该系列产品均为扩散硅压阻式压力传感器。是各方面均已非常成熟的传感器产品。它是利用 压阻效应原理，半导体集成电路工艺及特殊工艺制成的一种用于力学量检测的传感器。 其主要特点是高精度和高可靠性。 2.23 TD2100专用恒压供水变压器
TD2100供水专用变频器不同于一般的供水控制器和PLC＋变频器，一般的供水控制器和 PLC供水程序都是一些小公司开发出的产品，控制程序局限性很大，缺乏严格的测试设备 和手段，系统往往存在不少隐患，功能和可靠性都难以得到保证。而TD2100供水专用 变频器是一个非常成熟的产品，系统简单可靠，没有非常复杂的中间连线，连接线大大 减少，所有的供水控制程序和变频调速程序全部由高速DSP完成，变频器的调速过程完 全是按照供水的压力反馈自动完成的，达到了空前的协调和统一，稳定性可靠性经过严 格的系统测试并经过无数应用的检验。
本系统能自动调节水泵的转速和运行台数，使供水管网的压力保持设定的压力和所需流量， 从而达到提高供水品质和高效节能的目的。
本系统可取代高水位水箱、水塔等设施及阀门调节等措施，提高供水自动化程度及居民饮 用水质量，防止二次污染，是一种理想的现代化供水设备。 2.2 4 LM7805三端稳压器
顾名思义，只有三条引脚输出，分别是输入端、输出端和接地端。它的样子像普通的三极管， 05表示输出电压为5V。
2.2 5 7407逻辑门驱动芯片为单片机应用的逻辑门芯片 LED数码管等
3整体设计方案
恒压无塔供水系统以AT89C51单片机作为整个系统的控制核心，应用其强大的接口功能，构成整个恒压供水控制的硬件系统。该系统具备同时控制多台水泵的功能，根据不同场合、不同需要可以采取多台水泵[8]同时运行、定时换泵等多种工作方式。在水泵的出水管道上安装一个压力传感器[9]，用于检测管道压力，并把其压力信号变成0~5V的模拟电压信号，送到单片机系统的A/D转换器输入端，
经A/D转换后变成相应的数字信号，信号进入单片机进行数据处理。经过单片机本身的运算后的压力值与设定的压力值进行比较，得出偏差值，在经过PID调节得出控制参数，然后再经过D/A转换后变成0~10V的模拟信号，送入变频器控制其输出频率的大小，以此改变水泵的电机转速，从而达到控制管道压力的目的。当实际管道压力小于给定压力时，变频器输出频率升高，电机转速加快，管道压力身高；反之，变频器频率降低，电机转速减小，管道压力降低。如此上下调整多次，直到偏差值为零的时候为止[10]。这样，实际的压力值围绕设定压力值上下波动，从而保持供水压力恒定。压力值通过远传压力表检测，再经过A/D转换，变成8位二进制数字，送入单片机进行PID运算，其结果以PWM方式转换成模拟电压，控制变频器的频率。单片机的变频调速恒压供水系统[11]的原理图如下图
U△u 出水量 + Uf- -
本系统具有变频器频率显示和实时压力值显示。供水系统一般有多台水泵，各泵的投入的切换即可自动控制，也可手动控制。为延长水泵的使用寿命，水泵电机全部实行软启动且遵循“先进先出”原则[12]，也就是先启动者先停的原则。该系统以1台变频器控制3台水泵，其工作过程为：设3台泵分别为1号泵、2号泵、3号泵，系统开始工作时，先由变频器启动1号泵运行，当工作频率达到50HZ，而压力仍达不到要求时，则将1号泵切换成工作频率运行，接着变频器启动2号泵，供水系统处于“1工1变”的运行状态；当变频器工作频率又达到50HZ上限频率而压力仍不足时，将2号泵也切换成工作频率运行，再由变频器启动3号泵，使供水系统处于“2工1变”的运行状态。如变频器的工作频率已经降到
A/D 压力传感器 单片机控制系统 D/A 变频器 电机水泵机组 下限频率（下限频率一般预置为35HZ左右），而压力仍偏高时，则切除1号泵；如变频器的工作频率又降到下限频率，而压力还是偏高时，则令2号泵也停机，此时只有变频器直接带动3号泵变频工作，使供水管网的压力保持恒定[13]。 本系统硬件主要由A/D转换器、D/A转换器、显示系统、电源、复位电路、看门狗电路、运算放大电路以及时钟系统几部分组成。各模块主要功能如下： （1） A/D转换器的功能是把水管的压力信号经传感器转换成0~5V的模拟电压
信号转换成数字信号，然后送入单片机。
（2） D/A转换器的功能是把实际水压与设定压力之差经过单片机处理后输出
的数据（8位立即数）转换成模拟电压信号，用以控制变频器的输出功率，从而控制电机的转速，最终达到控制水压的目的。
（3） 显示系统用于显示系统的工作状态。如设定的水压值、实际水压值、缺水
和漏水警报等。
（4） 供电电路就是为了控制系统的正常工作提供电能。
（5） 看门狗电路用于提高系统的抗干扰能力，并对系统进行实时监测。 （6） 运算放大电路将压力传感器输出的电流信号进行放大，提高其线性度。
系统的整体方案设计如图：
复位电路 AT89C51 水管 时钟电路 D/A转换 变频器 电机水泵 电源 显示电路 380V交流
运算放大电路 A/D转换电路 看门狗电路 压力传感器
4系统硬件电路设计
4.1时钟电路
单片机必须在时钟的驱动下才能进行工作[14]。51单片机内部具有一个时钟振荡电路，只需要外界振荡器，即可为各部分提供时钟信号。微型计算机的CPU实质上就是一个复杂的同步时序电路，所有的工作都是在时钟信号控制下进行的。每执行一条指令，CPU的控制器都要发出一系列特定的控制信号。51单片机的时钟信号通常用两种电路形式得到：内部震荡方式和外部震荡方式。 4.11内部震荡方式
使用内部时钟电路时，只要在引脚XTAL1和XTAL2上外借定时反馈电路，振荡器OSC就能自己振荡，产生矩形时钟脉冲序列。定时反馈回路常由石英晶振和微调电容组成，其中石英晶振的频率是单片机的重要性能指标之一，时钟频率越高，单片机控制器的控制节拍就越快，运算速度也就越快。一般情况下，石英晶振的频率选为典型值12MHz，这样有利于得到没有误差的波特率。电容器C1、C2起稳定振荡频率、快速其振的作用。内部时钟电路虽然对外接电容的值没有严格的要求，但电容的大小会影响振荡器频率的高低、振荡器的稳定性、起振的快速性和温度的稳定性。电容C1和C2的典型值在20~100pF之间选择，但在60~70pF是振荡器有较高的频率稳定性。典型值通常选择为30pF左右（这时对应的时钟频率为12MHz）。外接陶瓷振荡器时，C1和C2的典型值通常选择为47pF。在设计电路板时，晶体或陶瓷振荡器和电容应尽可能安装的与单片机芯片靠近，以减少寄生电容，更好地保证振荡器稳定和可靠的工作。为了提高温度稳定性，应采用温度稳定性能较好的NPO高频电容。 4.12外部震荡方式
外部时钟电路是利用外部振荡器信号源（时钟源）直接接入XTAL1和XTAL2。通
常XTAL1接地，XTAL2接外部时钟，由于XTAL2的逻辑电平不是TTL的，所以建议接一个4.7~10KΩ的上拉电阻。
4.2复位电路
为确保控制系统能够稳定可靠的工作，复位电路[15]是必不可少的一部分。它可以保证程序从指定处开始执行，即从程序存储器的0000H地质单元开始执行程序。另外，当程序运行出错或操作错误使系统处于“死机”状态时，需要复位以重新启动。单片机的复位是靠外部电路实现的，无论是HMOS型还是CHMOS型，在震荡器运行的情况下，RST引脚保持两个机器周期以上时间的高电平即可实现系统复位。在RST端出现高电平的第二个周期，执行内部复位，以后每个周期复位一次，直至RST端遍变低。复位信号的产生有上电自动复位和按钮手动复位两种方式。
上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电实现的。通电时，电容两端相当于短路，于是RST引脚上为高电平，然后电源通过电阻对电容进行充电，RST端电压慢慢降下来，降到一定程度时变为低电平，单片机开始正常工作。按键手动复位电路是通过电阻接高电平实现的。
在现代工业控制中，根据实际需求，一般采用兼有上电外部复位与按钮复位的电路，这样复位电路能输出两种电平的复位控制信号，以适应外围I/O接口芯片所需要的不同复位电平信号。
在实际的应用系统设计中，若有外部扩展的I/O接口电路也需要初始复位，如果他们的复位端和单片机的复位端相连，复位电路中的R、C参数要受到影响，这时复位电路中的R、C参数要统一的考虑以保证可靠的复位。如果单片机与外围I/O接口电路的复位电路和复位时间不一致，是单片机的初始化程序不能正常运行，外围I/O接口电路的复位也可以和单片机的复位端相连，仅采用独立的上电复位电路。如RC上电复位电路接斯密特电路输入端，斯密特电路输出端接单片机和外围电路的复位端，则能使系统可靠的外部复位。一般来说，单片机的复位速度比外围I/O快些。为保证系统可靠复位，在初始化中应安排一定的延迟时间。 单片机复位器件不产生ALE和PSEN信号，即ALE=1和PSEN=0.这表明单片机复位期间不会有任何取值操作。