專利名稱：智能多級(jí)液位顯示控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于測(cè)量與控制領(lǐng)域，特別涉及對(duì)液位的測(cè)量與控制。
目前，對(duì)液位的顯示和控制，要么很簡(jiǎn)單，只能顯示和控制兩個(gè)液位；要么很復(fù)雜，如ZL94243359.9，無(wú)線遙測(cè)水塔水位監(jiān)控器。它雖然能顯示和控制多個(gè)液位，但是調(diào)試較難，造價(jià)甚高。
本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易調(diào)試，造價(jià)較低的智能多級(jí)液位顯示控制器。
該智能多級(jí)液位顯示控制器包括1．液位傳感器；2．單片微機(jī)；3．液位顯示電路；4．控制輸出電路；其特征是1.1、液位傳感器(1)由與電源正極相連的、置于水箱底部的電極A和置于水箱中不同高度的電極an組成，位于不同高度的電極an通過(guò)電阻Rn與單片微機(jī)(2)的一組I/O口相連，同時(shí)，電極an通過(guò)電阻Rn′接地(其中n＞2)；2.1、單片微機(jī)(2)的時(shí)鐘電路由電阻R21與電容C21串聯(lián)后，其電阻R21接電源VCC，電容C21接地GND，其連線中點(diǎn)接單片微機(jī)的OSC1腳；單片微機(jī)(2)的復(fù)位電路由電阻R22和按鍵S1串聯(lián)后，電阻R22接電源VCC，按鍵S1接地GND，其連線中點(diǎn)接單片微機(jī)(2)的另一SET腳；單片微機(jī)(2)的VCC端接電源，GND端接地，PA0-7、PB0-6、PC0-5均為I/O口；3.1、液位顯示電路由數(shù)字顯示電路(3)或/和光柱顯示電路(3′)組成；4.1、控制輸出電路由單片微機(jī)(2)的一組(M個(gè))輸出口與電阻RM、開集電極三極管VM組成，或者由單片微機(jī)(2)的一組(M個(gè))輸出口與電阻RM′、三極管VM′和繼電器KM組成(其中M≥1)；5．該智能多級(jí)液位顯示控制器還包括由電阻R51與按鍵S2串聯(lián)后，電阻R51接單片微機(jī)(2)的VCC腳(電源)，按鍵S2接單片微機(jī)(2)的GND腳(地)，其連線中點(diǎn)接單片微機(jī)(2)的某一輸入口，與單片微機(jī)(2)內(nèi)的電可擦除存儲(chǔ)器(E2PROM)組成液位設(shè)定電路(5)。
液位數(shù)字顯示電路(3)由單片微機(jī)的I/O口(PB2.3.4)、三位七段發(fā)光數(shù)碼管LED1、三極管V31～V33和電阻R31～R33組成位驅(qū)動(dòng)電路；由單片微機(jī)的I/O口(PA0-7)通過(guò)電阻(R34～R311)連接發(fā)光數(shù)碼管LED1組成段驅(qū)動(dòng)電路；光柱顯示電路(3′)由單片微機(jī)n個(gè)I/O口通過(guò)n個(gè)電阻與n個(gè)發(fā)光二極管相連，發(fā)光二極管的另一端接三極管(V34)的集電極，三極管(V34)的基極通過(guò)電阻(R322)接單片微機(jī)(2)的某個(gè)I/O口，三極管(V34)的發(fā)射極接地(其中n＞2)。
該實(shí)用新型由于在水箱內(nèi)不同高度設(shè)置電極an，因此可對(duì)液位進(jìn)行多級(jí)顯示與控制。液位設(shè)定電路簡(jiǎn)單，操作方便。
該實(shí)用新型既可用于高位水箱，也可用于地下蓄水池。


圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖，圖2為三位發(fā)光數(shù)碼管示意圖，圖3為實(shí)施例的電路圖，圖4為實(shí)施例的液位設(shè)定程序流程圖(子程序)，圖5為實(shí)施例的運(yùn)行控制程序流程圖。
實(shí)施例該實(shí)施例用于顯示和控制高位水箱的水位。其電路結(jié)構(gòu)如圖3所示。
水箱內(nèi)的液位傳感器(1)由置于水箱底部的電極A和置于不同高度的十個(gè)電極an(a1～a10)組成，相鄰電極間的高度差均為整個(gè)液位高度的1/10。電極a1～a10分別通過(guò)電阻Rn(R111～R120)與單片微機(jī)(2)的I/O口(PA0～PA7,PB0～PB1)相連，同時(shí)，電極a1～a10通過(guò)電阻Rn′(R11～R110)接地。
單片微機(jī)(2)的時(shí)鐘電路由電阻R21與電容C21串聯(lián)后，其中點(diǎn)接單片微機(jī)(2)的OSC1腳，復(fù)位電路由電阻R22和按鍵S1串聯(lián)，其中點(diǎn)接單片微機(jī)(2)的SET腳，上述電阻R21和R22端均接單片微機(jī)(2)的VCC腳(電源)，而電容C21和按鍵S1均接單片微機(jī)(2)的GND腳(接地)，PA0-7、PB0-6、PC0-5均為I/O口。
液位顯示電路由數(shù)字顯示電路(3)或/和光柱顯示電路(3′)組成。液位數(shù)字顯示電路(3)由單片微機(jī)的I/O口(PB2～PB4)和三位七段發(fā)光數(shù)碼管LED1、三極管(V31～V33)和電阻(R31～R33)組成位驅(qū)動(dòng)電路。其中三極管(V31～V33)的集電極接電源，發(fā)射極接發(fā)光數(shù)碼管，基極通過(guò)電阻(R31～R33)接單片微機(jī)(2)的輸出口PB2、PB3、PB4。由單片微機(jī)(2)的I/O口(PA0-7)通過(guò)電阻(R34～R311)接發(fā)光數(shù)碼管LED1組成段驅(qū)動(dòng)電路。液位光柱顯示電路(3′)由單片微機(jī)(2)的I/O口(PA0-7、PB0-1)通過(guò)電阻(R312～R321)與發(fā)光二極管(V35～V314)相連，發(fā)光二極管(V35～V314)的另一端接三極管(V34)的集電極，三極管V34的基極通過(guò)電阻R322接單片微機(jī)(2)的I/O口(PB5)，三極管(V34)的發(fā)射極接地。
控制輸出電路由單片微機(jī)(2)的一組輸出口(PC0-5)分別通過(guò)電阻R41～R46)與三極管(V41～V46)的基極相連，三極管(V41～V46)的發(fā)射極接地，集電極作為輸出端；或者，由單片微機(jī)(2)的一組輸出口(PC0-5)分別通過(guò)電阻R41′～R46′與三極管V41′～V46′的基極相連，三極管V41′～V46′的發(fā)射極接地，集電極接繼電器(K41～K46)的線圈，由繼電器(K41～K46)的觸點(diǎn)作為輸出端。
液位設(shè)定電路(5)由電阻R51與按鍵S2串聯(lián)后，電阻R51接單片微機(jī)(2)的VCC腳(電源)，按鍵S2接單片微機(jī)(2)的GND腳(地)，其連線中點(diǎn)接單片微機(jī)(2)的PB6腳，與單片微機(jī)(2)內(nèi)的電可擦除存貯器(E2PROM)組成。
本實(shí)施例的工作原理如下利用水的導(dǎo)電性，在水箱中被水淹沒的探頭(電極an)通過(guò)水與電極A相連變?yōu)楦唠娖?，此高電平通過(guò)電阻網(wǎng)絡(luò)R11～R110,R111～R120加到單片微機(jī)(2)的對(duì)應(yīng)I/O口上，沒被水淹沒的探頭對(duì)應(yīng)的I/O口為低電平。單片微機(jī)(2)檢測(cè)到傳感器(1)送來(lái)的高電平后，令相對(duì)應(yīng)的I/O口輸出高電平，以驅(qū)動(dòng)液位數(shù)字顯示電路的發(fā)光數(shù)碼管LED1，實(shí)現(xiàn)液位數(shù)字顯示；同時(shí)，單片微機(jī)輸出的高電平亦驅(qū)動(dòng)液位光柱顯示電路的發(fā)光二極管V35～V314，實(shí)現(xiàn)液位光柱顯示。設(shè)定電路(5)根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定被控液位。例如，本實(shí)施例用于向水箱(池)內(nèi)注水時(shí)的液位顯示和控制，可設(shè)定水滿時(shí)液位數(shù)字顯示為100％，液位光柱顯示電路中的10只發(fā)光二極管全亮。這時(shí)，單片微機(jī)輸出停泵信號(hào)，停止向水箱內(nèi)注水；水位下降到一定位置，如達(dá)到整個(gè)水位高度的60％時(shí)，液位數(shù)字顯示為60％，6只發(fā)光二極管點(diǎn)亮，這時(shí)，單片機(jī)輸出啟泵信號(hào)，開始向水箱內(nèi)注水；水位下降到警戒位置，如達(dá)到整個(gè)水位的40％時(shí)，液位數(shù)字顯示40％，4只發(fā)光二極管點(diǎn)亮，單片機(jī)發(fā)出聲光報(bào)警。當(dāng)單片微機(jī)檢測(cè)到上述位置時(shí)，將通過(guò)控制輸出電路輸出停泵信號(hào)、啟泵信號(hào)和報(bào)警信號(hào)。這些信號(hào)可以由三極管V41～V46的開集電極輸出，或者由繼電器K41～K46的常開或常閉觸點(diǎn)輸出。
下面，參照?qǐng)D4說(shuō)明液位設(shè)定程序流程圖。
該實(shí)施例用于向高位水箱供水，須設(shè)定上限液位(停泵)、下限液位(啟泵)和報(bào)警液位。
液位設(shè)定模塊由電阻R51、按鍵S2和單片微機(jī)內(nèi)的電可擦除存貯器E2PROM組成，E2PROM用來(lái)存貯設(shè)定數(shù)據(jù)，設(shè)定由鍵S2完成。圖2為本實(shí)施例用于顯示液位的三位發(fā)光數(shù)碼管示意圖。其中第3位數(shù)碼管的1、2、3段分別表示上限液位、下限液位和報(bào)警液位。第2位、第1位數(shù)碼管用于顯示液位相對(duì)于最高液位的百分?jǐn)?shù)，以10遞增(或遞減)。
液位設(shè)定程序如下按下設(shè)定鍵S2，第3位數(shù)碼管的1段閃爍，上限液位的設(shè)定值顯示在第2位、第1位數(shù)碼管上。如按下設(shè)定鍵S2不松手，則第3位數(shù)碼管的1、2、3段的顯示以t1(如0.5秒)的時(shí)間間隔循環(huán)出現(xiàn)，同時(shí)相應(yīng)段的設(shè)定值出現(xiàn)在第2位、第1位數(shù)碼管上。松手后，第3位的顯示停在哪段就表示可以對(duì)該段的液位重新設(shè)定，即進(jìn)入設(shè)定狀態(tài)。若在t2時(shí)間內(nèi)(如1秒內(nèi))再按鍵S2一次，液位設(shè)定值增加10(即10％)；若按下設(shè)定鍵S2不松手，則數(shù)值以t3(如0.2秒)時(shí)間間隔連續(xù)增加。若超過(guò)t2(如1秒)不按鍵S2，則退出設(shè)定狀態(tài)，并將設(shè)定值寫到E2PROM中。按上述方法完成上限液位、下限液位、報(bào)警液位的設(shè)定。
下面參照?qǐng)D5說(shuō)明水泵運(yùn)行控制過(guò)程。
在正常情況下，液位設(shè)定應(yīng)滿足1段(上限液位)＞2段(下限液位)＞3段(報(bào)警液位)。當(dāng)液位達(dá)到或高于1段設(shè)定值(上限液位)時(shí)，傳感器送出上限液位信號(hào)，液位數(shù)字顯示裝置顯示100％，光柱顯示裝置10個(gè)光柱全亮。單片微機(jī)發(fā)出停泵信號(hào)由控制輸出電路的三極管V41～V46中的某個(gè)三極管集電極輸出或由集電極帶動(dòng)的繼電器K41-K46中的某組觸點(diǎn)輸出。同樣，當(dāng)液位達(dá)到或低于2段設(shè)定值(下限液位)時(shí)，給出下限液位信號(hào)；當(dāng)液位達(dá)到或低于3段設(shè)定值(報(bào)警液位)時(shí)，給出報(bào)警信號(hào)。單片機(jī)可以自動(dòng)控制水泵啟動(dòng)或發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。
該實(shí)施例可對(duì)水箱內(nèi)的任意液位進(jìn)行顯示，并可根據(jù)需要對(duì)液位進(jìn)行設(shè)定與控制，只須按一個(gè)鍵(S2)即可進(jìn)行液位設(shè)定，操作簡(jiǎn)便易行。
權(quán)利要求1．一種智能多級(jí)液位顯示控制器，它包括(1)、液位傳感器；(2)、單片微機(jī)；(3)、液位顯示電路；(4)、控制輸出電路；其特征是(1.1)、液位傳感器(1)由與電源正極相連、置于水箱底部的電極A和置于水箱內(nèi)不同高度的電極an組成，處于不同高度的電極an通過(guò)電阻Rn與單片微機(jī)的一組I/O口相連，同時(shí)，電極an通過(guò)Rn′接地(其中n＞2)；(2.1)、單片微機(jī)(2)的時(shí)鐘電路由電阻R21與電容C21串聯(lián)后其電阻R21端接電源VCC，其電容C21端接地GND，其連線中點(diǎn)接單片微機(jī)的OSC1腳；單片微機(jī)的復(fù)位電路由電阻R22和按鍵S1串聯(lián)后，電阻R22端接電源，按鍵S1端接地GND，其連線中點(diǎn)接單片微機(jī)的SET腳，單片微機(jī)的VCC端接電源，GND端接地，PA0～7、PB0～6和PC0～5為I/O口；(3.1)、液位顯示電路由數(shù)字顯示電路(3)和/或光柱顯示電路(3′)組成；(4.1)、控制輸出電路由單片微機(jī)的一組(M個(gè))輸出口與電阻RM和開集電極三極管VM組成，或者由單片微機(jī)的一組(M個(gè))輸出口與電阻RM′、三極管VM′和繼電器KM組成(其中M≥1)；(5.1)該智能多級(jí)液位顯示控制器還包括由電阻R51與按鍵S2串聯(lián)后，電阻R51接單片微機(jī)(2)的VCC腳(電源)，按鍵S2接單片微機(jī)(2)的GND腳(地)，其連線的中點(diǎn)接單片微機(jī)(2)的某一輸入口(I/O口)與單片微機(jī)(2)內(nèi)的電可擦除存儲(chǔ)器(E2PROM)組成液位設(shè)定電路(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的智能多級(jí)液位顯示控制器，其特征是所說(shuō)的液位數(shù)字顯示電路(3)由單片微機(jī)的I/O口(PB2.3.4)、三位七段發(fā)光數(shù)碼管LED1、三極管V31～V33和電阻R31～R33組成位驅(qū)動(dòng)電路；由單片微機(jī)的I/O口(PA0-7)通過(guò)電阻(R34～R311)連接發(fā)光數(shù)碼管LED1組成段驅(qū)動(dòng)電路；光柱顯示電路(3′)由單片微機(jī)n個(gè)I/O口通過(guò)n個(gè)電阻與n個(gè)發(fā)光二極管相連，發(fā)光二極管的另一端接三極管(V34)的集電極，三極管(V34)的基極通過(guò)電阻(R322)接單片微機(jī)(2)的某個(gè)I/O口，三極管(V34)的發(fā)射極接地(其中n＞2)。
專利摘要一種智能多級(jí)液位顯示控制器。它解決了現(xiàn)有技術(shù)中或者只能顯示和控制兩個(gè)液位,或者雖能顯示和控制多個(gè)液位,但調(diào)試?yán)щy的問(wèn)題。它包括置于水箱內(nèi)的多級(jí)傳感器、單片微機(jī)、液位設(shè)定電路、液位顯示電路和控制輸出電路。它可對(duì)水箱內(nèi)的多個(gè)液位進(jìn)行顯示與控制,并可根據(jù)需要任意設(shè)定待控制的液位,設(shè)定操作簡(jiǎn)單易行。該實(shí)用新型既可對(duì)高位水箱,又可對(duì)地下蓄水池的水位進(jìn)行顯示與控制。
文檔編號(hào)G01F23/24GK2328000SQ9820269
公開日1999年7月7日 申請(qǐng)日期1998年4月1日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月1日
發(fā)明者查恩玉, 謝勇 申請(qǐng)人:查恩玉, 謝勇