水深测量系统(共12页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上 西安邮电大学单片机课程设计报告书液位监测系统专业：班级：姓名（学号）： 液位监测系统一、设计目的1. 采用单片机、ADC0809、压力传感器为主要器件，设计水深检测系统；2. 通过本次课程设计加深对单片机课程的全面认识和掌握，对单片机课程的应用进一步的了解；3. 掌握定时器、外部中断的设置和编程原理；4. 通过此次课程设计能够将单片机软硬件结合起来，对程序进行编辑，校验。二、设计要求1.压力传感器输出为4-20mA电流信号，通过转换电路把其转换为电压信号；2.处理模拟信号并显示其实际水的深度数值。三、设计器材器件个数器件个数STC89C521晶振（12M）1ADC0

2、809133PF电容1RESPACK-811K电阻19012型三极管410K电阻1开关1液位传感器14位数码管1底座1四、设计方案及分析1. 单片机最小系统电路单片机最小系统电路如图1所示，由主控器STC89C52、时钟电路和复位电路三部分组成。单片机STC89C52作为核心控制器控制着整个系统的工作，而时钟电路负责产生单片机工作所必需的时钟信号，复位电路使得单片机能够正常、有序、稳定地工作。图1 单片机最小系统2. 时钟电路STC89C52 单片机芯片内部设有一个由反向放大器所构成的振荡器。19脚(XTAL1)为振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端，18脚(XTAL2)为振荡器反相放大

3、器的输出端。在XTAL1和XTAL2引脚上外接定时元器件，内部振荡电路就会产生自激振荡。本系统采用的定时元器件为石英晶体（晶振）和电容组成的并联谐振回路。晶振频率为12MHz，电容大小为33pF，时钟电路如图所示。图2 时钟电路（晶振）3. 复位电路STC89C52的复位是由外部的复位电路来实现的,复位电路通常采用上电复位和按钮复位两种方式,本设计采用的是最按钮复位电路,其电路图如图所示。图3 复位电路4数码管显示电路LED又称为数码管，它主要由8段发光二极管组成的不同组合，可以显示ag为数字和字符显示段，h段为小数点显示，通过ag为7个发光段的不同组合，可以显示09和AF共16个数字和字母。

4、LED可以分为共阴极和共阳极两种结构。共阳极结构即把8个发光二极管阳极连在一起。这种装入数码管中显示字形的数据称字形码，又称段选码。本设计用到的是LED显示器静态显示方式，其电路如图所示是发光二极管显示器（LED）的结构、工作原理及接口电路。图4 数码管电路五、问题分析与解决方法问题1数码管开始显示暗并且数字总是在跳动。 这个问题的结症严格意义上说没有得出答案。当时数码管（共阳）位控，我们用的是9014号PNP型三极管，现象时显示结果暗淡并且跳动。我们没有怀疑三极的问题而是把目标一致对准焊接电路，反复检查没有问题（检查方法：该通的地方通，不该通的地方不通），即使这样也没有解决问题，最后根据数码

5、管显示暗淡一个现象，就猜想通过字样各段的电流小。试着调整三极管的放大倍数，将一个9014型三极管替换成9012型，结果成功了。最后，我试着测试了一下9012和9014的方法倍数，结果显示9012的放大倍数比9014的大100左右。问题2 即使更换了三极管，数码管显示数字仍然在不停地闪动。这个问题在硬件上已经改变了，相信硬件在显示方面不会出现问题，只能把目标哦对准软件的方面。最初的主程序没有防止电压微小跳动而导致显示转换结果不稳定的，最懂显示结果微小跳动。程序每走一遍，数码管就显示结果就刷新一遍。那么我们就想，在电压输入电相同的情况下，那么记录上次的转换结果，如果本次转换结果与上次的相同，就不需

6、要刷新显示数据，反之，则刷新。这样的想法，促使我们使用了如下关键语，这样显示数组a不需要每次刷新，只是在数据变化的情况下刷新。Temp1=P1；/P1端口读的是AD0809的转换结果if(temp!=temp1)temp=temp1;a3=temp/1000;a2=(temp/100)%10;a1=(temp/10)%10;a0=temp%10;问题3.正确显示范围是0255，但是一直显示的是85165。这个问题没有找到确定的答案。最初怀疑软件，因为硬件电路在开始时已经仔细检出过，而且是不同的人独立检查的（这样利于发现问题，防止可能已犯误人把其他人引入定势思维），但是最终没有发现问题，只能把目

7、光投向软件。软件中AD0809工作需要整脉冲，上升沿是各个寄存器复位，下降沿AD0809开始工作。我们给模拟正脉冲的程序加入了延时程序（st=0;delayus();st=1;delayus();st=0;delayus();），但是这样也没有改变结果。问题4. 检查硬件发现可能是AD0809没有工作，但是一直找不出来问题。这个问题从始至终都没有找到确切的答案，只是有基于上个问题的一些想法。上个问题中，模拟输入电压在接入5V，数码管显示165，在接入0V显示65，显示结果不是很稳定，但是显示如上结果的概率在95%。最初我们猜想是其他问题，因为输入5V和0V数转换的结果在变化，说明数码管工作了。

8、在过少次检查机想象中，都没能找到问题。我们就试着改变了输入模拟电压，用两个相同的电阻分压，得到了2.5V模拟输入电压，但令我们惊讶的是现实结果没有变，而是接近5V的显示结果，甚至一样。那么，AD0809一定没有工作，显示的只是初始化得乱码。我们再次仔细检查了电路，没有发现问题。经过我们小组几次讨论,得出如下结论：AD0809本身可能就是坏的!六、设计结果1.方案图电压前置放大电路 模数转换数码管显示单片机处理液位传感器2.总体电路原理图3.软件流程图数码管显示开始数码管的初始化定时器中断、0809初始化读取0809转换结果N继续等待0809转换结果结束4.软件设计#include typede

9、f unsigned char uint8;typedef unsigned int uint16;typedef unsigned long uint32;uint8 a5;uint8 j=0;sbit eoc=P26;sbit oe=P25;sbit st=P27;sbit ADDR0=P20;sbit ADDR1=P21;sbit ADDR2=P22;sbit ADDR3=P23;sbit clock=P24;bit flag=0;code uint8 table=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0, 0x99,0x92,0x82,0xf8, 0x80,0x90;void delay

10、()/延时子函数uint16 i,K;for(i=1;i0;i-)for(K=50;K0;K-);/*void delayus()unsigned int i=1000;while(i0)i-;*/void diplay()switch(j)case 0:ADDR0=1;ADDR1=1;ADDR2=1;ADDR3=0;j+;P0=tablea0;delay();/显示第一位数码管break;case 1:ADDR0=1;ADDR1=1;ADDR2=0;ADDR3=1;j+;/显示第二位P0=tablea1;delay();break;case 2:ADDR0=1;ADDR1=0;ADDR2=1

11、;ADDR3=1;j+;P0=tablea2;delay();/显示第三位break;case 3:ADDR0=0;ADDR1=1;ADDR2=1;ADDR3=1;j=0;P0=tablea3;delay();/显示第四位break;default:break;void timer0() interrupt 1 flag=flag;clock=flag; main() uint16 temp1=P1,temp=P1; TMOD=0x02; TH0=0xff;TL0=0xff; TR0=1; EA=1; ET0=1; while(1)st=0;delayus(); /给start一个上升沿脉冲，

12、将内部所有寄存器清零st=1;delayus();st=0;delayus();/给start一个下降沿脉冲，开启AD转换while(!eoc);/转换结束标志 oe=1; /允许输出转换后的数据 delayus();temp1=P1; /定义temp，用于表示从ADC来的数据的各个位oe=0; delayus();if(temp!=temp1)temp=temp1; a0=temp%10; a1=(temp/10)%10;a2=(temp/100)%10;a3=temp/1000;diplay();diplay();diplay();diplay();七、设计体会与收获：课程设计已经结束了，

13、总的结果是我们组的结果没有做出来。实话说，我觉得我们组尽力了，想进各种办法都没有结果。我对结果是一个重视的人，当时心情低落。在这次课程设计中，我是组长，结果没有出来，我觉得不是知识的缺乏，而是合作不佳，任务倒是分配好了，但是各份工作之间的衔接不是很融洽。这可能就是结果没有出现的结症。对于老师所说的分发成果的例子，我觉得这样（27%、25%、25%、23%）最好，最高的是思想和框架的设计，其次是软件，再次是焊接电路板的，最后是整体检测结果的。这个分配可能不符合我们组情况，因为最后一步卡住正确结果。所以针对这种情况，每个人在原有的基础上都减少0.5%，共计2个百分点，作为自由分配项。当然这个权利在

14、我的手里，可以根据每个人的情况决定5个百分点的分配（可以是一个人的，也可以是两个人的，当然更可以是三个或者整个团队均分）。那么最后的分配方式就是：整体思想和框架设计26.5%；软件设计24.5%；硬件焊接布线24.5%；检测调试22.5%；自由分配点2%。：在这次课程设计中，我主要负责检测调试的任务。对于这次课程设计，总体感觉挺遗憾的，因为我们组没有出结果，对此，我觉得我的责任很大。在硬件焊接完成并下载进去程序后，发现结果出不来。在反复研究程序和仿真图之后，发现两者都没有问题，然后又多次检查板子，测试是否是焊接的问题，发现焊接也没有问题，之后就陷入了困境。然后又经过反复检测程序和硬件焊接，解决

15、了数码管显示数字暗并且不稳定的问题，但最后还是很遗憾的没有出结果。但是，在这次课程设计中，我还是学到了很多东西，不仅是关于数电、模电、单片机方面的，还有关于团队合作方面的。相信这些一定会是我以后工作和学习中的财富！：在这次课程设计中，我主要负责了程序设计和ISIS仿真模块的任务。在最初的时候，我其实不知道如何下手，经过全组的讨论，我整体的把握了设计的方向与脉络。在此之后我自己在网上搜集资料，观看有关的教学视频，翻查教学课本，补充了这次课程设计需要用到的相关知识。在ISIS中把电路搭好以后，我先从显示入手，编写简单程序，让数码管显示预期的效果，之后再慢慢一步一步往下走。在此期间，我也遇到了一些问

16、题，比如四个数码管只有三个显示，我在不断调试后添加了一条switch语句，就解决了这一问题。再比如ADC0809的时钟脉冲我不知道如何在硬件中给出，请教了老师以后，知道了可以用上课时老师讲过的定时和中断来实现。在最后仿真顺利完成，队友们开始搭建硬件电路。电路完成，又出现了一些问题，排除线路等硬件的问题，我开始修改程序，后来发现，由于最后显示模块刷新的太慢造成了显示的不稳定，于是我又加入了三个display()，形成四个刷新模块一起顺序执行，就顺利的一次性将四个数码管的显示刷新完毕，从而解决了这一问题。虽然在最后我们没有得到想要的最终结果，但是我在这次课程设计中，学到很多，我知道了如何在调试中发

17、现错误，解决问题，学会了如何团队合作，如何在仿真与实际不一致的情况下用实际电路反观程序，调整问题。这次课程设计的收获，将成为我以后学习与工作的宝贵财富。：通过这次课程设计，我们学习了一些关于单片机和传感器方面的知识，在课程设计过程中，我们小组遇到了许多问题，在仿真过程，虽然仿真没出问题，但是在焊板子和硬件调试，出现了比较大的问题，没有显示出想要的结果，经过两星期的课程设计，最终还是没有结果，让我们感到非常遗憾。在焊板子时，布线不是很好，导致布局有点凌乱，以后要注意这方面的细节处理。通过这次课程设计，我们四人小组的共同努力下，还是取得了一些成果，让我们意识到我们本身的不足。八、参考文献张毅刚主编.单片机原理及应用M.北京：高等教育出版社，2003李全利 迟荣强 编著 单片机原理及接口技术 北京：高等教育出版社2004专心-专注-专业