在市售的都是传统的水位控制器，多以浮球式、触点式为主，可靠性不好，有着无法改进的致命缺点，如：无水位显示，无电机保护，可靠性不高，控制精度改进度不大，寿命不长……

相对于机械式水位控制器，电子式的水位控制器有着无可比拟的优点：添加水位显示电路、电机保护电路、强制性手动开、关机电路可以达到水位显示、简单的电机保护、水位自动控制，控制精度是传统机械式水位控制器的几何倍。

本控制器采用了高效率、高稳定性、低功耗的ATMEL80s51单片机，具有水位状态显示、抽水时间显示、并有故障检测功能。集高效、高精度、高稳定性、低功耗、高性价比、良好的人机交流界面、操作简便、显示直观以及低功耗等功能于一体的智能水塔水位控制器无疑将会家用水位控制器极具竞争力的一匹黑马。

第二章 功能说明，结合功能框图

结构方框图（-）

本产品控制部分采用低电压，高性能CMOS8位微处理器ATMEL 的AT89S51，该器件采用ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中，功能十分强大并且价格低廉。

水位开关采用三组带环行磁铁的密封在水管中的干簧管,磁铁在水的浮力作用下吸合干簧管而使之导通,灵敏度很高。

工作电压： 220V ±10%

消耗功率： 0.1W （待机） 2W （工作） 控制输出功率：≤6.6KW 水位控制精度： ±5cm 短期使用环境温度： －40~75度 短期使用环境湿度： 5%~95%

稳定使用环境温度： －20度~50度 长期使用环境湿度： 35%~80% 误 差 ： <1%

2.1 各部分的设计：

2.1.1 水位开关的设计：

三个水位开关由三个钢簧管组成。

控制部分

状态指示灯

报警装置

水位开关 潜水泵

按键 数码管显示

分别安装在水塔的高，中，低部位。

最高是停止抽水，最低是启动抽水，中间是起时间报警保护水泵作用。

2.1.2 潜水泵的选择：

水泵为单相水泵。

潜水泵安装在水源内部。

2.1.3 设计按键部分：

复位按键，维护按键，模式按键，功能按键，电源开关。

复位按键设计在内部。维护按键，模式按键，功能按键，电源开关按键都安

装在外部。

2.1.4 数码管显示设计：

抽水时间和次数，由一个四位数码管显示

2.1.5 报警器的设计：

以低电平触发。

当电机出现空转，欠压，失压，水源缺水以及系统电路出现故障时，进行自

动报警并且自动控制电机停止运转。

2.1.6 状态指示灯设计：

当红、黄、绿三灯同时亮起时显示水位已满，红灯闪烁表示高水位警告显示，

红灯亮表示高水位正常显示，黄灯亮表示中水位显示，绿灯亮表示低水位正

常显示，绿灯闪烁表示低水位警告，红黄绿三灯同时闪烁表示水源缺水报警。

2.1.7 控制部分：

按下电源开关后，本产品开始自动检测，若无故障则开始工作，检测水

塔内的水位，若水位过低则绿灯闪烁，自动启动水泵开始抽水直到水满，

数码管开始显示抽水时间，水位过中间时黄灯会亮，当水抽满时三盏等

全亮；如果水位正常则本产品进入待机状态。

第三章使用操作说明

3.1 产品操作简介：

三盏灯常亮高水位警告

红灯闪烁水满

红灯常亮高水位正常

黄灯常亮中水位显示

绿灯常亮低水位正常

绿灯闪烁低水位警告

三灯闪烁水源缺水报警

指示灯功能表（一）

本产品为智能化水位自动控制器，接同电源后无须任何操作即可自动工作。如有必要也可通过按键在任何正常工作情况下强制开启停止水泵。

产品面板上有三个按键，左边一个红色带锁的维护键，中间一个绿色点触式模式键、和右边一个绿色点触式按键，内部还有一个复位按键，按下复位键则恢复默认设置。

四个数码管分别显示和记录抽水次数、时间。

当红、黄、绿三灯同时亮起时显示水位已满，红灯闪烁表示高水位警告显示，红灯亮表示高水位正常显示，黄灯亮表示中水位显示，绿灯亮表示低水位正常显示，绿灯闪烁表示低水位警告，红黄绿三灯同时闪烁表示水源缺水报警。

操作规程：按下电源开关后，本产品开始自动检测，若无故障则开始工作，检测水塔内的水位，若水位过低则绿灯闪烁，自动启动水泵开始抽水直到水满，数码管开始显示抽水时间，水位过中间时黄灯会亮，当水抽满时三盏等全亮；如果水位正常则本产品进入待机状态。

用水时，数码管全部显示横杠，三盏指示灯显示相应的水位，灯的显示情况与水位状况如下所示：

本产品的水位为自动控制，在水位过低时可自动抽水，水满则自动停机。若想进入手动