基于單片機的溫度及水位控制系統

于秀娜 張茜銘

摘 要：用單片機系統進行溫度、水位控制是該論文的主要內容。整個系統分為溫度系統和水位系統部分。溫度系統部分采用熱敏電阻進行測溫，以單片機為核心進行控制，能夠滿足溫度要求。水位系統部分用發光二極管以光柱形式和數碼形式顯示水位，也以單片機為核心，當水位低于設定水位時能自動補水，高于設定水位時，能自動抽水。

關鍵詞：溫度控制 AT89C51單片機 水位控制

中圖分類號：TU119+.23 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）09（c）-0025-01

1 系統方案的比較與論證

該系統根據要求可分為溫度控制系統和水位控制系統。為了可靠性，分別采用不同的控制芯片和控制方法，兩個系統完全獨立。

1.1 溫度系統部分

（1）溫度測量部分。

方案一：采用溫度傳感器鉑電阻Pt10000。鉑熱電阻的物理化學性能在高溫和氧化性介質中很穩定，它能用作工業測溫元件，但是組成電路復雜，價格較高，因而放棄。

方案二：該設計要求測量水溫滿足40℃～90℃的測試范圍，最小區分度為1℃，標準溫差≦1℃，從測溫范圍和精準度看，熱敏電阻完全能滿足要求，并且價格不高，性價比較好，設計又簡單，因此采用此方案。

（2）控制芯片介紹。

AT89C51是一個低電壓，高性能CMOS 8位單片機，片內含4Kbytes的可反復擦寫的Flash只讀程序存儲器和128byt的隨機存取數據存儲器（RAM），兼容標準MCS-51指令系統，片內置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，內置功能強大的微型計算機的AT89C51提供了高性價比的解決方案。

（3）溫度系統工作原理。

當水的溫度變化時，傳感器熱敏電阻的阻值會產生相應的變化。熱敏電阻和電容器是決定單穩態震蕩電路震蕩周期的關鍵部件。只要單片機對震蕩周期準確計算，查表可求得對應水溫。

溫度的設定是由三個按鈕實現的。按設定鍵，可以開始設定溫度值，按增加鍵或減少鍵，進行調整設定值。

1.2 水位系統部分

（1）水位檢測部分。

水位檢測采用最簡單的方法：利用自來水是導體的原理。首先在盛水容器里放置一根帶電導線，盛水容器的不同高度位置在放置測量導線。當水位達到那些測量導線位置，相應的導線通電；反之，無電。

（2）水位控制原理。

根據要求當水位低于設定水位時，由單片機經過比較后發出控制信號，通過三極管控制繼電器的開關，由繼電器控制電磁閥開啟，向容器內注水，防止干燒，完成功能。

2 硬件系統

水位控制單片機輸出驅動電路如圖1所示。

3 系統軟件設計

3.1 溫度系統（見圖2）

3.2 水位系統（見圖3）

4 結論

此電路分高壓部分與低壓部分，應分別調試。我們設計的系統經過細心的設計和耐心的調試，可以完全實現控制要求。由單片機發出的控制信號能夠通過電磁閥實現設計的要求：當水位低于設定水位時，自動補水，防止燒干而損壞電熱管。

參考文獻

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