自记水位计设计(附件)【字数：9253】
摘 要由于中国的国土地面积广泛，并且南北跨度大，所以中国的气候多样，雨水较多，因此在中国的很多地方都需要对水位进行监督与检测，比如要对工厂的水池、农田用水、江河海水位进行监测。本设计所研究的自记水位计包括传感器电路、单片机控制电路、报警电路、键盘电路组成,首先利用传感器对水位信号进行检测，将检测到的水位值送到单片机中,在单片机中进行检测值与设定的警戒值比较,当水位超过警戒值时,自动报警。
目 录
第一章 绪论 1
1.1选题的目的意义 1
1.2国内外发展现状 1
1.3应解决的主要问题 2
第二章 设计方案的确定 3
2.1单片机的选型 3
2.2传感器的选型 4
2.3键盘选择 5
2.4显示器的选择 6
第三章 系统硬件电路设计 7
3.1单片机 7
3.1.1 AT89C51引脚图 7
3.1.2 AT89C51电路图 8
3.2传感器 9
3.2.1传感器的概述 9
3.2.2 DYPME007超声波传感器 10
3.3复位电路 11
3.4时钟电路 11
3.5键盘电路 12
3.6显示电路 13
3.6.1LCD1602简介 13
3.6.2LCD1602液晶显示接口电路图 14
3.7报警电路 15
3.8电源电路 16
第四章 系统软件设计 17
4.1主程序流程图 17
4.2传感器测距流程图 17
4.3报警程序流程图 18
4.4显示程序流程图 19
4.5键盘程序流程图 20
第五章 测试与调试 22
5.1设计软件 22
5.1.151单片机开发软件 22
5.1.2仿真软件 22
5.1.3PCB设计软件 23
5.2测试与调试 24
第六章 结论与展望 28
6.1结论 28
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
6.2展望 28
结束语 29
致 谢 30
参考文献 31
附录 自记水位计电路图 32
第一章 绪论
1.1选题的目的意义
水位测量一直是水文和水利部门的一个重要问题。为了及时发现事故，防止将来发生事故，经济实用的水位无线监测系统将在水库大坝安全、水利灌溉调度、蓄水、泄洪等方面发挥重要作用。水位的自动监测、传输和处理为水库现代化提供了良好的基础信息。在工农业生产的许多领域，需要监测水位。如果没有人工监控，它可能无法靠近现场或现场。我们可以通过远程监控和坐在仪器前面监控现场，这既方便又经济。为了保证水电站的安全生产，提高发电效率，对水库水位、拦污栅压差和尾水位进行监测。然而，由于不同的电站有不同的实际情况，有不同的技术要求，并且水位参数的测量方法和不同的测量位置对于监控设备是不同的。这往往导致设备的专业化程度高、品种多、互换性差，不利于设备的维护，也增加了设备设计、生产和安装的复杂性。因此，在全面研究水电站水位监测的实际情况和特点的基础上，采用现代电子技术，特别是单片机技术和非易失性存储技术，对水电站的设计和开发具有重要意义。多模式水位自动监测系统，通用性好，可靠性高，维护方便。
1.2国内外发展现状
在本设计中传感器是实现测量和控制的第一环节。通用传感器具有模拟和数字两种模拟传感器。当连接到计算机和数字仪表时，必须使用AD转换器将模拟量转换成数字，并且容易受到电磁干扰的干扰，不利于长距离传输。数字传感器直接将测量转换为数字输出，输出信号具有较强的抗干扰能力和低功耗，并可直接与数字设备连接。数字传感器的这些特性特别适合于水遥测系统。但限于成本控制，设计仍然使用模拟传感器。
水位监测系统中的应用已经在中国非常流行。大型国家大坝往往采用PC机和单片机组成的主从式多机网络系统。作为下位机，单片机作为下位机使用。负责坝址水位的选择和采集，作为上位机的PC机，负责大坝水位的集中显示和管理记录。PC机是一种通用的机器。它在特殊应用中是不可避免的。存在体积大、耗电量大、运行不稳定、连续运行困难等诸多问题。PC机与MCU之间的通信方式主要采用RS485总线技术和现场总线技术。RS485是一种应用较为广泛的双向补偿传输线标准，每段总线的最大长度为1200米，每个段最多支持32个节点。它使用一组双绞线双向主从通信。当总线延长或节点数量增加时，需要中继连接，整个网络支持多达256个节点。RS485通信技术已经使用了很长时间，硬件和软件实现相对容易。因此，它是国内粮情测控系统中的一种通信方式。
1.3应解决的主要问题
本设计要解决传感器的选择、单片机的选择和一些硬件元器件的设计等问题，并且要达到技术要求。(1)对水位的数据进行采集 (2)可以通过单片机的控制功能,实现自记水位的功能。(3)具有报警功能，当水位超过上限时,能及时报警。(4)对整个电路有一个专门提供能源的电源电路。
第二章 设计方案的确定
本设计所用的数据采集系统方案是可以测量水位，测量到的水位信号为数字信号，经计算机系统的处理，显示对应水位值的方案。系统硬件组成框图如图21所示：
图21 系统硬件组成框图
被测物理量：其实指非电物理量，比如工业控制的温度、压力、流量、水位等等。
目 录
第一章 绪论 1
1.1选题的目的意义 1
1.2国内外发展现状 1
1.3应解决的主要问题 2
第二章 设计方案的确定 3
2.1单片机的选型 3
2.2传感器的选型 4
2.3键盘选择 5
2.4显示器的选择 6
第三章 系统硬件电路设计 7
3.1单片机 7
3.1.1 AT89C51引脚图 7
3.1.2 AT89C51电路图 8
3.2传感器 9
3.2.1传感器的概述 9
3.2.2 DYPME007超声波传感器 10
3.3复位电路 11
3.4时钟电路 11
3.5键盘电路 12
3.6显示电路 13
3.6.1LCD1602简介 13
3.6.2LCD1602液晶显示接口电路图 14
3.7报警电路 15
3.8电源电路 16
第四章 系统软件设计 17
4.1主程序流程图 17
4.2传感器测距流程图 17
4.3报警程序流程图 18
4.4显示程序流程图 19
4.5键盘程序流程图 20
第五章 测试与调试 22
5.1设计软件 22
5.1.151单片机开发软件 22
5.1.2仿真软件 22
5.1.3PCB设计软件 23
5.2测试与调试 24
第六章 结论与展望 28
6.1结论 28
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
6.2展望 28
结束语 29
致 谢 30
参考文献 31
附录 自记水位计电路图 32
第一章 绪论
1.1选题的目的意义
水位测量一直是水文和水利部门的一个重要问题。为了及时发现事故，防止将来发生事故，经济实用的水位无线监测系统将在水库大坝安全、水利灌溉调度、蓄水、泄洪等方面发挥重要作用。水位的自动监测、传输和处理为水库现代化提供了良好的基础信息。在工农业生产的许多领域，需要监测水位。如果没有人工监控，它可能无法靠近现场或现场。我们可以通过远程监控和坐在仪器前面监控现场，这既方便又经济。为了保证水电站的安全生产，提高发电效率，对水库水位、拦污栅压差和尾水位进行监测。然而，由于不同的电站有不同的实际情况，有不同的技术要求，并且水位参数的测量方法和不同的测量位置对于监控设备是不同的。这往往导致设备的专业化程度高、品种多、互换性差，不利于设备的维护，也增加了设备设计、生产和安装的复杂性。因此，在全面研究水电站水位监测的实际情况和特点的基础上，采用现代电子技术，特别是单片机技术和非易失性存储技术，对水电站的设计和开发具有重要意义。多模式水位自动监测系统，通用性好，可靠性高，维护方便。
1.2国内外发展现状
在本设计中传感器是实现测量和控制的第一环节。通用传感器具有模拟和数字两种模拟传感器。当连接到计算机和数字仪表时，必须使用AD转换器将模拟量转换成数字，并且容易受到电磁干扰的干扰，不利于长距离传输。数字传感器直接将测量转换为数字输出，输出信号具有较强的抗干扰能力和低功耗，并可直接与数字设备连接。数字传感器的这些特性特别适合于水遥测系统。但限于成本控制，设计仍然使用模拟传感器。
水位监测系统中的应用已经在中国非常流行。大型国家大坝往往采用PC机和单片机组成的主从式多机网络系统。作为下位机，单片机作为下位机使用。负责坝址水位的选择和采集，作为上位机的PC机，负责大坝水位的集中显示和管理记录。PC机是一种通用的机器。它在特殊应用中是不可避免的。存在体积大、耗电量大、运行不稳定、连续运行困难等诸多问题。PC机与MCU之间的通信方式主要采用RS485总线技术和现场总线技术。RS485是一种应用较为广泛的双向补偿传输线标准，每段总线的最大长度为1200米，每个段最多支持32个节点。它使用一组双绞线双向主从通信。当总线延长或节点数量增加时，需要中继连接，整个网络支持多达256个节点。RS485通信技术已经使用了很长时间，硬件和软件实现相对容易。因此，它是国内粮情测控系统中的一种通信方式。
1.3应解决的主要问题
本设计要解决传感器的选择、单片机的选择和一些硬件元器件的设计等问题，并且要达到技术要求。(1)对水位的数据进行采集 (2)可以通过单片机的控制功能,实现自记水位的功能。(3)具有报警功能，当水位超过上限时,能及时报警。(4)对整个电路有一个专门提供能源的电源电路。
第二章 设计方案的确定
本设计所用的数据采集系统方案是可以测量水位，测量到的水位信号为数字信号，经计算机系统的处理，显示对应水位值的方案。系统硬件组成框图如图21所示：
图21 系统硬件组成框图
被测物理量：其实指非电物理量，比如工业控制的温度、压力、流量、水位等等。
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