【正文】 解決了鋼絲繩容易脫落的現(xiàn)象；傳感器外殼、測(cè)量輪、支架均采用鋁合金材料，測(cè)繩采用不銹鋼材料、浮子采用工程塑料制作，因而具有良好的耐腐蝕性；編碼器采用光電絕對(duì)式編碼器而不是脈沖型的，因而具有極強(qiáng)的抗干擾能力，具有斷電記憶功能，只要回復(fù)供電，不需任何預(yù)置就可立即讀出實(shí)時(shí)的測(cè)量值。，直流電源模塊的設(shè)計(jì)有以下兩種設(shè)計(jì)方法，本次設(shè)計(jì)采用（b）類電源設(shè)計(jì)方案，即通過(guò)常用的220V交流電源變壓、整流、穩(wěn)壓、濾波及AC/DC變換后給整個(gè)系統(tǒng)提供所需要的直流電源。 5V直流電源輸出電路設(shè)計(jì)，本電路采用220V的交流電壓供電，220V交流電經(jīng)過(guò)變壓器后轉(zhuǎn)換成12V交流電輸出，12V交流電經(jīng)過(guò)整流電橋后可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換成直流電壓輸出，直流電壓經(jīng)過(guò)C1和C2兩次濾波后，接到線性穩(wěn)壓器7805后即可轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的5V直流電壓輸出，電容C3和C4的設(shè)置也是起到濾波的作用，R1作為限流電阻，D2是LED作為電路的顯示部分，起到指示的作用。系統(tǒng)電源模塊的干擾可以分為供電線耦合的干擾和電源本身產(chǎn)生的干擾。采用瞬態(tài)電壓抑制措施：當(dāng)開(kāi)關(guān)在通斷時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)幅值很高的瞬時(shí)電壓脈沖，因此，在電壓模塊設(shè)計(jì)中可以使用瞬態(tài)抑制二極管，從而起到保護(hù)作用?，F(xiàn)在市面上ADC芯片的品種、型號(hào)很多，其內(nèi)部功能強(qiáng)弱、轉(zhuǎn)換速度快慢、轉(zhuǎn)換精度高低有很大差別，但用戶最關(guān)心的外特性包括以下四種基本信號(hào)引腳端：模擬信號(hào)輸入端(單極性或雙極性)；數(shù)字量輸出端(并行或串行)；轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)輸入端；轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出端。選用ADC芯片時(shí)，除了必須考慮各種技術(shù)要求外，通常還需了解芯片以下兩方面的特性：數(shù)字輸出的方式是否有可控三態(tài)輸出；啟動(dòng)轉(zhuǎn)換的控制方式是脈沖控制式還是電平控制式。他們都是CMO器件，不僅包括一個(gè)8位的逐次逼近型的ADC部分，而且還提供一個(gè)8通道的模擬多路開(kāi)關(guān)和通道尋址邏輯，因而有理由把它作為簡(jiǎn)單的“數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”。1) 主要技術(shù)指標(biāo)和特性（1）分辨率： 8位。（3）轉(zhuǎn)換時(shí)間： 取決于芯片時(shí)鐘頻率，如CLK=500kHz時(shí)，TCONV=128μs。（5）模擬輸入電壓范圍： 單極性0～5V；雙極性177。10V(需外加一定電路)。（7）啟動(dòng)轉(zhuǎn)換控制為脈沖式(正脈沖)，上升沿使所有內(nèi)部寄存器清零，下降沿使A/D轉(zhuǎn)換開(kāi)始。2) 內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部引腳。（2）D7～D0——A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)輸出端，為三態(tài)可控輸出，故可直接和微處理器數(shù)據(jù)線連接。（3）ADDA、ADDB、ADDC——模擬通道選擇地址信號(hào)，ADDA為低位，ADDC為高位。在單極性輸入時(shí)，VR(+)=5V，VR()=0V；雙極性輸入時(shí)，VR(+)、VR()分別接正、負(fù)極性的參考電壓。當(dāng)此信號(hào)有效時(shí)，A、B、C三位地址信號(hào)被鎖存，譯碼選通對(duì)應(yīng)模擬通道。（6）START——A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)，正脈沖有效。如正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)又接到新的啟動(dòng)脈沖，則原來(lái)的轉(zhuǎn)換進(jìn)程被中止，重新從頭開(kāi)始轉(zhuǎn)換。該信號(hào)在A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程中為低電平，其余時(shí)間為高電平。在需要對(duì)某個(gè)模擬量不斷采樣、轉(zhuǎn)換的情況下，EOC也可作為啟動(dòng)信號(hào)反饋接到START端，但在剛加電時(shí)需由外電路第一次啟動(dòng)。當(dāng)微處理器送出該信號(hào)時(shí)，ADC0808的輸出三態(tài)門被打開(kāi)，使轉(zhuǎn)換結(jié)果通過(guò)數(shù)據(jù)總線被讀走。3) 工作時(shí)序與使用說(shuō)明。START的上升沿將逐次逼近寄存器SAR復(fù)位，在該上升沿之后的2μs加8個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)(不定)，EOC信號(hào)將變低電平，以指示轉(zhuǎn)換操作正在進(jìn)行中，直到轉(zhuǎn)換完成后EOC再變高電平。 ADC 0808工作時(shí)序模擬輸入通道的選擇可以相對(duì)于轉(zhuǎn)換開(kāi)始操作獨(dú)立地進(jìn)行(當(dāng)然，不能在轉(zhuǎn)換過(guò)程中進(jìn)行)，然而通常是把通道選擇和啟動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)合起來(lái)完成(因?yàn)锳DC0808的時(shí)間特性允許這樣做)。在與微機(jī)接口時(shí)，輸入通道的選擇可有兩種方法，一種是通過(guò)地址總線選擇，一種是通過(guò)數(shù)據(jù)總線選擇。為此，最好利用EOC上升沿產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，而不是靠高電平產(chǎn)生中斷請(qǐng)求。它把組成微型計(jì)算機(jī)的各功能部件：中央處理器（CPU）、隨機(jī)存取器（RAM）、只讀存取器（ROM）、可編程存取器（EPROM）、并行及串行輸入/輸出接口電路、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷控制器等集成在一塊半導(dǎo)體芯片上，構(gòu)成一個(gè)完整的微型計(jì)算機(jī)。AT89C51是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4K bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器（PEROM）和128bytes 的隨機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲(chǔ)單元，功能非常強(qiáng)大，可靈活的用于各種控制領(lǐng)域。下面分別介紹各部分的基本情況。在單片機(jī)內(nèi)部，他是構(gòu)成片內(nèi)震蕩器的反相放大器的輸入端。（2）XTAL2 接外部晶體的另一個(gè)引腳。采用外部振蕩器時(shí)，此引腳應(yīng)懸浮不連接。當(dāng)振蕩器運(yùn)行時(shí)，該引腳上出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。（5）程序存儲(chǔ)允許輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)。要使CPU只訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器，則端必須保持低電平。（7）P0端口 P0是一個(gè)8位漏極開(kāi)路型雙向I/O端口。（8）P1端口 P1是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。對(duì)端口寫1時(shí)，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時(shí)可用作輸入口。（9）P2端口 P2是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。（10）P3端口 P3端口同PP2口一樣，只不過(guò)在使用時(shí)更關(guān)注它的第二功能。LED的壽命是長(zhǎng)一些、節(jié)能一些，但是價(jià)格太貴，只要精度要求不高，選用LCD完全能達(dá)到要求。在單片機(jī)系統(tǒng)中用液晶顯示器作為輸出器件有如下優(yōu)點(diǎn)：1）顯示質(zhì)量高：由于液晶顯示器每一個(gè)點(diǎn)在收到信號(hào)后就一直保持那種色彩和亮度，恒定發(fā)光，而不像陰極射線管顯示器（CRT）那樣需要不斷刷新新亮點(diǎn)。2）體積小、重量輕：液晶顯示器通過(guò)顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來(lái)達(dá)到顯示的目的，在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕得多。在本次課程設(shè)計(jì)中我選用LCD型號(hào)為L(zhǎng)M016L,Z，在protues中引腳圖如下： LM016L引腳圖LM016L有兩行，每行有128列，每8列對(duì)應(yīng)1字節(jié)的8位，即每行由16字節(jié)，共168個(gè)點(diǎn)組成。工作電流為20mA。液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。由于液晶顯示芯片LM016L自身的特點(diǎn)，其程序的設(shè)計(jì)可以采用模塊化設(shè)計(jì)，這樣可以起到簡(jiǎn)化程序的作用，個(gè)別程序模塊設(shè)計(jì)如下所示：模塊1：LCD忙狀態(tài)檢測(cè)bit LCD_Busy_Check() {bit result。RW=1。delay4us()。0x80)。return result。 //判斷LCD是否忙碌 RS=0。E=0。_nop_()。delay4us()。delay4us()。}模塊3：設(shè)置LCD顯示位置void Set_Disp_Pos(uchar pos){LCD_Write_Command(pos|0x80)。 //判斷LCD是否忙碌 RS=1。E=0。delay4us()。delay4us()。}模塊5：LCD初始化void LCD_Initialise(){ LCD_Write_Command(0x38)。 LCD_Write_Command(0x0C)。 LCD_Write_Command(0x06)。 LCD_Write_Command(0x01)。} 控制驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)控制驅(qū)動(dòng)電路主要由電動(dòng)機(jī)、繼電器以及一些相應(yīng)的原件構(gòu)成，它根據(jù)測(cè)控系統(tǒng)的需要來(lái)控制點(diǎn)機(jī)的啟動(dòng)、停止。在本次課程設(shè)計(jì)中控制驅(qū)動(dòng)電路是不可缺少的。當(dāng)液位超過(guò)警戒水位時(shí)，該電路就得驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作，使進(jìn)水量減少，出水量增多，同時(shí)報(bào)警電路也同時(shí)啟動(dòng)，輸出報(bào)警信號(hào)。 控制驅(qū)動(dòng)電路電路圖 報(bào)警電路電路圖 鍵盤設(shè)計(jì)鍵盤有兩種最基本的組成形式：獨(dú)立式鍵盤和矩陣式鍵盤。由于本次課程設(shè)計(jì)不需要復(fù)雜的按鍵設(shè)置，故在設(shè)計(jì)中我采用的是獨(dú)立式鍵盤。、。它不僅可以顯示當(dāng)前液位高度，還可以查看歷史水位，只需調(diào)節(jié)時(shí)間即可。其電路圖如下所示： 時(shí)鐘信號(hào)圖DS1302是美國(guó)DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，附加31字節(jié)靜態(tài)RAM，采用SPI三線接口與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號(hào)和RAM數(shù)據(jù)。在本次設(shè)計(jì)中時(shí)鐘信號(hào)用來(lái)顯示具體時(shí)間，以方便查詢歷史數(shù)據(jù)和記錄實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。算法是指解決問(wèn)題的方法和步驟。有了流程圖后可以從圖上檢驗(yàn)算法的正確性，減少出錯(cuò)的可能，同時(shí)也可以是編程時(shí)思路更加清晰。這是本次設(shè)計(jì)的最重要的一步。（4）上機(jī)調(diào)試運(yùn)行程序。通過(guò)keil編譯通過(guò)后會(huì)生成一個(gè)hex文件，將該文件寫進(jìn)單片機(jī)AT89C51中就可進(jìn)行仿真了。在本次課程設(shè)計(jì)中，我采用的是Keil軟件仿真，具體介紹如下：（1） 建立一個(gè)新工程。（3） 選擇所用的單片機(jī)AT89C51。其中文件的擴(kuò)展名應(yīng)該為“.c”，然后再保存。（6） 寫入源程序，單擊“P工程”菜單，再在下拉菜單中單擊“B構(gòu)造目標(biāo)”，開(kāi)始編譯源程序，構(gòu)造目標(biāo)。（8） 單擊“P工程”菜單，在下拉菜單中單擊“目標(biāo)Target1屬性”，對(duì)所需屬性進(jìn)行相應(yīng)的修改后即可對(duì)程序進(jìn)行編譯。因此，對(duì)一個(gè)測(cè)控系統(tǒng)而言，精度是一個(gè)主要指標(biāo)。一下則是本次液位測(cè)控系統(tǒng)的各種誤差來(lái)源的分析和相應(yīng)的解決方法： （1）被測(cè)液體的密度產(chǎn)生的誤差：因?yàn)橄到y(tǒng)中高度的控制是和所測(cè)量液體的密度具有一定的比例關(guān)系的，當(dāng)液體的密度不均勻時(shí)或者出現(xiàn)誤差時(shí)，通過(guò)標(biāo)度變換后誤差就會(huì)直接影響到液位的高度上，所以測(cè)量時(shí)應(yīng)該對(duì)所測(cè)液體的密度進(jìn)行多次的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。它的測(cè)量精度有限，%量程1cm。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(shí)驗(yàn)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。（4）A/D轉(zhuǎn)化器和單片機(jī)位數(shù)產(chǎn)生的誤差：當(dāng)傳感器信號(hào)經(jīng)過(guò)放大處理后進(jìn)入到AD轉(zhuǎn)換器時(shí)，因?yàn)楸敬尾捎?位的AD轉(zhuǎn)換器，它的分辨率為1/。這次為期四周的課程設(shè)計(jì)終于要落下帷幕了。通過(guò)這次監(jiān)測(cè)系統(tǒng)綜合課程設(shè)計(jì)使我明白了自己原來(lái)知識(shí)還比較欠缺。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長(zhǎng)期積累的過(guò)程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識(shí)和綜合素質(zhì)。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹(shù)立了對(duì)自己工作能力的信心，相信會(huì)對(duì)今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。也許這個(gè)課程設(shè)計(jì)做的也不太好，但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中所學(xué)到的東西是這次課程設(shè)計(jì)中最大的收獲和財(cái)富，使我終身受益。有了方向，以后的路就好走多了?？傊?，在這次課程設(shè)計(jì)中遇到了很多困難，同時(shí)也克服了很多困難，在解決困難的過(guò)程中我們享受了很多、學(xué)到了很多。這句古訓(xùn)體會(huì)更深了。 //延時(shí)函數(shù)void DS1302_write_data(uchar ,uchar)。 //從DS1302讀一個(gè)字節(jié)void DS1302_write_time(void)。 //從DS1302讀取當(dāng)前時(shí)間void DS1302_initial(void)。 //實(shí)時(shí)時(shí)間轉(zhuǎn)換為液晶字符endifinclude include define uchar unsigned charuchar Time_Buffer1[3]={12,00,00}。 //時(shí)、分、秒uchar Time_String[9]。 //時(shí)、分、秒位閃標(biāo)記/*函數(shù)功能：延時(shí)函數(shù) 函數(shù)原型：delay_DS1302()輸入值：us微秒 返回值：無(wú)*/void delay_DS1302(uchar us){ while (us)。 RST=1。 /*寫入目標(biāo)地址：addr*/ addr=addramp。 //最低位置零，寫操作 for(Level=0。Level++) //循環(huán)8次 { IO=(bit)(addramp。 //取最低位 SCLK=0。 SCLK=1。 //產(chǎn)生上升沿，完成寫操作 addr=addr1。Level8。0x01)。 delay_DS1302(10)。 delay_DS1302(10)。 //右移1位 } RST=0。 RST=1。 /*寫入目標(biāo)地址：addr*/ addr=addr|0x01。Level8。0x01)。 delay_DS1302(10)。 delay_DS1302(10)。 } /*輸出數(shù)據(jù)：rdata*/ for (Level=0。Level++) { SCLK=1。 SCLK=0。 //產(chǎn)生下降沿，完成讀操作 Leveldata=(uchar)IO。 rdata=1。 } RST=0。}/*