毕业设计（论文）-水位遥测自控系统设计.doc

水位遥测自控系统设计 1 水位遥测自控系统水位遥测自控系统 摘 要本系统以 51 单片机系列的 STC12C5406AD 单片机为主控单元，通 过液压传感器和无线通信实现液位实时数据的检测和自动控制。系统分主控站 与测控站，通过主控站的键盘可以实现对测控站的水位上下限的控制和显示。 主控站与测控站之间的无线实时数据传输的解决方案采用广泛应用于无线通信 的 SMD 技术。从测控站传送过来的数据通过人性化人机交换界面 LED 显示器件 实现数据的实时数据显示。本系统通过单片机串口与电脑串口的通讯功能和利 用互联网可以实现对水库水量的远程测量与自动控制，这对江河水位的实时监 控非常实用。系统利用功能强大的 C 语言开发，并在软硬件设计中分别使用了 Protel 99se 、keilC51 开发平台。结果表明，该系统具有有性价比高、操作 简便、可视化操作等优点. 关键字：51 单片机，TDL9912，TDL9921， 声表谐振器 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 automatic 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-time 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 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 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 水位遥测自控系统设计 2 目目 录录 1绪论绪论.3 1.1选题背景与意义.3 1.2课题介绍.4 1.3MCS-51 单片机简介.4 1.3.1单片机的雏形.4 1.3.2单片机的发展.5 1.3.3单片机最小系统.5 1.4PROTEUS仿真软件简介.6 1.5KEIL编译及调试软件简介.8 2硬件设计硬件设计.9 2.1系统原理框图.9 2.1.1主控站（接收机）原理框图.9 2.1.2测控站（测量发射机）原理框图.10 2.2关键元器件介绍.10 2.2.1无线发送模块TDL9912.10 2.2.2无线接收模块TDL9921.11 2.2.3STC单片机简介.13 2.2.4P500压力传感器.13 2.3模块化设计.14 2.3.1电源设计.14 2.3.2数据采集电路设计.14 2.3.3数据接收电路.16 3 3软件设计软件设计.17 3.1测控站主程序流程图.17 3.2传感器测量及计算流程图.18 3.3主控站流程图.19 3.4无线发射流程图.20 3.5数据较准及键值处理流程图.21 3.6系统操作说明.21 4系统部分仿真系统部分仿真.21 4.1仿真方法.21 4.2效果图.22 5总结及致谢总结及致谢.22 6参考文献参考文献.23 附录附录 1：整机原理图：整机原理图.24 附录附录 2：程序清单：程序清单.25 水位遥测自控系统设计 3 1绪绪论论 1.1 选题背景与意义选题背景与意义 在工农业生产过程中经常需要对水位进行测量和控制。但是，在一般的情 况下 。往往需要测量的水池或水塔和控制室都有相当长的距离，常常需要架设 上百到近千米的输电和控制线路 ，十分麻烦 和费用大。给测量和控制带来了 极大的不方便。本系统设计了一种利用单片机 的无线测量和自动控制系统 。 不需要架设电缆 。而且可以实现水位的远程自动控制和遥测，对于工业和生产 生活非常实用。 水位测量，是水文研究中很重要的一点，提到水文研究，许多人会联想到 这是一个非常辛苦的工作，因为水文工作者需要到各个地方采集水文资料，包 括水位。一开始，水位工作者只能通过人工的方法来测量，对于河道的情况水 位工作者只能以询问经验丰富的老船工，甚至下水摸索来了解。然后，水位测 量工作开始用绳索坠物的方法，后来又出现了浮标测量法、电容式水位测量法、 电阻应变片的压力感应法、超声波反射法水位测量法。在很多的坝区，因为水 位和坝体的承受压力之间有着非常重要的关系，需要我们随时的监控水位，而 且，上游的泥沙会堆积在坝底，水位是会改变的。我们就需要一个简单实用， 成本较低的水位测量方法来随时测量水位值。随着科学的发展水位的检测方法 也在变化，精度也有了更佳的提高。单片机技术和传感器技术的发展使水位测 量方法得到了更进一步的发展。本文就振弦式压力传感器做了一定的讲解，利 用了压力传感器的良好的测量特性进行了水位的测量装置的研究。 随着无线通信技术的发展,遥测及遥控技术已经深入人们的生活与工作当中, 在工业与生活中水位的测量与控制是经常要测控的一个因素。仪器自动一体化， 短距离无线抄表技术已经成为下一代无线技术发展的一个重要分支。应此势要 求，本设计就以一水位遥测自动控制系统，对于无线技术的研究只是作个抛砖 引玉。 水位遥测自控系统设计 4 1.2 课题介绍课题介绍 本系统的优点在于采用 8051 单片机液压传感器进行数据采集、分析处理、 显示，并实现远程控制。具有电路结构简单，使用方便，显示可靠直观，抗干 扰能力强等特点。系统软件采用 51 系列的汇编语言，采用模块化程序设计技术， 软件使用维护方便，可靠性强。 可以相信，随着单片机和传感技术的日趋发展和成熟，在不久的将来，利 用单片机技术开发出来的功能化仪器、仪表将会在各个领域得到更广泛的应用。 1.3 MCS-51 单片机简介单片机简介 1.3.1 单片机的雏形单片机的雏形 MCS-48 单片机是美国 INTE 公司于 1976 年推出，它是现代单片机的雏形，包 含了数字处理的全部功能，外接一定的附加外围芯片即构成完整的微型计算机， 其主要的功能特征为： 8 位 CPU(中央处理器)、内置程序存储器(ROM)、随机存取数据存储器(RAM) 和输入输出端口(I/O)全部集成在单一的芯片上而构成了完整的微型计算机。 1) 8 位 CPU。 2) 双列直插 40PinDIP 封装。 3) 所有指令均为 1-2 个机器周期。 4) 96 条指令，大部分为单字节指令。 5) 2 个工作寄存器。 6) 2 个可编程定时/计数器。 7) 8 层堆栈。 8) 单一+5V 电源供电。使用 6MHz 外接石英晶体管振荡器，此时机 器周期为 2.5us。 水位遥测自控系统设计 5 1.3.2 单片机的发展单片机的发展 8048 和 8748 是最早期的产品，8048 本身具有 64x8 位 RAM，1kx8 位的 ROM，而后期的 8049 中的 RAM 大到 256 字节，ROM 却增加到了 4kBytes，这个成 绩在当时是相当可喜的。还有一类的产品本身是不带程序存储器的，象 8035 和 8039，它的程序存储器只能外接，当时常用的是 EPROM(紫外线擦除电写只读 程序存储器)一类的 ROM。 MCS-48 系列单片机还有几个产品，象 8021 和 8022 单片机，8021 该系列中 的低价型单片机，而 8022 则是包含了单片机所有功能，并集成了 A/D 转换器的 产品。 现在 MCS-48 系列单片机已完全退出了历史舞台，由 MCS-51 系列单片机取 而代之。 1.3.3 单片机最小系统单片机最小系统 单片机最小系统，或者称为最小应用系统,是指用最少的元件组成的单片机 可以工作的系统。 对 51 系列单片机来说,最小系统一般应该包括：单片机、晶振电路、复位 电路。下面给出一个 51 单片机的最小系统电路图（图 1）： 图 1 水位遥测自控系统设计 6 （1） 复位电路 由电容串联电阻构成，由图并结合电容电压不能突变的性质，可以知道， 当系统一上电，RST 脚将会出现高电平，并且，这个高电平持续的时间由电路 的 RC 值来决定。典型的 51 单片机当 RST 脚的高电平持续两个机器周期以上就 将复位，所以，适当组合 RC 的取值就可以保证可靠的复位。一般教科书推荐 C 取 10u，R 取 10K。原则就是要让 RC 组合可以在 RST 脚上产生不少于 2 个机周 期的高电平。至于如何具体定量计算，可以参考电路分析相关书籍。 （2） 晶振电路：典型的晶振取 11.0592MHz(因为可以准确地得到 9600 波特 率和 19200 波特率,用于有串口通讯的场合)/12MHz(产生精确的 uS 级时歇,方便 定时操作)，在本电路中，取 12M。 （3） 单片机：一片 AT89S51/52 或其他 51 系列兼容单片机。对于 31 脚 (EA/Vpp)，当接高电平时，单片机在复位后从内部 ROM 的 0000H 开始执行;当接 低电平时,复位后直接从外部 ROM 的 0000H 开始执行。 1) 单片机的共 40 个引脚功总共 40 个脚，电源用 2 个 (Vcc 和 GND)，晶振用 2 个，复位 1 个，EA/Vpp 用 1 个，剩下还有 34 个。29 脚 PSEN，30 脚 ALE 为外扩数据/程序存储器时才有特定用处， 一般情况下不用考虑，这样，就只剩下 32 个引脚，它们是： P0 端口 P0.0 - P0.7 共 8 个； P1 端口 P1.0 - P1.7 共 8 个； P2 端口 P2.0 - P2.7 共 8 个； P3 端口 P3.0 - P3.7 共 8 个； 1.4 Proteus 仿真软件简介仿真软件简介 Proteus ISIS 是英国 Labcenter 公司开发的电路分析与实物仿真软件9。 它运行于 Windows 操作系统上，可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电 路，该软件的特点是：实现了单片机仿真和 SPICE 电路仿真相结合。具有模 拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232 水位遥测自控系统设计 7 动态仿真、I2C 调试器、SPI 调试器、键盘和 LCD 系统仿真的功能；有各种虚拟 仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。支持主流单片机系统的仿真。 目前支持的单片机类型有：68000 系列、8051 系列、AVR 系列、PIC12 系列、 PIC16 系列、PIC18 系列、Z80 系列、HC11 系列以及各种外围芯片。提供软件 调试功能。在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能，同时可 以观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此在该软件仿真系统中，也必须具 有这些功能；同时支持第三方的软件编译和调试环境，如 Keil C51 uVision2 等软件。具有强大的原理图绘制功能。总之，该软件是一款集单片机和 SPICE 分析于一身的仿真软件，功能极其强大。 Proteus 主要用于绘制原理图并可进行电路仿真，Proteus ARES 主要用于 PCB 设计。ISIS 的主界面主要包括：1 是电路图概览区、2 是元器件列表区、 3 是绘图区。绘制电路图的过程如下： 单击 2 区的 P 命令即弹出元器件选择（Pick Devices）对话框，Proteus 提供了丰富的元器件资源，包括 30 余种元器件库，有些元器件库还具有子库。 利用该对话框提供的关键词（Keywords）搜索功能，输入所要添加的元器件名 称，即可在结果（Results）中查找，找到后双击鼠标左键即可将该元器件添到 2 区，待所有需要的元器件添加完成后点击对话框右下角的 OK 按钮，返回主 界面。接着在 2 区中选中某一个元器件名称，直接在 3 区中单击鼠标左键即可 将该元器件添加到 3 区。 由于是英国的软件，特别要注意的是绘图区中鼠标的操作和一般软件的操 作习惯不同，这正像是司机座位和人行道走向和国内不同一样。单击左键是完 成在 2 区中被选中的元器件的粘贴功能；将鼠标置于某元器件上并单击右键则 是选中该元器件（呈现红色），若再次单击右键的话则删除该元器件，而单击 左键的话则会弹出该元器件的编辑对话框（Edit Component）；若不需再选中 任何元器件，则将鼠标置于 3 区的空白处单击右键即可；另外如果想移动某元 器件，则选中该元器件后再按住鼠标左键即可将之移动。 元器件之间的连线方法为：将鼠标移至元器件的某引脚，即会出现一个 “”符号，按住鼠标左键后移动鼠标，将线引至另一引脚处将再次出现符号 “”，此时单击鼠标左键便可完成连线。连线时在需拐弯的地方单击鼠标左 键即可实现方向的改变。绘制好电路后，可利用 1 区的绿色边框对 3 区的电路 水位遥测自控系统设计 8 进行定位。 1.5 Keil 编译及调试软件简介编译及调试软件简介 目前流行的 51 系列单片机开发软件是德国 Keil 公司推出的 Keil C51 软件， 它是一个基于 32 位 Windows 环境的应用程序，支持 C 语言和汇编语言编程，其 6.0 以上的版本将编译和仿真软件统一为 Vision（通常称为 V2）。Keil 提 供包括 C 编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在 内的完整开发方案，由以下几部分组成：Vision IDE 集成开发环境（包括工 程管理器、源程序编辑器、程序调试器）、C51 编译器、A51 汇编器、LIB51 库 管理器、BL51 连接/定位器、OH51 目标文件生成器以及 Monitor-51、RTX51 实 时操作系统。 应用 Keil 进行软件仿真开发的主要步骤为：编写源程序并保存建立工 程并添加源文件设置工程编译/汇编、连接，产生目标文件程序调 试。Keil 使用“工程”（Project）的概念，对工程（而不能对单一的源程序） 进行编译/汇编、连接等操作。工程的建立、设置、编译/汇编及连接产生目标 文件的方法非常易于掌握。首先选择菜单 FileNew，在源程序编辑器中输 入汇编语言或 C 语言源程序（或选择 FileOpen，直接打开已用其他编辑器 编辑好的源程序文档）并保存，注意保存时必须在文件名后加上扩展名. asm（.a51）或.c；然后选择菜单 ProjectNew Project，建立新工程并保 存（保存时无需加扩展名，也可加上扩展名.uv2）；工程保存后会立即弹出一 个设备选择对话框，选择 CPU 后点确定返回主界面。这时工程管理窗口的文件 页（Files）会出现“Target1”，将其前面+号展开，接着选择 Source Group1，右击鼠标弹出快捷菜单，选择“Add File to Group Source Group1”，出现一个对话框，要求寻找并加入源文件（在加入一个源文件后， 该对话框不会消失，而是等待继续加入其他文件）。加入文件后点 close 返回 主界面，展开“Source Group1”前面+号，就会看到所加入的文件，双击文件 名，即可打开该源程序文件。紧接着对工程进行设置，选择工程管理窗口的 Target1，再选择 ProjectOption for Target Target1（或点右键弹出 快捷菜单再选择该选项），打开工程属性设置对话框，共有 8 个选项卡，主要 水位遥测自控系统设计 9 设置工作包括在 Target 选项卡中设置晶振频率、在 Debug 选项卡中设置实验仿 真板等，如要写片，还必须在 Output 选项卡中选中“Creat Hex Fi”；其他选 项卡内容一般可取默认值。工程设置后按 F7 键（或点击编译工具栏上相应图标） 进行编译/汇编、连接以及产生目标文件。 成功编译/汇编、连接后，选择菜单 DebugStart/Stop Debug Session（或按 Ctrl+F5 键）进入程序调试状态，Keil 提供对程序的模拟调试 功能，内建一个功能强大的仿真 CPU 以模拟执行程序。Keil 能以单步执行（按 F11 或选择 DebugStep）、过程单步执行（按 F10 或选择 DebugStep Over）、全速执行等多种运行方式进行程序调试。如果发现程序有错，可采用 在线汇编功能对程序进行在线修改（DebugInline Assambly），不必执行 先退出调试环境、修改源程序、对工程重新进行编译/汇编和连接、然后再次进 入调试状态的步骤。对于一些必须满足一定条件（如按键被按下等）才能被执 行的、难以用单步执行方式进行调试的程序行，可采用断点设置的方法处理 （DebugInsert/Remove Breakpoint 或 DebugBreakpoints等）。在模拟 调试程序后，还须通过编程器将.hex 目标文件烧写入单片机中才能观察目标样 机真实的运行状况。 Keil 软件 Eval 版（免费产品）的功能与商业版相同，只是程序的最大代 码量不得超过 2kB，但对初学者而言已是足够。Keil 软件由于其强大的软件仿 真功能，友好的用户界面以及易于掌握的特点而受到工程技术人员的欢迎，有 人甚至认为 Keil 是目前最好的 51 单片机开发应用软件。 2硬件设计硬件设计 2.1 系统原理框图系统原理框图 2.1.1 主控站（接收机）原理框图主控站（接收机）原理框图 51 单片机 键盘 TDL9921 无线接收 模块 LED 显示器 水位遥测自控系统设计 10 图 2-1、主控站（接收机）原理框图 2.1.2测控站（测量发射机）原理框图测控站（测量发射机）原理框图 图 2-2、测控站（测量发射机）原理框图 2.2 关键元器件介绍关键元器件介绍 2.2.1 无线发送模块无线发送模块 TDL9912 TDL9912 发射模块采用 SMD 技术，在稳频处理上采用最先进声表谐振器 （SAW）元件，电路板（PCB）采用介质损耗最小的材料，体积小巧，安 装方便，使用简单， 生产工艺先进，进口仪器调试，出厂前严格 QC，高温加 电老化。 适用范围适用范围 1工业遥控,遥测,遥感； 2防盗报警器信号及各种低速率数字信号的传送； 3各种家用电器，智能玩具的遥控等。 二技术指标二技术指标 1工作电压：3V12V 51 单片机 液位变送器 （传感器） TDL9912 无线发送 模块 水位遥测自控系统设计 11 2工作电流：max 40mA(12V) ， min9mA(3V) 3谐振方式: 声表谐振（SAW） 4调制方式：ASK/OOK 5工作频率: 315MHz433.92MHz, 特殊频率可定制 6频率误差: 150kHz(max) 7发射功率：25mW(315MHz, 12V 时) 9传输速率：10Kbps 10自带编码：否 11.天线长度：24cm(315MHz), 18cm(433.92MHz) 使用注意事项使用注意事项 1天线用软导线或其它硬质金属（如拉杆天线），长度请根据频率选择 （参见我公司有 关技术文章）。若使用软导线，请拉直使用 。 2若在金属壳体中使用请将天线引出壳体外，能够使用 50 欧姆同轴电缆 连接金属开杆 天线则效果更好。 3电源电压要求稳定且波纹系数低，需多级滤波（如增加磁珠电感电 容等）。 4无线电频率属于紧张的自然资源，在使用本品时请不要使其长期处于发 射状态。 尺寸及引脚定义尺寸及引脚定义 2.2.2 无线接收模块无线接收模块 TDL9921 该高频接收模块采用进口 SMD 器件，6.5G 高频三极管，高 Q 值电感生 产, 性能稳定可靠，灵敏度高，功耗低，质优价廉, 广泛应用于各种防盗系统， 遥控控制系统。 适用范围适用范围 1各种低速率数字信号的接收; 水位遥测自控系统设计 12 2工业遥控,遥测,遥感; 3防盗报警器信号接收, 各种家用电器的遥控等. 技术指标技术指标 1 工作电压： 5.0VDC 0.5V 2 工作电流：3mA(5.0VDC) 3 工作原理：超再生 4 调制方式：OOK/ASK 5 频率范围：250MHz450MHz 6 带宽：2MHz(315MHz, 灵敏度下降 3dBm 时测试) 7 灵敏度：优于-105dBm(50) 8 传输速率：5Kbps(315MHz, -95dBm 时) 9 输出信号：TTL 电平透明传输 10. 天线长度：24cm(315MHz), 18cm(433.92MHz) 使用注意事项使用注意事项 1天线用软导线或其它硬质金属（如拉杆天线），长度既不能过长也不能 过短，否则会 影响接收距离。若使用软导线，请拉直使用，并尽量不要靠近金 属物体。 2电源电压要求稳定且波纹系数低，需多级滤波（如增加磁珠电感电 容等）。 3若配合单片机使用建议 MCU时钟频率在 4MHZ 以下并且晶体尽量 远离 RF 接收模 块，否则晶体的高次谐波会影响通讯距离。 尺寸及引脚定义尺寸及引脚定义 水位遥测自控系统设计 13 2.2.3 STC 单片机简介单片机简介 生产的 STC89C51 系列单片机的优点： 超强抗干扰,轻松过 4KV 快速脉 冲干扰(EFT) 高抗静电(ESD)，6KV 静电可直接打在芯片管脚上 客户的整机抗 静电测试，8KV / 15KV 就太轻松了 超低功耗，Power Down 0.1uA, 可外部 中断唤醒 中断优先级可设置成 4 级(IP,IPH) LQFP-44,PLCC-44 封装,有 P4 口(可 以位寻址) 并增加 2 个外部中断，Int2/P4.3,Int3/P4.2 6 时钟/机器周期，12 时钟/ 机器周期任意设置 超强加密。 2.2.4 P500 压力传感器压力传感器 PT500-501/502/503/504 压力传感器/变送器采用全不锈钢封焊结构，具有 良好的防潮能力及优异的介质兼容性。广泛用于工业设备、水利、化工、医疗、 电力、空调、金刚石压机、冶金、车辆制动、楼宇供水等压力测量与控制。 1)综合精度: 0.2%FS、0.5%FS、1.0%FS 2) 输出信号: 420mA(二线制)、05V、15V、010V(三线制) 3) 供电电压: 24DCV(936DCV) 4) 介质温度: -2085150 5) 环境温度: 常温(-2085) 6) 负载电阻: 电流输出型：最大 800；电压输出型：大于 50K 7) 绝缘电阻: 大于 2000M (100VDC 8) 密封等级: IP65 9) 长期稳定性能: 0.1%FS/年 水位遥测自控系统设计 14 10) 振动影响: 在机械振动频率 20Hz1000Hz 内，输出变化小于 0.1%FS 11) 电气接口(信号接口): 四芯屏蔽线、四芯航空接插件、紧线螺母 12) 机械连接(螺纹接口): 1/2-20UNF、M141.5、M201.5、M221.5 等， 其它螺纹可依据客户要求设计 2.3 模块化设计模块化设计 2.3.1 电源设计电源设计 本系统直接外接 220V 交流市电，然后经整流桥整流，稳压滤波，输出稳 定的 5V 直流电源。 电源框图如下： 电源原理图如下： 2.3.2 数据采集电路设计数据采集电路设计 本系统选用电流式的压力传感器，输出电流随着所测液体深度的变化而变 化，系统电路如下图所示 AC 220V 输入整流稳压滤波滤波 水位遥测自控系统设计 15 R3 选用 200 欧姆电阻，当电流为 5mA 时，根据 U=IR,得输入给单片机 AD 口的电压为 1V，当输出电流为 20mA 时，根据 U=IR,得输入给单片机 AD 口的 电压为 4V。单片机自带 AD,通过程序计算，得出其相应的液体深度。 传感器的量程是 0-20KPa，对应的电压为 1-5V，输出的实际电压范围是 0- 16KPa，对应电压 1-4V。 需要显示的数字是高度，压力为 0（对应的 AD574 的输入电压为 2V）的 时候高度显示 0.00 米，压力为 16KPa（对应的 AD574 的输入电压为 8V）的时 候，高度为 10.00 米，分辨率为 0.02 米。 具体计算公式，压力（Pa）=密度（Kg/m3）*g（9.8）*高度（m）,其中密 度为 150Kg/m3。 测量上限为 10m,若要调整测量上限，只需调整 R3 的阻值即可。 TVS1 为 5.6VTVS 管，当输入的电压过高，TVS 管保护。 D1，D2 为单向抑制二极管。防止操作时，不慎将电路接反，烧坏元器件。 同时，保证输入给单片机的电压信号，不反向放电，在一段时间内恒定可靠， 从而使测量准确。 单片机对传感器过来的数据进行分析计算，然后编码，经发射模块，发送 水位遥测自控系统设计 16 给接收终端，频率为 315M。 2.3.3 数据接收电路数据接收电路 通过 TDL9921,可靠接收发送端发送过来的数据，然后经过单片机解码，把 相应的测试数据通过 LED 显示器件显示出来。 系统原理图如下: 本系统选用 5 位 LED 共阴的数码管作为显示器件，因单片机 IO 口有限， 选用了一片串转并的 IC-74HC164 作为转换芯片。 S1,S2 可以对显示的数据的准确性进行较正，系统自动存储较正数据，下次 重新启动，即以新的标准进行计算并显示。 水位遥测自控系统设计 17 3 3软件设计软件设计 3.1 测控站主程序流程图测控站主程序流程图 开始 初始化 IO 口与中断 设置水位上下限 调用水位实时数据和设定数 据发射子程序 配置 IO 端口，程序变量 初值 调用传感器测试子程序 延时 2S 钟 结束 发射成功? 水位遥测自控系统设计 18 3.2 传感器测量及计算流程图传感器测量及计算流程图 开始 调用 AD 转换子程序 取三次测量平均值 计算水位高度 测量三次？ 返回 水位遥测自控系统设计 19 3.3 主控站流程图主控站流程图 开始 初始化 IO 口与各中断 配置 IO 端口及变量 初始化 LED 显示子程序 调用数据接收子程序 调用深度测量子程序 调用 LED 显示子程序 调用延时 2S 钟子程序 结束 配置 IO 口及变量 水位遥测自控系统设计 20 3.4 无线发射流程图无线发射流程图 开始 水位上下限 有变? 调用写入上下限水位数据 写实时水位数据到 TDL9912 等 待发射 返回 水位遥测自控系统设计 21 3.5数据较准及键值处理流程图数据较准及键值处理流程图 3.6 系统操作说明系统操作说明 数值闪烁才是可调状态，进入设置模式方法如下： 长按 S1 键 3 秒松开，进入测试深度较准模式， S1 为“-”，S2 为“+”， 标识为 H(Height）。 4系统部分仿真系统部分仿真 4.1 仿真方法仿真方法 在 PROTEUS 软件里按原理图接好线，再把主控制站的程序加到里面测试 按键和显示；LED 显示器显示正确，按键功能也能够实现设置水位上、下限警 的高度。 键盘与仿真器联机状态下，在键盘中断子程序中设定断点。运行程序，按 键测试，程序正常运行到断点处产生中断。读入键值正确。将程序改为读键值 开始 有键按下? 调用按键处理子程序 返回 水位遥测自控系统设计 22 然后送到 LED 上显示，继续测试键盘。当程序运行时所按键的键值都能正确的 显示到数码管上。 4.2 效果图效果图 5总结总结及致谢及致谢 本水位遥测自动控制系统完成了题目要求的基本功能和发挥功能，对于小型 水泵的控制采慢速汲水，以确保液压传感器测量的精度和水位控制的精度，在 测量水位时，安装液压传感器时要离容器正上方一定高度再按装。本系统是安 装在容器正上方十厘米处。 整套设备结构简洁，操作方便，具有比较好的稳定性，能够精确的测量液 位， ，并且可以在允许范围内任意设定液位。通过按键可以在允许范围内任意设 定水位的上下限，使得这套装置更加智能化。 在经过将近四个月的努力，在付出了艰辛的劳动后，我的毕业设计报告终 于完成了。回首这几个月来日以继夜的辛勤工作，我感触很深。通过这次毕业 设计，我发现自己又在人生的道路上获得了新的体验，收获了很多，这不只是 一本毕业设计报告所能体现出来的。我会永远珍惜这份经历。 水位遥测自控系统设计 23 这份报告中不只是我辛勤工作的结晶，还包含了许多老师和同学的心血， 没有他们的帮助和鼓励，就没有这份报告。在这里，我要特别感谢指导老师的 无私帮助。指导老师年事已高