基于单片机的温度及水位控制系统

于秀娜 张茜铭

摘 要：用单片机系统进行温度、水位控制是该论文的主要内容。整个系统分为温度系统和水位系统部分。温度系统部分采用热敏电阻进行测温，以单片机为核心进行控制，能够满足温度要求。水位系统部分用发光二极管以光柱形式和数码形式显示水位，也以单片机为核心，当水位低于设定水位时能自动补水，高于设定水位时，能自动抽水。

关键词：温度控制 AT89C51单片机 水位控制

中图分类号：TU119+.23 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）09（c）-0025-01

1 系统方案的比较与论证

该系统根据要求可分为温度控制系统和水位控制系统。为了可靠性，分别采用不同的控制芯片和控制方法，两个系统完全独立。

1.1 温度系统部分

（1）温度测量部分。

方案一：采用温度传感器铂电阻Pt10000。铂热电阻的物理化学性能在高温和氧化性介质中很稳定，它能用作工业测温元件，但是组成电路复杂，价格较高，因而放弃。

方案二：该设计要求测量水温满足40℃～90℃的测试范围，最小区分度为1℃，标准温差≦1℃，从测温范围和精准度看，热敏电阻完全能满足要求，并且价格不高，性价比较好，设计又简单，因此采用此方案。

（2）控制芯片介绍。

AT89C51是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含4Kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和128byt的随机存取数据存储器（RAM），兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，内置功能强大的微型计算机的AT89C51提供了高性价比的解决方案。

（3）温度系统工作原理。

当水的温度变化时，传感器热敏电阻的阻值会产生相应的变化。热敏电阻和电容器是决定单稳态震荡电路震荡周期的关键部件。只要单片机对震荡周期准确计算，查表可求得对应水温。

温度的设定是由三个按钮实现的。按设定键，可以开始设定温度值，按增加键或减少键，进行调整设定值。

1.2 水位系统部分

（1）水位检测部分。

水位检测采用最简单的方法：利用自来水是导体的原理。首先在盛水容器里放置一根带电导线，盛水容器的不同高度位置在放置测量导线。当水位达到那些测量导线位置，相应的导线通电；反之，无电。

（2）水位控制原理。

根据要求当水位低于设定水位时，由单片机经过比较后发出控制信号，通过三极管控制继电器的开关，由继电器控制电磁阀开启，向容器内注水，防止干烧，完成功能。

2 硬件系统

水位控制单片机输出驱动电路如图1所示。

3 系统软件设计

3.1 温度系统（见图2）

3.2 水位系统（见图3）

4 结论

此电路分高压部分与低压部分，应分别调试。我们设计的系统经过细心的设计和耐心的调试，可以完全实现控制要求。由单片机发出的控制信号能够通过电磁阀实现设计的要求：当水位低于设定水位时，自动补水，防止烧干而损坏电热管。

参考文献

[1] 潘晓贝，郭志冬.基于单片机的水温水位控制器的设计[J].三门峡职业技术学院学报，2010（6）.

[2] 吴再群.基于单片机的水位控制系统[J].电子科技，2013（6）：80-81.

[3] 唐灵军，唐杰，谌超，等.基于单片机的水位控制系统设计[J].电子设计工程，2012（8）：62-64.