水库控制系统设计论文资料（经典） - 图文

片机独立控制,二是人为的远程控制。整个过程完全自动运行，不需要人为地实地监控，这样就保证了控制速度和精确度.采用远程控制，可以容易地对硬件设备进行更换扩展，这样就避免了因系统的老化而可能产生的系统损坏或无法正常工作等问题,从而使系统能持续地正常运转，减少了系统故障的发生。

4 硬件原理与设计

4.1 步进电机的控制电路

利用AT89S52单片机和LM298驱动芯片构成步进电机的控制系统，控制电机正反转。在该电路设计中，加入了TLP521_4光耦电路，使单片机与步进电机的驱动电路完全隔离，以减少电机脉冲对单片机的干扰；电路图中还包括单片机外接的四个插槽，方便对单片机上的各个接口的使用，它们通过网络标志分别和各相关电路元件连接。步进电机接收的是脉冲信号，所以极容易受到干扰。

图4.1 步进电机的驱动电路

4.2 单片机工作电路

AT89S52单片机是模拟水库监测系统的核心部分，用它来控制整个系统的运行，下面是它的电路图及相应配备电路，本系统中，共用到两块AT89S52单片机，上下位端各一块，下位端即CC1100模块无线发送端，这一块单片机有三个作用，一是对传感器所采集的信息进行处理；二是将处理好的数据信息送入到CC1100模块中进行发送；三是根据信息处理结果，控制步进电机正反转。上位端的AT89S52单片机主要是用来承载CC1100模块所接收到的信息，实现串口通讯，将数据传到上位机上去。要对AT89S52单片机进行保护，在XTAL1和XTAL2间要加入晶振电路来保证单片机的正常运行。

图4.2 单片机工作电路

4.3 数码管显示电路

显示模式采用的是四位七段LED数码管显示，如同单片机的使用一样，该系统电

路中也使用了两块数码管，它们的功能分别是：下位端的数码管是用来显示传感器所采集的信号，通过其显示的方波信号来计算时间差，求出水位，以及显示由流量传感器所采集的水流量的大小；上位端的数码管用来监测CC1100模块无线通讯是否成功，如果它显示的数字和下位端数码管一样，就证明无线发送/接收成功。

图4.3 数码管显示及其驱动电路

4.4 电源模块设计

由于本系统中CC1100的工作电压是3.3V,为了给其提供稳定的电压，使用了LM1117电压调节器，它能产生3.3V的稳压；该电源模块中还包括上电显示，给步进电机和单片机供电的电压块。

图4.4 电源模块

4.5 CC1100无线模块及串口通讯电路

在下面电路图中，只显示了上位端的CC1100接收模块，因为发送模块的连接方法是一样的，为了避免重复，所以没有给出。上位端接收从CC1100无线发射模块传来的信号，再将收集的信号传送到单片机上。由MX232串口通讯电路，把单片机中的数据信号传到上位机中去，通过上位机显示水库的实时参数，并对数据进行分析反馈。

图4.5 CC1100接收模块及串口通讯电路

5 软件设计

5.1 程序流程图

在本系统中，程序流程图可分为上位机端和下位机端两部分。 图5.1如下所示，是上位机端的程序流程图。

否 延时 是否接收到上位机数据 是 是否接收到下位机数据 向上位机转发数据 初始化串口和无线模块 开始 否 是 向下位机转发数据