【正文】 .......................................................錯誤 !未定義書簽。在防洪區(qū)上游河道適當(dāng)位置興建能調(diào)蓄洪水的綜合利用水庫，利用水庫庫容攔蓄洪水，消減進(jìn)入下游河道的洪峰流量，達(dá)到避免洪水災(zāi)害的目的。滯洪作用就是使洪水在水庫中暫時停留。 如果能在汛期前用水，將水庫水位降到水庫限制水位，且水庫限制水位低于 溢洪道堰頂高度，則限制水位至溢洪道堰頂高程之間的庫容，就能起到蓄洪作用。當(dāng)溢洪道設(shè)在閘門是，水庫就能在更大程度上起到蓄洪作用，水庫可以通過改變閘門開起來調(diào)節(jié)下泄流量的大小。只有精確的水位檢測裝置才能對水庫中的水進(jìn)行更好的管理。 所以我們何不設(shè)計一個 自動檢測水位的系統(tǒng)呢，這樣既不需要安排人力去檢測，減少了財力的開支。這個水庫水位檢測裝置會實時監(jiān)測水庫中的水位，倘若實際水位高于水庫蓄水的上限水位時，則該裝置將及時的發(fā)起警報，體型水庫的工作人員采取防洪措施。實現(xiàn)了水位報警和水位實時顯示功能。 水位傳感器將水位高度轉(zhuǎn)換為 0— 5V 的直流電壓，再經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換后，將轉(zhuǎn)換所得的 8 路并行數(shù)字量送入單片機(jī)進(jìn)行處理來達(dá)到水位進(jìn)行自動控制的目的。 本科生課程設(shè)計（論文） 2 第 2章 CPU 最小系統(tǒng)設(shè)計 水庫水位監(jiān)測裝置 總體設(shè)計方案 總體方案框圖 圖 水位傳感器 A/D 裝換裝置 AT89S52 單片機(jī) 數(shù)碼顯示 報警系統(tǒng) 本科生課程設(shè)計（論文） 3 1 水位高度的測量： 利用水位傳感器完成。設(shè)計中需要將這一信號進(jìn)行處理，以便單片機(jī)能夠接受和處理。 4 數(shù)碼顯示和報警電 路根據(jù)單片機(jī)產(chǎn)生的控制信號，做出相應(yīng)的動作。每個單片機(jī)包括：一個 8 位的微型處理器 CPU；一個 256Ｋ的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器 RAM；片內(nèi)程序存儲器 ROM；四個 8 位的 并行的 I/O 接口 P0— P3，每個接口既可以輸入，也可以輸出；兩個定時器 /計數(shù)器；五個中斷源的中斷控制系統(tǒng)；一個全雙工 UART 的串行 I/O 口；片內(nèi)振蕩器和 時鐘產(chǎn)生電路，但石英晶體和微調(diào)電容需要外接。以上各個部分通過內(nèi)部總線相連接。 本科生課程設(shè)計（論文） 4 數(shù)據(jù) P0 口 ： P0 口是一個 8 位漏極開路的雙向 I/O 口。對 P0 端口寫 “ 1” 時，引腳用作高阻抗輸入。在這種模式下，P0 具有內(nèi)部上拉電阻。程序校驗時，需要外部上拉電阻。對 P1 端口寫 “ 1” 時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。此外， 和 分別作定時器 /計數(shù)器 2 的外部計數(shù)輸入（ ）和 定 時器 /計數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入（ ），具體如下所示 ： FLASH 編程和校驗時， P1 口接收低 8 位地址字節(jié) 。對 P2 端口寫 “ 1” 時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。在訪問外部程序存儲器或用 16 位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行 MOVX DPTR）時 ， P2 口送出高八位地址。在使用 8 位地址（如 MOVX RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時， P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。 P3 口 ： P3 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P3 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個 TTL 邏輯電平。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（ IIL）。 本科生課程設(shè)計（論文） 5 此外， P3 口還接收一些用于 FLASH 閃存編程和程序校驗的控制信號。當(dāng)振蕩器工作時， RST 引腳出現(xiàn)兩個機(jī)器周期以上高電平將 使 單片機(jī)復(fù)位。一般情況下， ALE 仍以時鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。對 FLASH 存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈 沖（ PROG） 。 EA/VPP—— 外部訪問允許，欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器（地址 為0000H~FFFFH）， EA 端必須保持低電平（接地）。如 EA 端為高電平（接 Vcc 端）， CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器的指令。 XTAL1： 振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。 復(fù)位電路設(shè)計 復(fù)位電路如圖 本科生課程設(shè)計（論文） 6 R4 7 0R1kSSWC4 0 u fV C CRE T 圖 復(fù)位電路 RST—— 復(fù)位輸入。 圖中網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號 RST 連接單片機(jī) RST 引腳，具有上電復(fù)位與手動復(fù)位的功能； 時鐘電路設(shè)計 時鐘電路圖如圖 C13 0p fC23 0p fY1 2M H zX T A L 1 X T A L 2 圖 時鐘電路 XTAL1 與 XTAL2 連接單 片機(jī) XTAL1 和 XTAL2 引腳，且并聯(lián)兩個 30pF 匹配電容使晶振起振 。 CPU 最小系統(tǒng)圖 形成完整的 CPU 最小系統(tǒng)圖 如圖 本科生課程設(shè)計（論文） 7 E A / V P31X119X218R E S E T9I N T 012I N T 113T014T115P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78P 0 .039P 0 .138P 0 .237P 0 .336P 0 .435P 0 .534P 0 .633P 0 .732P 2 .021P 2 .122P 2 .223P 2 .324P 2 .425P 2 .526P 2 .627P 2 .728RD17WR16P S E N29A L E / P30T X D11R X D10V C C40V S S20A T 8 9 S 5 2R4 7 0R1kSSWC4 0 u fV C CR E TC13 0 p fC23 0 p fY1 2 M H zXTAL1XTAL2 圖 最小系統(tǒng)圖 單片機(jī)最小系統(tǒng) ,或者稱為最小應(yīng)用系統(tǒng) ,是指用最少的元件組成的單片機(jī)可以工作的系統(tǒng) 。 本科生課程設(shè)計（論文） 8 第 3章 水位監(jiān)測裝置 輸入輸出接口電路 設(shè)計 液位 傳感器的選擇 根據(jù)本次任務(wù)要求選擇壓力式水位傳感器。當(dāng)傳感器固定在水下某一測點時，該測點以上水柱壓力高度加上該點高程，即可間接地測出水位。 2）優(yōu)點：測量精度高，價格相對低廉，安裝簡便，不需要建造水位井。 水位監(jiān)測裝置 檢測接口電路設(shè)計 A/D 轉(zhuǎn)換器選擇 在實際應(yīng)用中，因串行 A/D 轉(zhuǎn)換芯片具有占用單片機(jī)的引腳資源少，可以簡化單片機(jī)系統(tǒng)，降低成本的優(yōu)點，所以串行工作方式的 A/D 轉(zhuǎn)換器在單片機(jī)系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。 TLC0838 為美國德州儀器公司推出的八通道 8 位逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器。其采用取樣 — 數(shù)據(jù) — 比較器的結(jié)構(gòu)，使用逐次逼近流程轉(zhuǎn)換輸入信號。通過同單片機(jī)相連的串行數(shù)據(jù)電路傳送控制命令，用軟件進(jìn)行通道選擇和輸入端配置。串行輸出可配置為標(biāo)準(zhǔn)移位寄存器或微處理器接口。輸入和輸出均與 TTL 和 CMOS 兼容， 本科生課程設(shè)計（論文） 9 D G N D10V C C20NC19C H 67C H 23C O M9CS18C H 78SE13A G N D11R E F12D014C H 01S A R S15C H 34C H 56C L K16DI17C H 12C H 45T L C 0 8 3 8+5C2總失調(diào)整誤差 177。 TLC0838 以 SIP 總線與單片機(jī)接口。狀態(tài)轉(zhuǎn)換輸出引腳 SARS連接 ，數(shù)據(jù)輸出方式選擇引腳 SE 連接 。置 CS 為低，使所有邏輯電路使能，轉(zhuǎn)換器初始化。接著CLK 從單片機(jī) 口接收時鐘，在每個時鐘的上升沿 ； 由單片機(jī) 口輸出的多路器地址通過 Dl 端移入多路器地址移位寄存器。第一位為邏輯高，表示起始位。多路器地址選擇模擬輸入通道，也決定輸入是單端輸入還是差分輸入。當(dāng)起始位移入多路器寄存器之后，輸入通道選通，轉(zhuǎn)換器開始工作。引腳 D1 在轉(zhuǎn)換過程中與多路器的移位寄存器之間是關(guān)斷的。 轉(zhuǎn)換過程為采樣比較器把從電阻梯形網(wǎng)絡(luò)輸出的逐次信號和輸入模擬信號進(jìn) 本科生課程設(shè)計（論文） 10 行比較。在轉(zhuǎn)換過程中，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)同時從 D0 端輸出，以最高位 (MSB)開頭。 TLC0838 的輸出數(shù)據(jù)可從高位開始，也可從低位開始。在全 8 位分辨率下允許任意小的模擬電壓編碼間隔。為滿足低溫下系統(tǒng)正常工作的 要求，選用工業(yè)級 TLC0838 芯片，工作溫度為 0℃ 5℃ 。 根據(jù)規(guī)定，標(biāo)準(zhǔn) RS485 接口的輸入阻抗為 ≥12kΩ，相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動節(jié)點數(shù)為32。 AT89C52 的輸出高低電平是 5V和 0V，為了滿足 RS485 的電平要求，需要外接接口芯片，進(jìn)行電平之間的轉(zhuǎn)換。使單片機(jī)的 TXD 與上位機(jī)的 RXD，及單片機(jī)的 RXD 與上位機(jī)的TXD 間接相連。 MAX3082 具有故障保 護(hù)功能，工作電壓 +5V，波特率為 ，靜態(tài)電流為 375μA，具有收 /發(fā)器使能、低功耗關(guān)閉模式及速率限制功能。 MAX3082 接口電路如圖 所示。 R