水库控制系统设计论文资料（经典） - 图文

NOP ；等待1.4μs，nop数根据晶振情况选择。 NXT： SETB P1.0 MOV C， P1.1 RLC A CLR P1.0 INC R0

CJNE R0，＃8，NXT MOV R0，＃00 SETB P1.2

MOV DTSVRM，A ；DTSVRM：DATA SAVE RAM. RET

TLC549片型小，采样速度快，功耗低，控制简单。适用于低功耗的袖珍仪器上的单路A/D或多路并联采样。 2.5.3 MAX232 芯片

MAX232芯片是MAXIM 公司生产的低功耗、单电源双RS232发送/接收器。适用于各种

EIA-232E 和V.28/V.24 的通信接口。MAX232芯片内部有一个电源电压变换器,可以把输入的+5V电源变换成RS-232C输出电平所需±10V电压,所以采用此芯片接口的串行通信系统只要单一的+5V电源就可以。

MAX232 外围需要4个电解电容C1 、C2 、C3 、C4 ,是内部电源转换所需电容。其取值均为1μF/25V。宜选用钽电容并且应尽量靠近芯片。C5为0.1μF的去耦电容。

MAX232的引脚T1IN、T2IN、R1OUT、R2OUT为接TTL/ CMOS 电平的引脚。引脚T1OUT、T2OUT、R1IN、R2IN 为接RS - 232C电平的引脚。因此TTL/ CMOS 电平的T1IN、T2IN引脚应接MCS- 51 的串行发送引脚TXD; R1OUT、R2OUT 应接MCS-51的串行接收引脚RXD。与之对应的RS -232C电平的T1OUT、T2OUT 应接PC 机的接收端RD; R1IN、R2IN应接PC机的发送端TD。 MAX232的用法如下：

(1) 在C1+和C1-两端、C2+和C2-两端、V+和地两端、V-和地两端分别接一个0.1μf(105)电容。

(2) 可以将两路RS-232C电平转换成两路TTL电平。分别从R1IN和R2IN输入，对应从T1OUT和T2OUT输出。注意，输入和输出的逻辑值保持一致，如输入-5V，即逻辑1，输出也是逻辑1，TTL电平为高电平，即3.6V左右。

(3) 可以将两路TTL电平转换成两路RS-232C电平，分别从T1IN和T2IN输入，对应从R1OUT和R2OUT输出。同样输入和输出的逻辑值保持一致。

图2.12 MAX232芯片

2.5.4 七段数码管

LED数码管多段发光二极管组成，其形状有7段8字形的、14段米字形等。根据接法不同又可分为共阴极和共阳极两类。每一段由一个引脚控制，根据要求，对各个引脚加上不同的电压，使其显示需要的数字或字符。如果是一个共阴极数码管，则要显示0时就要给a、b、c、d、e、f、g七只发光二极管加高电平，给g管加低电平，十六进制数为7E。从0～9的十六进制显示码分别为3F，06，5B，4F，66，6D，7D，07，7F，6F。

在该单片机系统中，使用了LED数码显示器来显示采集到的水库水位和流量。由于它具有显示清晰、亮度高、使用电压低、寿命长的特点，因此使用非常广泛。

八段LED显示器由8个发光二极管组成。基中7个长条形的发光管排列成“日”字形，另一个点形的发光管在显示器的右下角作为显示小数点用，它能显示各种数字及部份英文字母。LED显示器有两种不同的形式：一种是8个发光二极管的阳极都连在一起的，称之为共阳极LED显示器；另一种是8个发光二极管的阴极都连在一起的，称之为共阴极LED显示器。如2.5.4图所示。本系统中使用了一块四位七段数码管。

图2.13 数码管原理图

2.5.5 LM298芯片

LM298是四路输出的电机驱动芯片，每路大概500毫安，其本身有压降，随输出电流的变化而变化。它可以同时控制两个直流电机，可以驱动一个步进电机。LM298的管脚我们已经知道，它的作用是控制电机的正反转和驱动电机。下位端单片机与LM298

连接(管脚如下图)，但电机脉冲会对下位机产生很强的干扰，所以必须在单片机和LM298之间加上一个光耦电路来隔离，减少干扰影响。本系统只用到LM298的部分功能。

图2.14 LM298驱动芯片

3 系统设计

3.1 系统要求

本系统要求对水文站的雨量，流量进行监测，自动控制阀门开/关。利用超声波传感器和流量传感器采集水位、流量等信息，利用CC1100无线模块实现上位机与下位机之间无线通信。上位机存储数据，并通过编译VC界面实时显示水库的参数变化情况。 (1) 水位和流量的监测

能够对水库水位、流量等参数进行数据采集。并且精度需要达到0.5CM，数据用无线传送。采集到的水位、流量等数据需要从下位机传输到上位机。为了完成这一过程，本系统采用了CC1100无线传输模块，利用其无线通讯技术，把上位机与下位机联系起来，实现数据的无线传送。在传输的过程当中不能够出现误码，或者尽可能让误码降到最小。 (2) 闸门的控制

水文站的控制最重要的一点就是：让水位保持在一定的范围内。当水位过高时，需要放水。当水位过低时，则需要蓄水。这个过程中，由传感器传输的数据经A\\D转换送入单片机处理，相应发出控制信号来控制闸门的开与关。这个过程可以由下位机单片机端直接控制。系统中通过单片机控制步进电机正反转，来模拟阀门开关的运转情况。所采集到的数据在PC机上采用图形或者例表的形式显示，来直观地监测水库的实时参数。

3.2 系统总体方案

AT89S52单片机 AT89S52单片机 发送 CC1100CC1100 接收 控制信号 电机正反转

数据传送数据传输 A/D转换 信号传输 超声波传感器 流量传感器 如上图所示，该水库监测系统结构主要由四部分组成：数据的采集、单片机运算控制、数据的无线收发、上位机端的监测分析。设计思路是将传感器所采集到的水库参数，经A/D转换送入单片机进行处理，然后将处理的结果，经CC1100无线模块传输到上位机端，再通过串口通讯技术，利用MX232芯片将数据传到上位机上，在上位机上通过编译的界面可以清楚地知道水库的情况，然后对所监测到的数据进行分析，将分析结果反馈到下位端，下位机端接收到反馈信息后，由单片机输出脉冲，来控制步进电机正反转（相当于控制阀门开/关），从而实现对水库的流量和水位的适时控制，保证水库的安全。

为了提高系统的可靠性，本方案中，进行的是双保险.系统分两个部分，一个是单

PC上位机

图3.2 系统原理方框图