这种控制方式是通过安装在水泵出口管道上的压力传感器，把出口压力变成标准工业电信号的模拟信号，经过前置放大、多路切换、AD变换成数字信号传送到单片机，经单片机运算和给定参量的比较，进行PID运算，得出调节参量；经由DA变换给调压变频调速装置输入给定端，控制其输出电压变化，来调节电机转速，以达到控制水箱液位的目的。
针对上述2种控制方式，以及设计需达到的性能要求，这里选择第二种控制方式，同时考虑到成本需要把PID控制去掉。最终形成的方案是，利用单片机为控制核心，设计一个对供水箱水位进行监控的系统。根据监控对象的特征，要求实时检测水箱的液位高度，并与开始预设定值做比较，由单片机控制固态继电器的开断进行液位的调整，最终达到液位的预设定值。检测值若高于上限设定值时，要求报警，断开继电器，控制水泵停止上水；检测值若低于下限设定值，要求报警，开启继电器，控制水泵开始上水。现场实时显示测量值，从而实现对水箱液位的监控。
三、液位控制系统的设计
随着计算机技术的发展,计算机控制技术在过程控制中占有十分重要的地位。众所周知,控制系统已被广泛使用,在其研究与发展上也已趋于完善,在工业生产过程中控制的应用也起到了使工程流程正常运转。 （一） 硬件设计
液位控制系统的硬件主要包括由单片机、传感器(带变送器)、键盘电路、数码显示电路、AD转换器和输出控制电路等。 1、单片机的选用
单片机采用由Atmel公司生产的双列40脚AT89C51芯片，如图2所示。其中，P0口用于A／D转换和显示；P1口连接一个3×5的键盘；P2口用于控制电磁阀和水泵动作；P3口用于上、下限指示灯，报警指示灯以及用于读写控制和中断等。图2是AT89C51芯片的引脚功能说明。
图2 AT89C51芯片外形结构和引脚分布图
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2、传感器的选用
传感器使用SY一9411L—D型变送器，它内部含有1个压力传感器和相应的放大电路。压力传感器是美国SM公司生产的555—2型OEM压阻式压力传感器，其有全温度补偿及标定 (O～70℃)，传感器经过特殊加工处理，用坚固的耐高温塑料外壳封装。其引脚分布如图3所示。1脚为信号输出(一)；2脚为信号输出(一)；3脚为激励电压；4脚为地；5脚为信号 输出(+)；6脚为信号输出(+)。
图3 SY-9411L-D型变送器引脚结构图 在水箱底部安装1根直径为5mm的软管，一端安装在水箱底部；另一端与传感器连接。
水箱水位高度发生变化时，引起软管内气压变化，然后传感器把气压转换成电压信号，输送到A／D转换器。 3、键盘电路的选用
行列式键盘输入适合于按键输入多的情况，如有16个按键输入，用简单按键输入用要占用2个输入口（共16位），而使用行列式键盘输入只需占用一个输入口（8位）。P1口作为键盘接口，连接一个4×4的键盘。结构上采用行列方式，可定义键盘布局。结构如图4所示。P1口作为键盘引出端;P6口和P5口的部分引脚作为液晶的数据口和控制口;P1.4和P1.5分别作为可执行机构1和2的控制信号输出端。结构如图所示。
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图4 P1口键盘电路结构图 4、液位显示电路的设计
液位显示采用数码管动态显示，范围从0～999(单位可自定)，选择的数码管是7段共阴极连接，型号是LDSl8820。在这里使用到了74LS373，它是一个8位的D触发器，在单片机系统中经常使用，可以作地址数据总线扩展的锁存器，也可以作为普通的LED的驱动器件，由于单独使用HEF4511B七段译码驱动显示器来完成数码管的驱动显示，因此74LS373在这里只用作扩展的缓冲。
图5 显示电路原理图
5、AD转换电路及控制输出
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A/D转换电路在控制系统中起主导作用，用它将传感器输出的模拟电压信号转换成单片机能处理的数字量。该控制系统采用CMOS工艺制造的逐步逼近式8位A/D转换器芯片ADC0809。在使用时可选择中断、查询和延时等待3种方式编制A/D转换程序。图6是A/D转换部分原理图，在接线时先经过运算放大器和分压电路把传感器输出的电流信号转换成电压信号，然后输入到A/D转换器。
图6 A/D转换电路原理图
控制输出主要有上下限状态显示、超限报警。另外在设计过程中预留了串行口，供进一步开发使用。 （二）软件设计
1、液位控制系统模型框图
液位控制系统模型的软件设计框图如图7所示。
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图7 程序设计框图
2、液位控制系统键盘程序
由于键盘采用的是4×4结构，因此可使用的键有16个，根据需要分别定义各键，0～9号为数字键，10～15号分别是确定键、修改键、移位键、加／减键、取消键和复位键。程序如下：
KEY： MOV P2，#07H ；用反转法查键
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