基于單片機的水位控制系統(tǒng)

摘要為了實現(xiàn)對容器內(nèi)水位的精確控制，提出采用AT89S52作為主控芯片，24位高精度A／D轉(zhuǎn)換芯片HX711處理稱重傳感器輸出微弱電壓信號的變化，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，通過軟件將ADHX711轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號換算成相應的水位值顯示在液晶屏12864上。測試結(jié)果顯示，水位顯示值與實際值誤差≤0．2 mm，設定水位值與實際值誤差≤0．4 mm。實驗結(jié)果表明，該系統(tǒng)測試穩(wěn)定性好、精度高。
關鍵詞水位控制；AT89S52；ADHX711；微弱信號

隨著水箱在現(xiàn)代生活中的廣泛應用，如生活用水儲備、太陽能熱水器儲水設備等，若采用人工控制，不僅效率低、操作繁瑣，且易造成“空箱”、“溢水”等現(xiàn)象。基于此，文中利用單片機設計一款主從式水位控制系統(tǒng)，從機是水位控制器，主機能通過串行通信口對從機進行遠程控制，同時可對從機的水位給定值和當前水位值進行讀取與顯示，也可對從機的水位給定值進行遠程修改。

1 單片機水位控制系統(tǒng)的工作原理
系統(tǒng)采用AT89S52單片機作為主、從機的控制芯片，24位高精度A／D轉(zhuǎn)換芯片Hx711處理稱重傳感器輸出微弱電壓信號的變化，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，通過軟件將ADHX711轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號換算成相應的水位值顯示在液晶屏12864上。水位控制裝置如圖1所示，水位控制系統(tǒng)如圖2所示。

系統(tǒng)采用刻度尺作為實際值的測量工具；主機按鍵模塊的作用是設定水箱水位；主機顯示模塊顯示水泵狀態(tài)及水箱水位值、當前水位值；串口模塊傳輸數(shù)據(jù)及控制信號；從機顯示模塊顯示狀態(tài)與主機顯示模塊一致。

2 系統(tǒng)測試
根據(jù)圖1水位控制裝置及圖2水位控制系統(tǒng)框圖設計并制作了一款主從式水位控制系統(tǒng)。采用本系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)測試，測試結(jié)果如表1所示。

從表1可看出，設定的水位值、水位顯示值均與實際水位值之間存在一定誤差，主要原因為：(1)系統(tǒng)所使用的刻度尺不是高精度標尺，本身存在一定的誤差。(2)人眼在分辨微小距離時存在視覺偶然誤差。(3)在程序中，芯片在處理浮點數(shù)據(jù)時存在計算誤差。

3 結(jié)束語
系統(tǒng)采用AT89S52單片機作為主控芯片，24位高精度A／D轉(zhuǎn)換芯片HX711處理稱重傳感器輸出的微弱電壓信號的變化，獲得了良好的效果。測試結(jié)果顯示，水位顯示值與實際值誤差≤0．2 mm，設定水位值與實際值誤差≤0．4 mm。結(jié)果表明，該系統(tǒng)測試穩(wěn)定性好、精度高、成本低，在水位自動控制技術中具有一定的應用價值。