单片机的雨水测量计的设计(附件)【字数：12001】
摘 要随着现代科学技术的不断发展，科学技术已经开始逐渐成为人们生活水平不断提高的关键因素之一。但是由于现代化建设不断加快的原因，人们对于大自然生态系统的不断破坏，水安全已经越来越受到人们的重视，也成为人们现在所关心的重要问题。为了能够预防灾情的发生，能在第一时间发现灾情则变的尤为的重要。本文主要介绍了用STC12为核心的单片机来对翻斗式雨量计给出了一种雨水测量的方法，通过对收集孔口处的雨水，对翻斗式雨量计的翻斗次数进行计数，将第一次的翻斗不计数，从第二次开始计数并且计时，然后将所检测到的数据送往单片机做一些处理之后，单片机将所测数据通过串口通讯送往上位机做进一步的处理，再在上位机上实时的显示当前的雨速，并且计算出当时半小时内的雨况。本系统具有成本低廉、操作方便、系统稳定，收集降水量准确等特点，便于气象、水利等部门能够在无人进行收集、记录的情况下，能实时的显示当前的降雨量、雨速等，使得有关部门能够尽快的做出相应的反应。
目 录
第一章 绪论 1
1．1本课题选择的背景 1
1．2本课题研究意义 1
第二章 方案及控制策略分析 3
2．1任务要求 3
2．2系统整体方案的设计 3
第三章 硬件部分 4
3.1.关于雨量器的选型 4
3.2关于主控芯片的选型 6
3.2.1单片机STC12C5A60S2的性能简介 6
3.2.2STC12C5A60S2的最小系统电路 7
3.2.3STC12各个引脚的功能简单介绍 7
3.2.4串行通讯的电路设计 10
第四章 软件设计 11
4.1下位机的软件设计 11
4.1.1系统软件设计说明 11
4.1.2串口通信 11
4.1.3外部中断 12
4.2上位机的软件设计 14
4.2.1Labview上位机的软件设计 14
4.2.2Labview基本的控件介绍 15
4.2.3Labview基本函数的介绍 16
4.2.4Labview的程序设计 18
4.2.5程序 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
框图的设计 19
4.2.6前面板的设计 20
第五章 调试与结果 21
5.1相关设备的调试 21
5.1.1翻斗式雨量计 21
5.1.2单片机 22
5.1.3上位机 23
5.2实验结果分析 24
结束语 25
致 谢 26
参考文献： 27
附录A 28
附录B 29
附录C 30
附录D 31
第一章 绪论
1．1本课题选择的背景
自古以来，我国就是以农立国的农业大国，而雨水又是影响收成的重要的自然条件之一，因此中国人从古至今都一直十分注重降水量的情况。
自从秦汉以来，就已经开始有了雨泽上报制度。而汉代则要求“自立春，至立夏，尽立秋，郡国上雨泽”[1]。其大概的意思就是在农作物生长的整个期间，各个地方都要向上一级报告雨量的情况。久而久之，上报降水量的惯例便逐渐制度化、法律化。但是雨是液体是流动的，要测量降水量则必须借助专门的器物，由此便促进了雨量计的发明研究以及相应的使用。中国古代关于雨水的测量方法主要分为两种：第一种是用生活中的一些器皿，比如盆、盎等，当雨水从盆、盎等器皿中溢出时，便称之为大雨。而到了宋代，通过在器皿上刻相应的刻度，并且通过相应的计算来获得当时的降雨量。第二种方法则是雨水渗入土的深度，由此便有了“一犁雨”的说法，即“雨以入土深浅为量，不及寸谓之‘一锄雨’；寸以上谓之‘一犁雨’；雨过此谓之‘双犁雨’。”[2]当时的朝廷也认同这一种标准。但是此种方法也有一些问题，首先测量入土的深度比测量地面上的水的深度要困难许多。与此同时，雨水在下渗的时候也需要相应的时间。还有一个原因就是由于地方不一样，各个地方的土壤性质也不一样。因此，目前现在主要采用的还是地上的测量方法。
而随着时代的进步与发展，人们对于生态环境的破坏也在不断的增加。而越来越多由于降水量过大产生的洪涝灾害，其造成的生命财产的损失也在不断的增加，严重阻碍了社会的可持续发展，给人们带来了严重的后果。因此现在的水安全以及水资源的问题已经成为现代社会以及当代经济发展中的重要因素之一。为了能够在第一时间快速的、准确的发现灾情，并且能够在第一时间科学的防灾减灾，在最短的时间内让灾情所造成的影响变得最小。因此目前对于雨水测量计的设计变得刻不容缓，而目前对于降雨量的观测主要分为三种：第一种也是目前使用最多的是通过雨量器来测量降水量。第二种则是天气雷达，通过采用天气雷达遥测技术来测量当时的降水量。第三种方法则是卫星遥测，这种方法并不能直接测量降水，而是通过测量云顶亮度以及云顶温度间接的推断出降雨率。所以经过一些调查比较后决定采用雨量计的方法来测量降水量，但是现在的国内所用的雨量设备的研究投入成本都比较高，设备的时效性不高。所以为了能够在节省成本的前提下，能实时的快速的反应当前的降水量，并且能够让有关部门第一时间做出反应也变得尤为重要。
1．2本课题研究意义
现如今随着科学技术的不断发展，科技已经逐渐成为人们生活水平提高的关键因素。
古往今来，降水对于人类的生活乃至于生命来说具有着十分重要的作用和意义，首先水是生命之源，是全人类、全世界能够赖以生存与发展的不可或缺的重要的资源之一，人自从出生的那一刻起就再也离不开水了，可以毫不夸张的说水是人赖以生存的最重要的物质。然而对人体的生理功能而言，水具有许多方面的作用,因为人体内所发生的一切的化学反应都需要在水介质中完成,如果没有水,养料就不能被人体吸收；氧气就不能够运到所需要的部位；激素和养料也不能及时到达它所需要作用的部位；人身体所产生的废物则不能够及时的排除体外，人类的新陈代谢将会停止，人们将会面临死亡。由此可见，水对于人类来说是十分重要的物质。
其次对于一些植物来说，降水则显得尤为重要。中国古代就十分注重雨水的降水量，中国非物质文化遗产的二十四节气中就有“谷雨”这一节气，谷雨原本的意思是“雨生百谷”，因为谷雨是春季的六个节气中的最后一个节气，每年每到谷雨的时候，这个时候田野中的一些初插的秧苗、刚刚播种的作物，最需要的就是雨水的灌溉，所以就有了“春雨贵如油”[3]的说法。但是如果降水量一旦过多的话，超过了农作物所需要的特定的降水量，这个时候植物将会由于过多的降水而会被淹死。因此降水量对于农业也具有十分重要的作用。
所有人都知道的是，水无论是在自然环境中还是在人类社会环境中,都具有极为重要并且是十分活跃的因素之一。山清水秀，风调雨顺等描绘的美丽美好的风景都是人门所追求向往的美好的愿望，也是人类通过不懈的劳动创造并且要精心爱护的成果。水总是在不断的流动,在人们的身体里,在农村的田野里,在人类的生产活动里。
但是由于城市的现代化建设不断加快，人们对于生态环境的会不断破坏，水安全的问题已经成为社会发展的重要因素之一。为了能够在第一时间发现由暴雨引发的洪涝等大规模的灾害，在最短的时间内，使得人员的伤害减到最小，为此，设计了这套雨水测量控制系统。
目 录
第一章 绪论 1
1．1本课题选择的背景 1
1．2本课题研究意义 1
第二章 方案及控制策略分析 3
2．1任务要求 3
2．2系统整体方案的设计 3
第三章 硬件部分 4
3.1.关于雨量器的选型 4
3.2关于主控芯片的选型 6
3.2.1单片机STC12C5A60S2的性能简介 6
3.2.2STC12C5A60S2的最小系统电路 7
3.2.3STC12各个引脚的功能简单介绍 7
3.2.4串行通讯的电路设计 10
第四章 软件设计 11
4.1下位机的软件设计 11
4.1.1系统软件设计说明 11
4.1.2串口通信 11
4.1.3外部中断 12
4.2上位机的软件设计 14
4.2.1Labview上位机的软件设计 14
4.2.2Labview基本的控件介绍 15
4.2.3Labview基本函数的介绍 16
4.2.4Labview的程序设计 18
4.2.5程序 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
框图的设计 19
4.2.6前面板的设计 20
第五章 调试与结果 21
5.1相关设备的调试 21
5.1.1翻斗式雨量计 21
5.1.2单片机 22
5.1.3上位机 23
5.2实验结果分析 24
结束语 25
致 谢 26
参考文献： 27
附录A 28
附录B 29
附录C 30
附录D 31
第一章 绪论
1．1本课题选择的背景
自古以来，我国就是以农立国的农业大国，而雨水又是影响收成的重要的自然条件之一，因此中国人从古至今都一直十分注重降水量的情况。
自从秦汉以来，就已经开始有了雨泽上报制度。而汉代则要求“自立春，至立夏，尽立秋，郡国上雨泽”[1]。其大概的意思就是在农作物生长的整个期间，各个地方都要向上一级报告雨量的情况。久而久之，上报降水量的惯例便逐渐制度化、法律化。但是雨是液体是流动的，要测量降水量则必须借助专门的器物，由此便促进了雨量计的发明研究以及相应的使用。中国古代关于雨水的测量方法主要分为两种：第一种是用生活中的一些器皿，比如盆、盎等，当雨水从盆、盎等器皿中溢出时，便称之为大雨。而到了宋代，通过在器皿上刻相应的刻度，并且通过相应的计算来获得当时的降雨量。第二种方法则是雨水渗入土的深度，由此便有了“一犁雨”的说法，即“雨以入土深浅为量，不及寸谓之‘一锄雨’；寸以上谓之‘一犁雨’；雨过此谓之‘双犁雨’。”[2]当时的朝廷也认同这一种标准。但是此种方法也有一些问题，首先测量入土的深度比测量地面上的水的深度要困难许多。与此同时，雨水在下渗的时候也需要相应的时间。还有一个原因就是由于地方不一样，各个地方的土壤性质也不一样。因此，目前现在主要采用的还是地上的测量方法。
而随着时代的进步与发展，人们对于生态环境的破坏也在不断的增加。而越来越多由于降水量过大产生的洪涝灾害，其造成的生命财产的损失也在不断的增加，严重阻碍了社会的可持续发展，给人们带来了严重的后果。因此现在的水安全以及水资源的问题已经成为现代社会以及当代经济发展中的重要因素之一。为了能够在第一时间快速的、准确的发现灾情，并且能够在第一时间科学的防灾减灾，在最短的时间内让灾情所造成的影响变得最小。因此目前对于雨水测量计的设计变得刻不容缓，而目前对于降雨量的观测主要分为三种：第一种也是目前使用最多的是通过雨量器来测量降水量。第二种则是天气雷达，通过采用天气雷达遥测技术来测量当时的降水量。第三种方法则是卫星遥测，这种方法并不能直接测量降水，而是通过测量云顶亮度以及云顶温度间接的推断出降雨率。所以经过一些调查比较后决定采用雨量计的方法来测量降水量，但是现在的国内所用的雨量设备的研究投入成本都比较高，设备的时效性不高。所以为了能够在节省成本的前提下，能实时的快速的反应当前的降水量，并且能够让有关部门第一时间做出反应也变得尤为重要。
1．2本课题研究意义
现如今随着科学技术的不断发展，科技已经逐渐成为人们生活水平提高的关键因素。
古往今来，降水对于人类的生活乃至于生命来说具有着十分重要的作用和意义，首先水是生命之源，是全人类、全世界能够赖以生存与发展的不可或缺的重要的资源之一，人自从出生的那一刻起就再也离不开水了，可以毫不夸张的说水是人赖以生存的最重要的物质。然而对人体的生理功能而言，水具有许多方面的作用,因为人体内所发生的一切的化学反应都需要在水介质中完成,如果没有水,养料就不能被人体吸收；氧气就不能够运到所需要的部位；激素和养料也不能及时到达它所需要作用的部位；人身体所产生的废物则不能够及时的排除体外，人类的新陈代谢将会停止，人们将会面临死亡。由此可见，水对于人类来说是十分重要的物质。
其次对于一些植物来说，降水则显得尤为重要。中国古代就十分注重雨水的降水量，中国非物质文化遗产的二十四节气中就有“谷雨”这一节气，谷雨原本的意思是“雨生百谷”，因为谷雨是春季的六个节气中的最后一个节气，每年每到谷雨的时候，这个时候田野中的一些初插的秧苗、刚刚播种的作物，最需要的就是雨水的灌溉，所以就有了“春雨贵如油”[3]的说法。但是如果降水量一旦过多的话，超过了农作物所需要的特定的降水量，这个时候植物将会由于过多的降水而会被淹死。因此降水量对于农业也具有十分重要的作用。
所有人都知道的是，水无论是在自然环境中还是在人类社会环境中,都具有极为重要并且是十分活跃的因素之一。山清水秀，风调雨顺等描绘的美丽美好的风景都是人门所追求向往的美好的愿望，也是人类通过不懈的劳动创造并且要精心爱护的成果。水总是在不断的流动,在人们的身体里,在农村的田野里,在人类的生产活动里。
但是由于城市的现代化建设不断加快，人们对于生态环境的会不断破坏，水安全的问题已经成为社会发展的重要因素之一。为了能够在第一时间发现由暴雨引发的洪涝等大规模的灾害，在最短的时间内，使得人员的伤害减到最小，为此，设计了这套雨水测量控制系统。
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