1、水位遙測自控系統設計 1水位遙測自控系統水位遙測自控系統摘 要本系統以 51 單片機系列的 STC12C5406AD 單片機為主控單元，通過液壓傳感器和無線通信實現液位實時數據的檢測和自動控制。系統分主控站與測控站，通過主控站的鍵盤可以實現對測控站的水位上下限的控制和顯示。主控站與測控站之間的無線實時數據傳輸的解決方案采用廣泛應用于無線通信的 SMD 技術。從測控站傳送過來的數據通過人性化人機交換界面 LED 顯示器件實現數據的實時數據顯示。本系統通過單片機串口與電腦串口的通訊功能和利用互聯網可以實現對水庫水量的遠程測量與自動控制，這對江河水位的實時監控非常實用。系統利用功能強大的 C 語言開

2、發，并在軟硬件設計中分別使用了Protel 99se 、keilC51 開發平臺。結果表明，該系統具有有性價比高、操作簡便、可視化操作等優點.關鍵字：51 單片機，TDL9912，TDL9921， 聲表諧振器Abstract ：This system 51 microcontroller family STC12C5406AD SCM as main control unit, through the hydraulic liquid level sensors and wireless communications to achieve real-time detection and aut

3、omatic control. The sub-master stations and monitoring stations, through the master control stations keyboard can be achieved on the water level monitoring stations of the upper and lower limits of the control and display. Master station and the monitoring and control stations of the wireless real-t

4、ime data transmission solutions are widely used in wireless communications SMD technology. Come from the monitoring station to send the data through user-friendly man-machine interface for LED display devices to exchange data in real-time data display. The system, through the microcontroller serial

5、port serial communication with computer functions and use of the Internet can be achieved on the remote reservoir water measurement and automatic control, this real-time monitoring of river water level is very useful. System uses a powerful C language development, and separately in the software and

6、hardware design using Protel 99se, keilC51 development platform. The results show that the system has a cost-effective, easy to operate, visualize and so on. Keywords: 51 MCU, TDL9912, TDL9921, SAW resonators水位遙測自控系統設計 2目目 錄錄1緒論緒論. 31.1選題背景與意義. 31.2課題介紹. 41.3MCS-51 單片機簡介. 41.3.1單片機的雛形. 41.3.2單片機的發展.

7、 51.3.3單片機最小系統. 51.4PROTEUS仿真軟件簡介 . 61.5KEIL編譯及調試軟件簡介 . 82硬件設計硬件設計. 92.1系統原理框圖. 92.1.1主控站（接收機）原理框圖.92.1.2測控站（測量發射機）原理框圖.102.2關鍵元器件介紹. 102.2.1無線發送模塊TDL9912.102.2.2無線接收模塊TDL9921.112.2.3STC單片機簡介. 132.2.4P500壓力傳感器. 132.3模塊化設計. 142.3.1電源設計. 142.3.2數據采集電路設計. 142.3.3數據接收電路. 163 3軟件設計軟件設計. 173.1測控站主程序流程圖. 1

8、73.2傳感器測量及計算流程圖. 183.3主控站流程圖. 193.4無線發射流程圖. 203.5數據較準及鍵值處理流程圖.213.6系統操作說明. 214系統部分仿真系統部分仿真. 214.1仿真方法. 214.2效果圖. 225總結及致謝總結及致謝. 226參考文獻參考文獻. 23附錄附錄 1：整機原理圖：整機原理圖. 24附錄附錄 2：程序清單：程序清單 . 25水位遙測自控系統設計 31緒緒論論1.1 選題背景與意義選題背景與意義在工農業生產過程中經常需要對水位進行測量和控制。但是，在一般的情況下 。往往需要測量的水池或水塔和控制室都有相當長的距離，常常需要架設上百到近千米的輸電和控制

9、線路 ，十分麻煩 和費用大。給測量和控制帶來了極大的不方便。本系統設計了一種利用單片機 的無線測量和自動控制系統 。不需要架設電纜 。而且可以實現水位的遠程自動控制和遙測，對于工業和生產生活非常實用。水位測量，是水文研究中很重要的一點，提到水文研究，許多人會聯想到這是一個非常辛苦的工作，因為水文工作者需要到各個地方采集水文資料，包括水位。一開始，水位工作者只能通過人工的方法來測量，對于河道的情況水位工作者只能以詢問經驗豐富的老船工，甚至下水摸索來了解。然后，水位測量工作開始用繩索墜物的方法，后來又出現了浮標測量法、電容式水位測量法、電阻應變片的壓力感應法、超聲波反射法水位測量法。在很多的壩區，

10、因為水位和壩體的承受壓力之間有著非常重要的關系，需要我們隨時的監控水位，而且，上游的泥沙會堆積在壩底，水位是會改變的。我們就需要一個簡單實用，成本較低的水位測量方法來隨時測量水位值。隨著科學的發展水位的檢測方法也在變化，精度也有了更佳的提高。單片機技術和傳感器技術的發展使水位測量方法得到了更進一步的發展。本文就振弦式壓力傳感器做了一定的講解，利用了壓力傳感器的良好的測量特性進行了水位的測量裝置的研究。隨著無線通信技術的發展,遙測及遙控技術已經深入人們的生活與工作當中,在工業與生活中水位的測量與控制是經常要測控的一個因素。儀器自動一體化，短距離無線抄表技術已經成為下一代無線技術發展的一個重要分支

11、。應此勢要求，本設計就以一水位遙測自動控制系統，對于無線技術的研究只是作個拋磚引玉。水位遙測自控系統設計 41.2 課題介紹課題介紹本系統的優點在于采用 8051 單片機液壓傳感器進行數據采集、分析處理、顯示，并實現遠程控制。具有電路結構簡單，使用方便，顯示可靠直觀，抗干擾能力強等特點。系統軟件采用 51 系列的匯編語言，采用模塊化程序設計技術，軟件使用維護方便，可靠性強。可以相信，隨著單片機和傳感技術的日趨發展和成熟，在不久的將來，利用單片機技術開發出來的功能化儀器、儀表將會在各個領域得到更廣泛的應用。1.3 MCS-51 單片機簡介單片機簡介1.3.1 單片機的雛形單片機的雛形MCS-48

12、 單片機是美國 INTE 公司于 1976 年推出，它是現代單片機的雛形，包含了數字處理的全部功能，外接一定的附加外圍芯片即構成完整的微型計算機，其主要的功能特征為： 8 位 CPU(中央處理器)、內置程序存儲器(ROM)、隨機存取數據存儲器(RAM)和輸入輸出端口(I/O)全部集成在單一的芯片上而構成了完整的微型計算機。1) 8 位 CPU。2) 雙列直插 40PinDIP 封裝。3) 所有指令均為 1-2 個機器周期。4) 96 條指令，大部分為單字節指令。5) 2 個工作寄存器。6) 2 個可編程定時/計數器。7) 8 層堆棧。8) 單一+5V 電源供電。使用 6MHz 外接石英晶體管振

13、蕩器，此時機器周期為 2.5us。水位遙測自控系統設計 51.3.2 單片機的發展單片機的發展8048 和 8748 是最早期的產品，8048 本身具有 64x8 位 RAM，1kx8 位的ROM，而后期的 8049 中的 RAM 大到 256 字節，ROM 卻增加到了 4kBytes，這個成績在當時是相當可喜的。還有一類的產品本身是不帶程序存儲器的，象 8035和 8039，它的程序存儲器只能外接，當時常用的是 EPROM(紫外線擦除電寫只讀程序存儲器)一類的 ROM。 MCS-48 系列單片機還有幾個產品，象 8021 和 8022 單片機，8021 該系列中的低價型單片機，而 8022

14、則是包含了單片機所有功能，并集成了 A/D 轉換器的產品。 現在 MCS-48 系列單片機已完全退出了歷史舞臺，由 MCS-51 系列單片機取而代之。1.3.3 單片機最小系統單片機最小系統單片機最小系統，或者稱為最小應用系統,是指用最少的元件組成的單片機可以工作的系統。對 51 系列單片機來說,最小系統一般應該包括：單片機、晶振電路、復位電路。下面給出一個 51 單片機的最小系統電路圖（圖 1）： 圖 1水位遙測自控系統設計 6（1） 復位電路由電容串聯電阻構成，由圖并結合電容電壓不能突變的性質，可以知道，當系統一上電，RST 腳將會出現高電平，并且，這個高電平持續的時間由電路的 RC 值來

15、決定。典型的 51 單片機當 RST 腳的高電平持續兩個機器周期以上就將復位，所以，適當組合 RC 的取值就可以保證可靠的復位。一般教科書推薦 C 取 10u，R 取 10K。原則就是要讓 RC 組合可以在 RST 腳上產生不少于 2 個機周期的高電平。至于如何具體定量計算，可以參考電路分析相關書籍。（2） 晶振電路：典型的晶振取 11.0592MHz(因為可以準確地得到 9600 波特率和 19200 波特率,用于有串口通訊的場合)/12MHz(產生精確的 uS 級時歇,方便定時操作)，在本電路中，取 12M。（3） 單片機：一片 AT89S51/52 或其他 51 系列兼容單片機。對于 3

16、1 腳(EA/Vpp)，當接高電平時，單片機在復位后從內部 ROM 的 0000H 開始執行;當接低電平時,復位后直接從外部 ROM 的 0000H 開始執行。1) 單片機的共 40 個引腳功總共 40 個腳，電源用 2 個(Vcc 和 GND)，晶振用 2 個，復位 1 個，EA/Vpp 用 1 個，剩下還有 34個。29 腳 PSEN，30 腳 ALE 為外擴數據/程序存儲器時才有特定用處，一般情況下不用考慮，這樣，就只剩下 32 個引腳，它們是： P0 端口 P0.0 - P0.7 共 8 個； P1 端口 P1.0 - P1.7 共 8 個； P2 端口 P2.0 - P2.7 共 8

17、 個； P3 端口 P3.0 - P3.7 共 8 個；1.4 Proteus 仿真軟件簡介仿真軟件簡介Proteus ISIS 是英國 Labcenter 公司開發的電路分析與實物仿真軟件9。它運行于 Windows 操作系統上，可以仿真、分析(SPICE)各種模擬器件和集成電路，該軟件的特點是：實現了單片機仿真和 SPICE 電路仿真相結合。具有模擬電路仿真、數字電路仿真、單片機及其外圍電路組成的系統的仿真、RS232水位遙測自控系統設計 7動態仿真、I2C 調試器、SPI 調試器、鍵盤和 LCD 系統仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號發生器等。支持主流單片機系統的仿真

18、。目前支持的單片機類型有：68000 系列、8051 系列、AVR 系列、PIC12 系列、PIC16 系列、PIC18 系列、Z80 系列、HC11 系列以及各種外圍芯片。提供軟件調試功能。在硬件仿真系統中具有全速、單步、設置斷點等調試功能，同時可以觀察各個變量、寄存器等的當前狀態，因此在該軟件仿真系統中，也必須具有這些功能；同時支持第三方的軟件編譯和調試環境，如 Keil C51 uVision2等軟件。具有強大的原理圖繪制功能。總之，該軟件是一款集單片機和SPICE 分析于一身的仿真軟件，功能極其強大。Proteus 主要用于繪制原理圖并可進行電路仿真，Proteus ARES 主要用于

19、PCB 設計。ISIS 的主界面主要包括：1 是電路圖概覽區、2 是元器件列表區、3 是繪圖區。繪制電路圖的過程如下：單擊 2 區的 P 命令即彈出元器件選擇（Pick Devices）對話框，Proteus 提供了豐富的元器件資源，包括 30 余種元器件庫，有些元器件庫還具有子庫。利用該對話框提供的關鍵詞（Keywords）搜索功能，輸入所要添加的元器件名稱，即可在結果（Results）中查找，找到后雙擊鼠標左鍵即可將該元器件添到2 區，待所有需要的元器件添加完成后點擊對話框右下角的 OK 按鈕，返回主界面。接著在 2 區中選中某一個元器件名稱，直接在 3 區中單擊鼠標左鍵即可將該元器件添加

20、到 3 區。由于是英國的軟件，特別要注意的是繪圖區中鼠標的操作和一般軟件的操作習慣不同，這正像是司機座位和人行道走向和國內不同一樣。單擊左鍵是完成在 2 區中被選中的元器件的粘貼功能；將鼠標置于某元器件上并單擊右鍵則是選中該元器件（呈現紅色），若再次單擊右鍵的話則刪除該元器件，而單擊左鍵的話則會彈出該元器件的編輯對話框（Edit Component）；若不需再選中任何元器件，則將鼠標置于 3 區的空白處單擊右鍵即可；另外如果想移動某元器件，則選中該元器件后再按住鼠標左鍵即可將之移動。元器件之間的連線方法為：將鼠標移至元器件的某引腳，即會出現一個“”符號，按住鼠標左鍵后移動鼠標，將線引至另一引腳

21、處將再次出現符號“”，此時單擊鼠標左鍵便可完成連線。連線時在需拐彎的地方單擊鼠標左鍵即可實現方向的改變。繪制好電路后，可利用 1 區的綠色邊框對 3 區的電路水位遙測自控系統設計 8進行定位。1.5 Keil 編譯及調試軟件簡介編譯及調試軟件簡介目前流行的 51 系列單片機開發軟件是德國 Keil 公司推出的 Keil C51 軟件，它是一個基于 32 位 Windows 環境的應用程序，支持 C 語言和匯編語言編程，其6.0 以上的版本將編譯和仿真軟件統一為 Vision（通常稱為 V2）。Keil 提供包括 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調試器等在內的完整開發方案，

22、由以下幾部分組成：Vision IDE 集成開發環境（包括工程管理器、源程序編輯器、程序調試器）、C51 編譯器、A51 匯編器、LIB51 庫管理器、BL51 連接/定位器、OH51 目標文件生成器以及 Monitor-51、RTX51 實時操作系統。應用 Keil 進行軟件仿真開發的主要步驟為：編寫源程序并保存建立工程并添加源文件設置工程編譯/匯編、連接，產生目標文件程序調試。Keil 使用“工程”（Project）的概念，對工程（而不能對單一的源程序）進行編譯/匯編、連接等操作。工程的建立、設置、編譯/匯編及連接產生目標文件的方法非常易于掌握。首先選擇菜單 FileNew，在源程序編輯器

23、中輸入匯編語言或 C 語言源程序（或選擇 FileOpen，直接打開已用其他編輯器編輯好的源程序文檔）并保存，注意保存時必須在文件名后加上擴展名.asm（.a51）或.c；然后選擇菜單 ProjectNew Project，建立新工程并保存（保存時無需加擴展名，也可加上擴展名.uv2）；工程保存后會立即彈出一個設備選擇對話框，選擇 CPU 后點確定返回主界面。這時工程管理窗口的文件頁（Files）會出現“Target1”，將其前面+號展開，接著選擇 Source Group1，右擊鼠標彈出快捷菜單，選擇“Add File to Group Source Group1”，出現一個對話框，要求尋找

24、并加入源文件（在加入一個源文件后，該對話框不會消失，而是等待繼續加入其他文件）。加入文件后點 close 返回主界面，展開“Source Group1”前面+號，就會看到所加入的文件，雙擊文件名，即可打開該源程序文件。緊接著對工程進行設置，選擇工程管理窗口的Target1，再選擇 ProjectOption for Target Target1（或點右鍵彈出快捷菜單再選擇該選項），打開工程屬性設置對話框，共有 8 個選項卡，主要水位遙測自控系統設計 9設置工作包括在 Target 選項卡中設置晶振頻率、在 Debug 選項卡中設置實驗仿真板等，如要寫片，還必須在 Output 選項卡中選中“C

25、reat Hex Fi”；其他選項卡內容一般可取默認值。工程設置后按 F7 鍵（或點擊編譯工具欄上相應圖標）進行編譯/匯編、連接以及產生目標文件。 成功編譯/匯編、連接后，選擇菜單 DebugStart/Stop Debug Session（或按 Ctrl+F5 鍵）進入程序調試狀態，Keil 提供對程序的模擬調試功能，內建一個功能強大的仿真 CPU 以模擬執行程序。Keil 能以單步執行（按F11 或選擇 DebugStep）、過程單步執行（按 F10 或選擇 DebugStep Over）、全速執行等多種運行方式進行程序調試。如果發現程序有錯，可采用在線匯編功能對程序進行在線修改（Debu

26、gInline Assambly），不必執行先退出調試環境、修改源程序、對工程重新進行編譯/匯編和連接、然后再次進入調試狀態的步驟。對于一些必須滿足一定條件（如按鍵被按下等）才能被執行的、難以用單步執行方式進行調試的程序行，可采用斷點設置的方法處理（DebugInsert/Remove Breakpoint 或 DebugBreakpoints等）。在模擬調試程序后，還須通過編程器將.hex 目標文件燒寫入單片機中才能觀察目標樣機真實的運行狀況。Keil 軟件 Eval 版（免費產品）的功能與商業版相同，只是程序的最大代碼量不得超過 2kB，但對初學者而言已是足夠。Keil 軟件由于其強大的軟

27、件仿真功能，友好的用戶界面以及易于掌握的特點而受到工程技術人員的歡迎，有人甚至認為 Keil 是目前最好的 51 單片機開發應用軟件。2硬件設計硬件設計2.1 系統原理框圖系統原理框圖2.1.1 主控站（接收機）原理框圖主控站（接收機）原理框圖51 單片機鍵盤TDL9921 無線接收模塊LED 顯示器水位遙測自控系統設計 10圖 2-1、主控站（接收機）原理框圖2.1.2測控站（測量發射機）原理框圖測控站（測量發射機）原理框圖圖 2-2、測控站（測量發射機）原理框圖2.2 關鍵元器件介紹關鍵元器件介紹2.2.1 無線發送模塊無線發送模塊 TDL9912TDL9912 發射模塊采用 SMD 技術

28、，在穩頻處理上采用最先進聲表諧振器（SAW）元件，電路板（PCB）采用介質損耗最小的材料，體積小巧，安裝方便，使用簡單， 生產工藝先進，進口儀器調試，出廠前嚴格 QC，高溫加電老化。適用范圍適用范圍1工業遙控,遙測,遙感；2防盜報警器信號及各種低速率數字信號的傳送；3各種家用電器，智能玩具的遙控等。二技術指標二技術指標51 單片機液位變送器（傳感器）TDL9912 無線發送模塊水位遙測自控系統設計 111工作電壓：3V12V2工作電流：max 40mA(12V) ， min9mA(3V)3諧振方式: 聲表諧振（SAW）4調制方式：ASK/OOK5工作頻率: 315MHz433.92MHz, 特

29、殊頻率可定制6頻率誤差: 150kHz(max)7發射功率：25mW(315MHz, 12V 時)9傳輸速率：10Kbps10自帶編碼：否11.天線長度：24cm(315MHz), 18cm(433.92MHz)使用注意事項使用注意事項1天線用軟導線或其它硬質金屬（如拉桿天線），長度請根據頻率選擇（參見我公司有 關技術文章）。若使用軟導線，請拉直使用 。2若在金屬殼體中使用請將天線引出殼體外，能夠使用 50 歐姆同軸電纜連接金屬開桿 天線則效果更好。3電源電壓要求穩定且波紋系數低，需多級濾波（如增加磁珠電感電容等）。4無線電頻率屬于緊張的自然資源，在使用本品時請不要使其長期處于發射狀態。尺寸及

30、引腳定義尺寸及引腳定義2.2.2 無線接收模塊無線接收模塊 TDL9921該高頻接收模塊采用進口 SMD 器件，6.5G 高頻三極管，高 Q 值電感生產, 性能穩定可靠，靈敏度高，功耗低，質優價廉, 廣泛應用于各種防盜系統，遙控控制系統。適用范圍適用范圍水位遙測自控系統設計 121各種低速率數字信號的接收;2工業遙控,遙測,遙感;3防盜報警器信號接收, 各種家用電器的遙控等.技術指標技術指標1 工作電壓： 5.0VDC 0.5V2 工作電流：3mA(5.0VDC)3 工作原理：超再生4 調制方式：OOK/ASK5 頻率范圍：250MHz450MHz6 帶寬：2MHz(315MHz, 靈敏度下降

31、 3dBm 時測試)7 靈敏度：優于-105dBm(50)8 傳輸速率：5Kbps(315MHz, -95dBm 時)9 輸出信號：TTL 電平透明傳輸10. 天線長度：24cm(315MHz), 18cm(433.92MHz)使用注意事項使用注意事項1天線用軟導線或其它硬質金屬（如拉桿天線），長度既不能過長也不能過短，否則會 影響接收距離。若使用軟導線，請拉直使用，并盡量不要靠近金屬物體。2電源電壓要求穩定且波紋系數低，需多級濾波（如增加磁珠電感電容等）。3若配合單片機使用建議 MCU時鐘頻率在 4MHZ 以下并且晶體盡量遠離 RF 接收模 塊，否則晶體的高次諧波會影響通訊距離。尺寸及引腳定

32、義尺寸及引腳定義水位遙測自控系統設計 132.2.3 STC 單片機簡介單片機簡介生產的 STC89C51 系列單片機的優點： 超強抗干擾,輕松過 4KV 快速脈沖干擾(EFT) 高抗靜電(ESD)，6KV 靜電可直接打在芯片管腳上 客戶的整機抗靜電測試，8KV / 15KV 就太輕松了 超低功耗，Power Down 0.1uA, 可外部中斷喚醒 中斷優先級可設置成 4 級(IP,IPH) LQFP-44,PLCC-44 封裝,有 P4 口(可以位尋址) 并增加 2 個外部中斷，Int2/P4.3,Int3/P4.2 6 時鐘/機器周期，12 時鐘/機器周期任意設置 超強加密。2.2.4 P

33、500 壓力傳感器壓力傳感器 PT500-501/502/503/504 壓力傳感器/變送器采用全不銹鋼封焊結構，具有良好的防潮能力及優異的介質兼容性。廣泛用于工業設備、水利、化工、醫療、電力、空調、金剛石壓機、冶金、車輛制動、樓宇供水等壓力測量與控制。1)綜合精度: 0.2%FS、0.5%FS、1.0%FS2) 輸出信號: 420mA(二線制)、05V、15V、010V(三線制) 3) 供電電壓: 24DCV(936DCV) 4) 介質溫度: -2085150 5) 環境溫度: 常溫(-2085) 6) 負載電阻: 電流輸出型：最大 800；電壓輸出型：大于 50K 7) 絕緣電阻: 大于

34、2000M (100VDC 8) 密封等級: IP659) 長期穩定性能: 0.1%FS/年 水位遙測自控系統設計 1410) 振動影響: 在機械振動頻率 20Hz1000Hz 內，輸出變化小于0.1%FS 11) 電氣接口(信號接口): 四芯屏蔽線、四芯航空接插件、緊線螺母 12) 機械連接(螺紋接口): 1/2-20UNF、M141.5、M201.5、M221.5 等，其它螺紋可依據客戶要求設計2.3 模塊化設計模塊化設計2.3.1 電源設計電源設計本系統直接外接 220V 交流市電，然后經整流橋整流，穩壓濾波，輸出穩定的 5V 直流電源。電源框圖如下：電源原理圖如下：2.3.2 數據采集

35、電路設計數據采集電路設計本系統選用電流式的壓力傳感器，輸出電流隨著所測液體深度的變化而變化，系統電路如下圖所示AC 220V 輸入整流穩壓濾波濾波水位遙測自控系統設計 15R3 選用 200 歐姆電阻，當電流為 5mA 時，根據 U=IR,得輸入給單片機 AD口的電壓為 1V，當輸出電流為 20mA 時，根據 U=IR,得輸入給單片機 AD 口的電壓為 4V。單片機自帶 AD,通過程序計算，得出其相應的液體深度。傳感器的量程是 0-20KPa，對應的電壓為 1-5V，輸出的實際電壓范圍是 0-16KPa，對應電壓 1-4V。需要顯示的數字是高度，壓力為 0（對應的 AD574 的輸入電壓為 2

36、V）的時候高度顯示 0.00 米，壓力為 16KPa（對應的 AD574 的輸入電壓為 8V）的時候，高度為 10.00 米，分辨率為 0.02 米。具體計算公式，壓力（Pa）=密度（Kg/m3）*g（9.8）*高度（m）,其中密度為 150Kg/m3。測量上限為 10m,若要調整測量上限，只需調整 R3 的阻值即可。TVS1 為 5.6VTVS 管，當輸入的電壓過高，TVS 管保護。D1，D2 為單向抑制二極管。防止操作時，不慎將電路接反，燒壞元器件。同時，保證輸入給單片機的電壓信號，不反向放電，在一段時間內恒定可靠，從而使測量準確。單片機對傳感器過來的數據進行分析計算，然后編碼，經發射模塊

37、，發送水位遙測自控系統設計 16給接收終端，頻率為 315M。2.3.3 數據接收電路數據接收電路通過 TDL9921,可靠接收發送端發送過來的數據，然后經過單片機解碼，把相應的測試數據通過 LED 顯示器件顯示出來。系統原理圖如下:本系統選用 5 位 LED 共陰的數碼管作為顯示器件，因單片機 IO 口有限，選用了一片串轉并的 IC-74HC164 作為轉換芯片。S1,S2 可以對顯示的數據的準確性進行較正，系統自動存儲較正數據，下次重新啟動，即以新的標準進行計算并顯示。水位遙測自控系統設計 173 3軟件設計軟件設計3.1 測控站主程序流程圖測控站主程序流程圖開始初始化 IO 口與中斷設置

38、水位上下限調用水位實時數據和設定數據發射子程序配置 IO 端口，程序變量初值調用傳感器測試子程序延時 2S 鐘結束發射成功?水位遙測自控系統設計 183.2 傳感器測量及計算流程圖傳感器測量及計算流程圖開始調用 AD 轉換子程序取三次測量平均值計算水位高度測量三次？返回水位遙測自控系統設計 193.3 主控站流程圖主控站流程圖開始初始化 IO 口與各中斷配置 IO 端口及變量初始化 LED 顯示子程序調用數據接收子程序調用深度測量子程序調用 LED 顯示子程序調用延時 2S 鐘子程序結束配置 IO 口及變量水位遙測自控系統設計 203.4 無線發射流程圖無線發射流程圖 開始水位上下限有變?調用

39、寫入上下限水位數據寫實時水位數據到 TDL9912 等待發射返回水位遙測自控系統設計 213.5數據較準及鍵值處理流程圖數據較準及鍵值處理流程圖3.6 系統操作說明系統操作說明數值閃爍才是可調狀態，進入設置模式方法如下：長按 S1 鍵 3 秒松開，進入測試深度較準模式， S1 為“-”，S2 為“+”，標識為 H(Height）。4系統部分仿真系統部分仿真4.1 仿真方法仿真方法在 PROTEUS 軟件里按原理圖接好線，再把主控制站的程序加到里面測試按鍵和顯示；LED 顯示器顯示正確，按鍵功能也能夠實現設置水位上、下限警的高度。鍵盤與仿真器聯機狀態下，在鍵盤中斷子程序中設定斷點。運行程序，按鍵

40、測試，程序正常運行到斷點處產生中斷。讀入鍵值正確。將程序改為讀鍵值開始有鍵按下?調用按鍵處理子程序返回水位遙測自控系統設計 22然后送到 LED 上顯示，繼續測試鍵盤。當程序運行時所按鍵的鍵值都能正確的顯示到數碼管上。4.2 效果圖效果圖5總結總結及致謝及致謝 本水位遙測自動控制系統完成了題目要求的基本功能和發揮功能，對于小型水泵的控制采慢速汲水，以確保液壓傳感器測量的精度和水位控制的精度，在測量水位時，安裝液壓傳感器時要離容器正上方一定高度再按裝。本系統是安裝在容器正上方十厘米處。整套設備結構簡潔，操作方便，具有比較好的穩定性，能夠精確的測量液位， ，并且可以在允許范圍內任意設定液位。通過按

41、鍵可以在允許范圍內任意設定水位的上下限，使得這套裝置更加智能化。在經過將近四個月的努力，在付出了艱辛的勞動后，我的畢業設計報告終于完成了。回首這幾個月來日以繼夜的辛勤工作，我感觸很深。通過這次畢業設計，我發現自己又在人生的道路上獲得了新的體驗，收獲了很多，這不只是一本畢業設計報告所能體現出來的。我會永遠珍惜這份經歷。水位遙測自控系統設計 23這份報告中不只是我辛勤工作的結晶，還包含了許多老師和同學的心血，沒有他們的幫助和鼓勵，就沒有這份報告。在這里，我要特別感謝指導老師的無私幫助。指導老師年事已高，但仍然不斷的給予我最大的幫助，幫我查程序，分析問題。最讓我感動的是有一次下著大雨，指導老師仍然如

42、約來到實驗室為我解決問題。我再次衷心感謝指導老師，并祝愿他身體健康！我還要感謝我的父母，祝他們身體健康！6參考文獻參考文獻1. 朱愛紅 朱寧文 等， 基于 AT89 C205 1 的超聲波測距系統 2. 求是科技， 單片機通信技術與工程實踐 ，361 頁,人民郵電出版社,2005.13.徐晉 趙俊逸 黃勇， ET13X210/221 射頻收發芯片原理及應用4. 趙亮 侯國銳編著， 單片機 C 語言編程與實例 ，人民郵電出版社，20035.房小翠 王金鳳編著， 單片機實用系統設計技術 ，國防工業出版社，19996.孫育才等， ATMEL 新型 AT89C52 系列單片機及其應用 ，清華大學出版社

43、，20037.王建校 楊建國等編著， 51 系統單片機及 C51 程序設計 ，科學出版社，2002水位遙測自控系統設計 24附錄附錄 1：整機原理圖：整機原理圖水位遙測自控系統設計 25附錄附錄 2：程序清單：程序清單接收機主程序接收機主程序/*/#include #include adc.H#include display.H#include key.h#include eeprom.h#define SETUP_NONE0#define SETUP_A1#define SETUP_OVER_A 2/變量unsigned char time_50mS = 0; /50ms 計時unsigne

44、d char time_S = 0; /S 計時unsigned int ADC_data;unsigned int ADC_data_temp;unsigned int ier_A;unsigned intier_overA = 1000;unsigned char setup_state = 0;unsigned char nokey_time = 0;bitalarm_flag = 0;水位遙測自控系統設計 26bitbeep_flag = 0;sbitBEEP = P37;/蜂鳴器報警/*/* sys_init */*/void sys_init()/ADC 初始化P1M0|= 0 x

45、E0;/設置 P1.7 和 P1.6,P1.5 為開漏，即ADC 輸入P1M1|= 0 xE0;ADC_CONTR|= ADC_POWER;/開啟 ADC 電源/讀 flash 中的參數if(EEPROM_byteread(ISP_START_ADDR) != 0 xAA)/ier_U = 157;ier_A = 100;ier_overA = 1000;/ier_overT = 3; EEPROM_saveier();/time_H = 0;/time_M = 0;/EEPROM_savetime();水位遙測自控系統設計 27 else/EEPROM_readtime();EEPROM_readier();/定時器 0 初始化 TMOD |= 0 x01; TH0 = (65536-20000)/256; /12M 晶振，定時 20 ms TL0 = (65536-20000)%256; TR0 = 1;ET0 = 1;EA = 1;/ SCON =