第3章 硬件方案设计 ................................................... 12
3.1 单片机AT89C51 ................................................. 12
3.1.1 主要特性 ................................................. 13 3.1.2 管脚说明 ................................................. 14 3.2 压力传感器 .................................................... 18
3.2.1 技术参数 ................................................. 18 3.2.2 特点 ..................................................... 19 3.2.3 工作原理与电路图 ......................................... 20 3.3 A/D转换器TLC0834 ............................................. 20
3.3.1 TLC0834主要特点 ......................................... 20 3.3.2 工作特点 ................................................. 21 3.3.3 引脚功能 ................................................. 22 3.4 LCD显示器 ..................................................... 23
3.4.1 1602显示器主要技术参数 .................................. 24 3.4.2 1602LCD特性 ............................................. 24 3.4.3引脚功能 ................................................. 24 3.5 继电器输出 .................................................... 25 3.6 报警 .......................................................... 26 3.7 电子狗及复位 .................................................. 27
3.7.1 X25045引脚图 ............................................ 27 3.7.2复位电路 ................................................. 28 3.7.3 单片机与电子狗、复位电路图 ............................... 28
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3.8稳压电源 ....................................................... 29
3.8.1 稳压电源工作原理 ......................................... 29 3.8.2 LM7805 ................................................... 30 3.9时钟电路 ....................................................... 31 第4章 软件方案设计 ................................................... 33
4.1 水塔水位控制主程序 ............................................ 33 4.2 中断报警程序 .................................................. 35 4.3 看门狗程序 .................................................... 36 第5章 总结 ........................................................... 37 参考文献 .............................................................. 38 致 谢 ................................................................ 39 附 录 ................................................................ 40
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第1章 绪论
1.1水塔水位的产生背景
从古至今，洗衣做饭、灌溉农田，水资源一直都在人们日常生活和生产中起着至关重要的作用，突然断水，不仅会给人们的生活带来大大的不便，而且如果长时间缺水，则很有可能造成严重的自然灾害甚至更大的损失。因此，供水系统往往是建筑、生产或企业中最重要的基础设备之一。然而，随着社会经济的飞速发展，人口密度的不断增加，水资源的利用率与节约用水意识就相对越发重要了。在工业与民用建筑中，水塔是一种比较常见而又特殊的建筑，水塔是用于储水和配水的高耸结构，用来保持和调节给水网中的水量和水压，如果水塔的施工质量不好，轻则会造成渗漏水浪费水资源，重则报废不能使用。针对水塔的工作过程和性质，水塔水位的检测与控制是其重中之重，用水者使用水会导致水塔水位的下降，为了保证用户的用水需求不会造成断水现象，水塔内应始终存有足够量的储水，这时需将水塔内设置一个水位下限值，当水塔内水位达到下限值时就需要向水塔内注水；但同时水塔内的水位又不能使水溢出水塔造成水资源浪费，这时候又需要给水塔设置一个水位上限，当水位达到水塔上限值时应立即停止向水塔注水。在这个不断循环的过程中，如果通过人工监测水位控制水塔内水量会浪费大量的人力资源，因此，在现代水塔供水系统中采用智能水位控制是不可避免的趋势。
1.2水塔水位的研究现状
在水塔供水系统中，水塔必须满足两个前提：第一，保证水塔内水量，不能造成缺水现象；第二，保证水塔内蓄水不溢塔，造成水资源浪费。而现阶段的水塔智能控制系统设计中采用三种手段可实现上述功能：
（1）PLC水塔水位控制系统：设计在蓄水池和水塔分别各自采用一个液位传感
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器，以为量取其各自的高低水位。他们传输的数据传往PLC（可编程逻辑控制器），然后经由PLC进行数据处理、比较，最后输出控制水泵和电磁阀。系统通过PLC启动后，当水池液位低于水池传感器下线液位时，电磁阀打开，开始往水池里注水，过5S以后，若水池液位没有超过水池传感器下线液位时，则系统发出警报。待水位开始上升并被相应的液位传感器检测到时自动熄灭报警。若系统正常，此时水池传感器下限液位向PLC输入一个固定值，表示现在水位高于下限水位。当水位液面高于上限水位时，电磁阀关闭停止向水池注水；当水塔水位低于水塔下限时，则水塔传感器下限水位检测不到有水，水泵开始工作，向水塔供水，当10S以后，若水塔液位没有超过水塔传感器下线液位时，则发出警报。
（2）单片机智能水塔水位控制：该系统中，单片机是控制的核心模块，分析处理传感器检测的数据，接收或发送数据等，除此之外，该系统还包括了以差压传感器为主的信号采集模块，以水泵为主的注水启停驱动模块，及报警、显示模块等。首先通过传感器实时检测水塔水位，然后把水位数据传送到水塔处的单片机，单片机把数据与所设定的水位上下限作比较，如果水位低于下限，则启动抽水机抽水，保证水塔的水足够，如果水位达到了上限，则及时停止抽水，防止“溢塔”而浪费水，并且水位的上下限随时可以根据实际情况由拨码开关进行调整；同时该单片机控制无线发送器把水位数据发送到中央控制室的单片机处显示，实现实时监测目的。
（3）光纤传感器在水塔水位检测中的应用研究：该方案的检测系统分别由中央控制式的中央监控单元和现场采集单(或数据采集单元)组成。现场采集单元对水塔的水位信号进行数据的实时采集，同时完成数据统计、存贮；中央监控单元可以定期或不定期地从现场采集单元获取数据并完成图像监测、数据统计、报表、打印及数据库管理。而中央监控单元和现场采集单元之间通过CAN总线连接在一起，在这
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