【文章內容簡介】 鍵盤設計 鍵盤有兩種最基本的組成形式：獨立式鍵盤和矩陣式鍵盤。矩陣式鍵盤的工作過程要比獨立式鍵盤復雜得多，適用的場合也比較廣。由于本次課程設計不需要復雜的按鍵設置，故在設計中我采用的是獨立式鍵盤。如下圖所示： 圖 鍵盤設計 16 如圖所示，設計中采用四個按鍵來控制液位。它們分別與單片機 AT89C51 的 、 、 口連接。因為是實時液位顯示，“設置”可以用來設置 時間，“ +”、“ — ”用來調節(jié)時間，一旦時間調整完畢按下“確認”即可。它不僅可以顯示當前液位高度，還可以查看歷史水位，只需調節(jié)時間即可。 時鐘信號設計 由于要涉及到實時顯示，所以需要設計一個時鐘信號輸出模塊用以顯示。其電路圖如下所示： 圖 時鐘信號圖 DS1302 是美國 DALLAS 公司推出的一種高性能、低功耗的實時時鐘芯片，附加 31字節(jié)靜態(tài) RAM，采用 SPI 三線接口與 CPU 進行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個字節(jié)的時鐘信號和 RAM 數(shù)據(jù)。實時時鐘可提供秒、分、時、日、 星期、月和年，一個月小與 31 天可以自動調整，具有閏年補償功能。在本次設計中時鐘信號用來顯示具體時間，以方便查詢歷史數(shù)據(jù)和記錄實時數(shù)據(jù)。 （ 1）確定算法或算法思想。算法是指解決問題的方法和步驟。 （ 2）根據(jù)算法畫出程序流程圖。有了流程圖后可以從圖上檢驗算法的正確性，減少出錯的可能，同時也可以是編程時思路更加清晰。本次設計的程序框圖如下： 17 否 是 圖 程序流程圖 （ 3）根據(jù)流程圖編寫程序。這是本次設計的最重要的一步。首先要進行定義，程序開始后得進行初始化，編寫主程序以及子程序，知道程序結束。 （ 4）上機調試運行程序。在本次設計中所用的是 keil 軟件進行程序調試的。通過 keil編譯通過后會生成一個 hex 文件，將該文件寫進單片機 AT89C51 中就可進行仿真了。但是通過編譯的程序并不能說明它是 正確的，只能說它沒有語法錯誤，之余是否能達到預期效果，還得通過進一步的實驗才能完成。 在本次課程設計中，我采用的是 Keil 軟件仿真，具體介紹如下： 開 始 LCD 初始化 清 屏 ADC0808 初始化 液位采集 LCD 顯示 液位 最大值 電機保持 返回 電機啟動 液位采集顯示18 （ 1） 建立一個新工程。 （ 2） 然后選擇要保存的路徑，輸入工程名字，比如保存到桌面新建文件夾里，工程名字為 text,然后保存。 （ 3） 選擇所用的單片機 AT89C51。 （ 4） 單擊文件菜單，在下拉菜單中單擊“新建”選項。其中文件的擴展名應該為“ .c”，然后再保存。 （ 5） 在編輯菜單界面，單擊“ Target1”前面的“ +”號，然后在“ Source Group1”單擊右鍵即可。 （ 6） 寫入源程序，單擊“ P 工程”菜單，再在下拉菜單中單擊“ B 構造目標”，開始編譯源程序，構造目標。 （ 7） 編譯成功后，開始對程序進行調試。 （ 8） 單擊“ P 工程”菜單，在下拉菜單中單擊“目標 Target1 屬性”，對所需屬性進行相應的修改后即可對程序進行編譯。 任何系統(tǒng)都存在誤差，所謂的“真值”只是一個理想值，在實際中并不存在，我們只能無限的接近它，而并不能達到。因此，對一個測控系統(tǒng)而言，精度是一個主要指標。在本次課程設計中，影響液位測控 系統(tǒng)的精度的因素除了干擾和噪聲外，最重要的因素就是相應電子器件的處理位數(shù)精度的不足，如 ADC0808 的分辨率只有 8 位。一下則是本次液位測控系統(tǒng)的各種誤差來源的分析和相應的解決方法： （ 1） 被測 液體的密度產生的誤差：因為系統(tǒng)中高度的控制是和所測量液體的密度具有一定的比例關系的，當液體的密度不均勻時或者出現(xiàn)誤差時，通過標度變換后誤差就會直接影響到液位的高度上，所以測量時應該對所測液體的密度進行多次的實驗驗證。 （ 2）傳感器誤差：在本次課程設計中我選用的傳感器是 FYC— 3 型浮子式液位傳感器。它的測量精度 有限，為 %? 量程 ? 1cm。這樣就不可避免的會產生誤差。要克服或者減少誤差，就得選用精度更高的傳感器，如在本次實驗中由于水箱不是很高，量程也不需要太大，所以可以選擇量程小的，這樣就在一定程度上提高了精度。 （ 3）工業(yè)現(xiàn)場的電場和磁場的干擾：因為本次液位測控系統(tǒng)是應用到工業(yè)當中去的，所以工業(yè)當中存在電場和磁場的會對系統(tǒng)產生一定的干擾（如交變磁場會產生感應電動勢），為了抑制器兩種干擾都系統(tǒng)的影響，可以采用 如下的方法：屏蔽或去除干擾源，采19 用屏蔽電纜技術，采用光電隔離耦合器隔離技術等。 （ 4） A/D 轉化器和單片機位數(shù)產生的誤差：當傳感器信號經過放大處理后進入到 AD轉換器時，因為本次采用 8 位的 AD 轉換器，它的分辨率為 1/ 82 。所以其轉換精度會對系統(tǒng)產生一定的影響，同時單片機在處理數(shù)據(jù)時，在標度變換中進行計算時因為對數(shù)據(jù)進行了取整，約去了余數(shù)部分，所以也會對系統(tǒng)帶來一定的誤差。 這次為期四周的課程設計終于要落下帷幕了。在這說長不長，說短不短的四周時間里 ，我學到了很多！ 這次課程設計是監(jiān)測系統(tǒng)綜合課程設計，在沒有做以前，覺得這個課程設計只是對四年來所學的知識做一個單純總結 ，但是通過這次做課程設計我發(fā)現(xiàn)自己的看法有點太片面。通過 這次 監(jiān)測系統(tǒng)綜合課程設計 使我明白了自己原來知識還比較欠缺。自己要學習的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會，什么東西都懂，有點眼高手低。通過這次課程 設計，我才明白學習是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應該不斷的學習，努力提高自己知識和綜合素質。 在設計過程中，我通過查閱大量有關資料，與同學交流經驗和自學，并向老師請教等方 式，使自己學到了不少知識，也經歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。 也許 這個 課程 設計做的也不太好，但是在設計過程中所學到的東西是這次 課程 設計 中 最大 的 收獲和財富，使我終身受益。 在此要感謝 黎水平老師 對我 的悉心 指導， 黎老師在我選擇設計方案時給我指明了方向。有了方向，以后的路就好走多了。同時 也使我們的同學關系更進一步 得到了提升， 同學之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法 ，這樣使我們對一些知識點的理解更透徹， 所以在這里 也要 感謝幫助我的同學。 總之， 在這次課程設計中遇到了很多困難，同時也克服了很多困難，在解決困難的過程中我們享受了很多、學到了很多。通過這次課程設計我對“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。這句古訓體會更深了。 實踐出真知！ 20 【 1】汪德彪 .CS51 單片機原理及接口技術 .北京：電子工業(yè)出版社， 【 2】趙燕 .傳感器原理及其應用 .北京：北京大學出版社， 2020 年 2 月 【 3】 康華光 .模擬電子技術基礎 .北京：高等教育出版社， 2020 年 4 月 【 4】何橋 .單片機原理及應用 .北京：中國鐵道出版社， 2020 年 【 5】何小艇 .電子系統(tǒng)設計（第三版） .浙江：浙江大學出版社， 2020 年 8 月 【 6】張朝輝 .檢測技術及應用 .北京：中國計量出版社， 2020 年 10 月 【 7】李朝青 .單片機原理與接口技術 .北京：北京航空航天大學出版社， 1999 年 【 8】李剛 .林凌 .現(xiàn)代測控電路 .北京：高等教育出版社， 2020 年 1 月 【 9】譚浩強 .C 語言程序設計 .北京：清華大學出版社， 2020 年 7 月 【 10】 楊龍麟 .電子 測量技術 .北京：人民郵電出版社 2020 年 7 月 【 11】張國雄 .測控電路 .北京：機械工業(yè)出版社 .2020 年 【 12】陳守仁 .自動檢測技術及儀表 .北京：機械工業(yè)出版社 .1998. 21 附錄 1 液位測控系統(tǒng)完整程序 /* 文件 DS1302 的一些命 令定義 */ ifndef _DS1302_H define _DS1302_H define uchar unsigned char /* register address */ define DS1302_sec_add 0x80 //秒寄存器地址 define DS1302_min_add 0x82 //分寄存器地址 define DS1302_hr_add 0x84 //時寄存器地址 define DS1302_date_add 0x86 //日寄存器地址 define DS1302_month_add 0x88 //月寄存器地址 define DS1302_day_add 0x8A //星期寄存器地址 define DS1302_year_add 0x8C //年寄存器地址 define DS1302_control_add 0x8E //控制寄存器地址 define DS1302_charger_add 0x90 //涓細充電管理寄存器地址 define DS1302_clkburst_add 0xBE //時鐘突發(fā)模式寄存器地址 /* 函數(shù)聲明 */ void delay_DS1302(uchar)。 //延時函數(shù) void DS1302_write_data(uchar ,uchar)。 //寫一個字節(jié)到 DS1302 uchar DS1302_read_data(uchar)。 //從 DS1302 讀一個字節(jié) void DS1302_write_time(void)。 //寫入當前時間到 DS1302 void DS1302_read_time(void)。 //從 DS1302 讀取當前時間 22 void DS1302_initial(void)。 //DS1302 初始化 void Time_to_Str(void)。 //實時時間轉換為液晶字符 endif include include define uchar unsigned char uchar Time_Buffer1[3]={12,00,00}。 //時、分、秒 uchar Time_Buffer2[3]。