单片机的雨水检漏系统设计
目录
一、 引言 1
(一) 雨水检漏控制系统的发展背景 .1
(二) 雨水检漏系统的国内外发展现状 1
(三) 本文主要研究内容 2
二、 方案选择及元器件介绍 3
(一) 主控芯片的选取 3
(二) AT89C51控制芯片简介 4
(三) LCD1602型液晶简介 4
(四) 雨量传感器介绍 5
(五) ADC0832模数转换器介绍 6
三、 硬件系统设计 7
(一) 雨水检漏系统的硬件结构框图设计 7
(二) AT89C51单片机最小系统设计 7
1. 晶振电路设计 7
2. 复位电路设计 8
(三) 漏雨量传感器电路设计 8
(四) 液晶电路设计 9
(五) ADC0832模数转换器电路设计 10
(六) 报警器电路设计 10
(七) 按键电路 10
四、 软件系统设计 12
(一) 雨水检漏系统的软件工作流程设计 12
(二) 液晶显示流程设计 13
(三) 漏雨量传感器工作流程设计 14
(四) ADC0832模数转换器工作流程设计 14
五、 实物展示 16
(一) 实物展示 16
(二) 制作总结 18
总 结 19
参考文献 20
致 谢 21
附录一 原理图 22
附录二 元件列表 23引言
雨水检漏控制系统的发展背景
*景先生毕设|www.jxszl.com +Q: *351916072*
雨水检漏控制系统就是指一种内部嵌入单片机等微处理器作为主控芯片,在单片机片外搭配漏雨量传感器、高精度液晶屏、按键、报警器以及某些无线收发模块,这些系统所表现出的特点往往是以单片机作为核心部分,在软件上以SPI、IIC或者串口等一些典型接口进行相互之间数据收发。本课题将要设计的这种雨水检漏控制系统主要为了完成楼宇建筑顶层是否发生雨水渗漏的实施监护等功能,通过对渗漏量的准确检测,从而判断出楼宇顶层现状,制定维修方案,防止进一步渗漏引发此生危害,这种检漏能够实现这种功能的系统或者机械结构在很早以前就已经出现了,较早期的雨水检漏系统在组成上以机械结构占据主要部分,在功能的实现上也主要是以机械结构来实现的,随着电子技术逐渐发展后,设计者将一些简易的电子功能融入到传统雨水检漏系统中,虽然这些功能在实现难度上非常容易,但是诸如持续实时检测、渗漏量自动检测等功能的加入,使得传统雨水检漏系统更加具有实用性,使用者在用这种传统雨水检漏系统时能够得到更高的使用体验感,因此设计者们意识到这一趋势之后,不断将当时较为先进的电子技术和成熟控制技术嵌入到传统雨水检漏系统内部。在二十世纪后半页半导体技术和单片机技术实现大发展后,传统雨水检漏系统迎来了发展的新契机,单片机丰富的控制方式和成熟的控制性能得到了设计师的一致好评,这一时机的雨水检漏系统设计人员纷纷将单片机控制系统进行嵌入,通过将高性能漏雨量传感器、无线通信芯片、以太网等模块的搭配,实现了楼宇雨水渗漏检测组网、集中监控等新型智能功能。上世纪七十年代后期集成传感器技术的成熟为新型雨水检漏控制系统的发展注入了新鲜的血液,这些外型小巧、测量灵敏的传感器探头往往能够按照被测对象的变化而按规律输出相应能够被测量到的电压/电流信号,通过单片机等微处理器与集成传感器的搭配,是实现更高性能雨水检漏系统的最佳搭配。
雨水检漏系统的国内外发展现状
雨水检漏控制系统在我国的研究起步期相对较晚,其开始时间大约可以追溯到二十世纪初,当时单片机控制系统在国内飞速普及后,使得国内一些技术从业人员开始将目光对准了将单片机系统嵌入到雨水检漏控制系统内部,国内的相关技术人员不断从国外一些先进的成熟系统中进行学习,在此基础上能够实现一些简单的开环控制系统,但是对于雨水检漏系统的复杂控制,相对于当时国外一些发达国家还有一定的差距。目前国内外对于雨水检漏控制系统的研究仍旧处于一种热情的状态,由于微处理器技术不断发展,这在很大程度上不断促进雨水检漏系统向前发展,得益于微处理器的处理速度、处理性能、生产成本以及稳定性的逐渐提升,使得雨水检漏系统也在不断提高其性价比。
本文主要研究内容
本文从多个角度对雨水检漏控制系统进行了描述和展现,首先将这种系统的起源发展背景以及目前国内外企业、高校的研究成果现状进行了探讨和阐述,并分析研究了目前这种控制系统投入市场后所存在的普遍缺点;论文第二章紧接着对控制系统的总体结构框架进行了设计,选取了相应的元器件及模块,以便下文对软硬件系统进行设计;第三和第四两章着重对本次所设计的控制系统的硬件以及软件系统进行了设计,并对设计过程以及设计原理进行了详细描述。
1.能够实现漏雨量的实时检测,并将漏雨量进行显示。
2具有报警功能,当漏雨量超过报警阀值时,立即发出报警信号。
3.报警阀值可通过按键进行设置。
方案选择及元器件介绍
主控芯片的选取
在目前单片机市场一片玲琅满目的情境下,给毕业设计的完成带来了很大的便利,在制定好本文的设计目标后,首先需要考虑的就是系统主控器件的选取,结合到本系统要实现的功能,本文制订了选取单片机的两款方案。
方案一:使用美国MicroChip公司研发的PIC16F877单片机,这款单片机是一款被使用时间较长的典型8为单片机,无论是高校还是工业生产中都习惯将其成为PIC单片机,我们常说的PIC单片机是指一类通过内部特定结构实现的稳定度极高、抗电磁干扰能力显著的控制器。这种单片机在一些应用环境较为恶劣的场合非常常见,如路口的交通灯控制系统、工业生产中的主机运行等,在这些环境中,由于机器众多,电磁干扰现象非常严重,因此一些不采取保护措施的单片机就无法正常工作,而PIC单片机在不影响主频速度的情况下,通过改进内部电路结构同时施加一定的屏蔽措施,从而使得它能有条不紊的工作。如果本文选用PIC16F877单片机作为系统的主控,那么系统的稳定度将得到极大的提升,这款单片机另一个优点是具有DIP40双排直插封装可选,这样能够给电路的构建以及实物的焊接具有很大的便利性,不需要小心翼翼地去处理贴片管脚,能够大大促进毕业设计的成功性。另外PIC16F877单片机内部还集成了AD模数转换模块,能够实现高精度的信号采集功能,除此以外也包含定时器、中断以及UART等常用模块。
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