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【摘要】：本文介绍一种水塔水位远程自动控制系统，该系统主要是使用两片AT89S52单片机来实现，首先，下位机（监控端）通过ADC0808单片机采集水塔水位数据，同时将数据发送给上位机进行处理，利用上位机的的数码管进行显示；上位机把处理之后的结果发送回下位机（水塔端），再由下位机负责水泵的启动与停止。
【关键词】：AT89S52 自动控制 上位机 数码管
1.前沿
近年来随着大规模集成电路和计算机技术的发展，单片机的应用正在不断地深入水位监测控制系统，其系统分别由监测电路、报警电路和自动给水三部分组成，通过金属探头，探测高低水位信号，将监测到的水位信号调理电路后送给单片机进行处理，水位过高或过低，发生不同频率的报警时，自动给水功能开启，当水位过低时，水泵自动进水；过高时，自动抽水，为人们的生产生活带来了许多方便。
2. 水塔水位单片机远程监控电路设计
水塔水位单片机远程监控系统功能要求：上位机（监控端）对下位机（水塔端）发送来的水位数据进行处理、用数码管实时显示水塔水位（0～5米）、LED显示水位状态（正常时绿灯亮、水位大于4.5米时红灯亮、水位小于0.5米时黄灯亮）以及把水泵控制信号发送给下位机；下位机将水塔的水位数据发送给上位机、接收上位机发送来的水泵控制信号对水泵进行控制。
2.1水塔水位单片机远程监控系统电路设计
水塔水位单片机远程监控系统主要由上位机电路和下位机电路两部分组成，如图1-1所示。
（1） 上位机电路。上位机电路由AT89S52单片机最小系统、共阳极LED数码管显示电路和水位状态LED显示电路组成。水位状态LED显示：黄灯表示水位低于水位下限；红灯表示水位高于水位上限；绿灯表示水位正常。
（2） 下位机电路。下位机电路由AT89S52单片机最小系统、水位数据采集电路和水泵运行控制电路组成。水塔水位由电位器模拟产生，电机转动表示水泵加水，电机不动表示水泵停止加水。
图1水塔水位原理图
其中上位机和下位机是串行数据通信，MCS-51内部有两个独立的接收、发送缓冲器SBUF， SBUF属于特殊功能寄存器。发送缓冲器只能写入不能读出，接收缓冲器只能读出不能写入，二者共用一个字节地址。上位机要想和下位机进行通信，只需要把上位机的单片机TXD、RXD引脚与下位机的TXD、RXD引脚分别进行相连。
（3）运行Proteus 软件，新建“水塔水位单片机远程监控”设计文件，放置并编辑AT89S52、CRYSTAL、CAP、CAP-ELEC、MOTOR、7406、LED-GREEN、LED-RED、LED -YELLOW和等元器件。完成水塔水位单片机远程监控系统电路设计后，进行电气规则检查。
2.2水塔水位单片机远程监控系统程序设计
1.上位机（监控端）程序设计分析。上位机首先进行双工通信初始化，发送采用查询方式，接收采用中断方式。当接收下位机采样的水塔水位信号后，上位机对其进行处理，送数码管和LED指示灯显示并根据处理后的数据进行处理，向下位机发出控制信号以确定水泵的工作状态。
2.下位机电路（水塔端）程序分析。下位机首先进行双工通信的初始化，发送采用查询方式，接收采用中断方式。其中定时器T0为ADC0808提供时钟信号，T1为串行通信提供波特率。下位机将采样的水塔水位信号发送上位机，上位机判断处理后发回处理结果，下位机接手后通过其P1口输出控制水泵的运行与停止。
3. 系统测试
根据前面的介绍，硬件和软件设计好之后，进行仿真与调试，仿真步骤如下：
（1）水塔水位单片机远程监控系统的原理图的绘制（Proteus 软件）；
（2）水塔水位单片机远程监控程序设计（Keil c软件）；
（3）调试成功后生成“水塔水位单片机远程监控.hex”；
（4）打开“水塔水位单片机远程监控”Proteus电路，加载“水塔水位单片机远程监控.hex”；
（5）进行仿真运行，观察数码管的显示、LED指示与水泵运行规律与设计要求是否相符。下面是仿真的结果示意图，如图2所示：
图2 水塔水位远程控制仿真示意图
4.结论
本文采用单片机的仿真软件Proteus 和Keilc 建立了水塔水位的自动给水和自动报警系统，硬件上配合使用了高低水位报警的工作模式，并利用了实验平台进行系统模型仿真，改造后的水塔水位自控系统，能实现远程监控。
参考文献
[1]郭志勇，王韦伟.与单片机应用技术项目教程[M].北京：中国水利水电出版社.2011.1
[2]王琪. 基于Proteus和keil软件的水塔水位控制系统设计[J].中国科技，2009.11
[3].罗新曼. 基于AT89C51单片机的水塔水位控制的设计与实现[J].吕梁学院学报. 2013.2
[4]唐彬夏，许建明；基于单片机的水塔水位控制系统设计[J].电子制作. 2013.2
[5]谭立新，杨可以.单片机应用技术[M].长沙：中南大学出版社. 2009. 9
作者简介：
李诺薇（1980--），女（汉），河南周口人，毕业于四川大学 ，硕士 ，郑州交通学院信息工程系教师 主要研究方向：多媒体通信与信息系统。
辛运霞（1982--），女（汉），河南周口人，毕业于辽宁工业大学 ，硕士 ，郑州交通学院信息工程系教师 主要研究方向：信息处理与人工智能。
【关键词】：AT89S52 自动控制 上位机 数码管
1.前沿
近年来随着大规模集成电路和计算机技术的发展，单片机的应用正在不断地深入水位监测控制系统，其系统分别由监测电路、报警电路和自动给水三部分组成，通过金属探头，探测高低水位信号，将监测到的水位信号调理电路后送给单片机进行处理，水位过高或过低，发生不同频率的报警时，自动给水功能开启，当水位过低时，水泵自动进水；过高时，自动抽水，为人们的生产生活带来了许多方便。
2. 水塔水位单片机远程监控电路设计
水塔水位单片机远程监控系统功能要求：上位机（监控端）对下位机（水塔端）发送来的水位数据进行处理、用数码管实时显示水塔水位（0～5米）、LED显示水位状态（正常时绿灯亮、水位大于4.5米时红灯亮、水位小于0.5米时黄灯亮）以及把水泵控制信号发送给下位机；下位机将水塔的水位数据发送给上位机、接收上位机发送来的水泵控制信号对水泵进行控制。
2.1水塔水位单片机远程监控系统电路设计
水塔水位单片机远程监控系统主要由上位机电路和下位机电路两部分组成，如图1-1所示。
（1） 上位机电路。上位机电路由AT89S52单片机最小系统、共阳极LED数码管显示电路和水位状态LED显示电路组成。水位状态LED显示：黄灯表示水位低于水位下限；红灯表示水位高于水位上限；绿灯表示水位正常。
（2） 下位机电路。下位机电路由AT89S52单片机最小系统、水位数据采集电路和水泵运行控制电路组成。水塔水位由电位器模拟产生，电机转动表示水泵加水，电机不动表示水泵停止加水。
图1水塔水位原理图
其中上位机和下位机是串行数据通信，MCS-51内部有两个独立的接收、发送缓冲器SBUF， SBUF属于特殊功能寄存器。发送缓冲器只能写入不能读出，接收缓冲器只能读出不能写入，二者共用一个字节地址。上位机要想和下位机进行通信，只需要把上位机的单片机TXD、RXD引脚与下位机的TXD、RXD引脚分别进行相连。
（3）运行Proteus 软件，新建“水塔水位单片机远程监控”设计文件，放置并编辑AT89S52、CRYSTAL、CAP、CAP-ELEC、MOTOR、7406、LED-GREEN、LED-RED、LED -YELLOW和等元器件。完成水塔水位单片机远程监控系统电路设计后，进行电气规则检查。
2.2水塔水位单片机远程监控系统程序设计
1.上位机（监控端）程序设计分析。上位机首先进行双工通信初始化，发送采用查询方式，接收采用中断方式。当接收下位机采样的水塔水位信号后，上位机对其进行处理，送数码管和LED指示灯显示并根据处理后的数据进行处理，向下位机发出控制信号以确定水泵的工作状态。
2.下位机电路（水塔端）程序分析。下位机首先进行双工通信的初始化，发送采用查询方式，接收采用中断方式。其中定时器T0为ADC0808提供时钟信号，T1为串行通信提供波特率。下位机将采样的水塔水位信号发送上位机，上位机判断处理后发回处理结果，下位机接手后通过其P1口输出控制水泵的运行与停止。
3. 系统测试
根据前面的介绍，硬件和软件设计好之后，进行仿真与调试，仿真步骤如下：
（1）水塔水位单片机远程监控系统的原理图的绘制（Proteus 软件）；
（2）水塔水位单片机远程监控程序设计（Keil c软件）；
（3）调试成功后生成“水塔水位单片机远程监控.hex”；
（4）打开“水塔水位单片机远程监控”Proteus电路，加载“水塔水位单片机远程监控.hex”；
（5）进行仿真运行，观察数码管的显示、LED指示与水泵运行规律与设计要求是否相符。下面是仿真的结果示意图，如图2所示：
图2 水塔水位远程控制仿真示意图
4.结论
本文采用单片机的仿真软件Proteus 和Keilc 建立了水塔水位的自动给水和自动报警系统，硬件上配合使用了高低水位报警的工作模式，并利用了实验平台进行系统模型仿真，改造后的水塔水位自控系统，能实现远程监控。
参考文献
[1]郭志勇，王韦伟.与单片机应用技术项目教程[M].北京：中国水利水电出版社.2011.1
[2]王琪. 基于Proteus和keil软件的水塔水位控制系统设计[J].中国科技，2009.11
[3].罗新曼. 基于AT89C51单片机的水塔水位控制的设计与实现[J].吕梁学院学报. 2013.2
[4]唐彬夏，许建明；基于单片机的水塔水位控制系统设计[J].电子制作. 2013.2
[5]谭立新，杨可以.单片机应用技术[M].长沙：中南大学出版社. 2009. 9
作者简介：
李诺薇（1980--），女（汉），河南周口人，毕业于四川大学 ，硕士 ，郑州交通学院信息工程系教师 主要研究方向：多媒体通信与信息系统。
辛运霞（1982--），女（汉），河南周口人，毕业于辽宁工业大学 ，硕士 ，郑州交通学院信息工程系教师 主要研究方向：信息处理与人工智能。