用89C2051制作四路数显水位控制器电路

某宾馆要求对太阳能热水箱在进行辅助电加热时，需根据客房入住率来决定加热的水量，以降低运行成本。为此，笔者用89C2051单片机制作了一个四路数显水位自动控制器，经过实验，效果不错，现介绍给单片机爱好者。

一、电路结构
电路原理图如附图所示。电路由水位探测、水深选择、单片机、数字显示和继电器控制等五部分电路构成。四个常开型干簧管H1～H4分别置于水箱里的四个不同高度的位置，其引出线经光电隔离后接至89122051的P3.0一P3.3口，作为水位探测电路；三个开关Sl～S3作为功能选择开关，分别接89C205l的P3.4、P3.5、P3.7口，作为可控水深选择电路；S1的功能是设置水位在H1～H4之间进行高水位自动检测控制，S2是设置水位在H1～H3之间进行中水位自动检测控制，S3是设置水位在H1～H2之间进行低水位自动检测控制。利用AT89C2051的每个I/O口都有20mA的吸入电流的特性，将P1.0～P1.6口通过限流电阻与一个共阳极数码管连接，组成数字显示电路P1.7口作为继电器驱动控制端。

二、电路工作原理
上电后，AT89C2051自动复位并从0000H单元开始执行程序。首先将Pl口和P3口置成高电位，进入到测试准备等待状态，关闭显示，P1.7口不输出控制信号。初始化以后，AT89C2051循环检测P3.4、P3.5、P3.7口，即检测功能开关Sl～S3的状态。若哪一个口被检测出现低电位，则程序执行相应的水位自动检测。功能开关S1～S3的闭合和断开会出现如下几种情况：

1.当S1闭合时，程序转到循环检测水箱里不同高度的四只常开型干簧管H1～H4的状态。当水位降到最低位置时，H1闭合，使数码管显示“1”，指示水位已经降到H1的位置，同时P1.7口输出低电位，继电器Jl常开触点吸合并开启抽水机电源，抽水机往水箱里灌水；当水箱里的水位上升到H2时，H2闭合，数码管显示“2”，指示水位已经上升到H2的位置，继电器J1保持吸合状态，水位继续上升；当水位上升到H3时，H3闭合，数码管显示“3”，指示水位已经上升到H3的位置，继电器J1还是保持吸合状态，水位是继续上升；当水位上升到H4时，H4闭合，数码管显示“4”，指示水位上升到H4的位置，继电器Jl常开触点断开，关闭抽水机电源，水位最终保持在H4位置。水箱里的水位下降时，刚好与上述情况相反。

2.当S2闭合时，程序转到循环检测水箱里不同高度的三只常开型干簧管H1～H3的状态。当水位降到最低位置时，H1闭合，使数码管显示“1”，指示水位降到HI的位置，同时P1.7口输出低电位，继电器Jl常开触点吸合并开启抽水机电源，抽水机开始往水箱里灌水；当水位上升到H2时，H2闭合，数码管显示“2”，指示水位上升到H2的位置，继电器J1保持吸合状态，水位继续上升；当水位上升到H3时，H3闭合，数码管显示“3”，指示水位上升到H3的位置，继电器J1常开触点断开，关闭抽水机电源，水位保持在H3的位置。

3.当S3闭合时，程序转到循环检测水箱里不同高度的两只常开型干簧管Hl～H2的状态。当水位降到最低位置时，Hl闭合，数码管显示“1”，指示水位已经落到Hl的位置，同时P1.7口输出低电位，继电器J1常开触点吸合并开启抽水机电源，抽水机开始往水箱里灌水；当水位上升到H2时，H2闭合，数码管显示“2”，指示水位上升到H2的位置，继电器Jl常开触点断开，关闭抽水机电源，水位停留在H2的位置。  .

4.当S1～S3都闭合时，属于错误操作，该控制器随机控制水箱里的水位。