摘 要随着信息技术的日益发展，我们的生活和生产都与单片机息息相关。从单片机技术的诞生，到如今单片机技术的日益成熟，都让现代工业测控领域带来了质的飞跃。现今，单片机有着可靠性高、性价比良好等优点，在工业控制系统设计、数据采集系统设计、智能化仪器仪表制造、办公自动化，家用电器生产等诸多领域得到极为广泛的应用。单片机技术不但给人们的生产生活提供了方便，而且能为人们的生命财产安全提供保障。本研究是基于51单片机设计一个水位检测及报警系统，用串口连接PC机，实现通信功能，并用MCGS软件显示所采集的数据。该应用可以实现如下功能：1、水位数据的显示；2、水位超限报警。该系统有着实际应用价值，能运用到山洪灾害防治预警，自来水生产，河流水位检测等地方。
目 录
摘 要 I
ABSTRACT II
第1章 绪论 1
1.1 设计背景 1
1.2 设计内容 1
第2章 软件部分 3
2.1 51单片机程序设计 3
2.1.1 adc0809转换程序设计 4
2.1.2 串口通信程序设计 5
2.1.3 主程序设计 6
2.2 MCGS脚本驱动程序设计 7
2.2.1 MCGS脚本驱动程序开发工具 7
2.2.2 本系统的设备驱动程序设计 10
2.3 MCGS动画界面构建 12
第3章 硬件部分 22
3.1 51单片机模块 22
3.2 蜂鸣器模块 23
3.3 投入式液位变送器电路 24
3.3.1 液位传感器的选用 25
3.3.2 投入式液位变送器电路设计 26
3.4 adc0809转换模块 27
3.4.1 adc0809芯片引脚及功能 27
3.4.2 adc0809转换模块与其他模块的连接 28
第4章 系统的调试及问题 30
4.1软件调试 30
4.1.1 单片机程序调试 30
4.1.2 MCGS脚本驱动程序调试 31
4.1.3 MCGS组态软件调试 32
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4.2 硬件调试 32
4.2.1 单片机模块调试 32
4.2.2 投入式液位变送器电路调试 33
4.2.3 蜂鸣器电路调试 33
4.3 系统调试 33
第5章 总结与展望 34
5.1 工作总结 34
5.2 工作展望 35
致 谢 36
参考文献 37
附录一 51单片机源程序 40
附录二 MCGS脚本驱动程序 45
附录三 成果演示图 48
附录四 外文翻译 50
第1章 绪论
1.1 设计背景
近几年来，全国各地区极端恶劣天气出现的频率越加频繁，几十年不遇的特大暴雨屡见不鲜。因而引发了不少的山洪灾害，不但威胁了人民群众的生命，也造成了巨大的经济损失。例如：2015年5月7日，连日来的持续性强降雨，导致广东佛冈6个镇32个村委相继出现山洪灾害，受灾人口达7200人，造成直接经济损失1345万元；2012年7月27日，暴雨山洪灾害致使甘肃古浪县黑松驿镇15个村62个村民小组、261户1263人受灾，6户24间居民房屋倒塌，2人死亡，农作物受灾面积223.53公顷，冲毁桥梁8座，此次山洪造成经济损失1980多万元。
为了保护人民群众生命和财产的安全，国家制定了全国山洪灾害防治规划。通过制定山洪灾害防治规划，因地制宜，提出防治山洪灾害的对策措施，协调人与自然的关系，减少或减缓致灾因素向不利方向演变的趋势，建立和完善防灾减灾体系，提高防御山洪灾害的能力，减少山洪灾害导致的人员伤亡和财产损失，促进和保障我国山丘区人口、资源、环境和经济的协调发展。近期（2010年）规划目标：初步建成山洪灾害重点防治区以监测、通信、预报、预警等非工程措施为主与工程措施相结合的防灾减灾体系，基本改变我国山洪灾害日趋严重的局面，减少群死群伤事件发生，财产损失相对减少。远期（2020年）规划目标：全面建成山洪灾害重点防治区非工程措施与工程措施相结合的综合防灾减灾体系，一般山洪灾害防治区初步建立以非工程措施为主的防灾减灾体系，最大限度地减少人员伤亡和财产损失，山洪灾害防治能力与山丘区全面建设小康社会的发展要求相适应[1]。
1.2 设计内容
在山洪灾害防治非工程措施中，山洪灾害预警就是其中的一个重要环节。山洪灾害预警要求能准确地得到山洪信息，并且要能马上进行发布，通知到相关人员，及时组织人民群众进行疏散和撤离危险区域。在山洪灾害预警中，其中一项就是检测河流水位。本设计的内容就是要实现以下功能：全天24小时对河流的水位进行检测，当水位超过警报值时，发出报警；并应该对历史水位数据进行存储，以便随时查看。
整个单片机水位检测及报警系统分为两大模块，硬件模块及软件模块。其中，硬件模块包括：投入式液位变送器，adc0809模块，单片机模块，蜂鸣器模块，51单片机模块；软件模块包括：51单片机程序设计，MCGS脚本驱动程序设计，MCGS动画界面构建。总体机构如下图1.1。


图1.1 总体结构
在本文的第2章中，将详细介绍本系统的软件部分；第3章中，将详细介绍本系统的硬件部分。而在本项目的设计过程中出现的问题及解决方法将会在本文的第4章中作详细的描述。在最后的第5章中，将会对本项目做出总结及其展望。
第2章 软件部分
2.1 51单片机程序设计
本设计的单片机系统采用的是STC89c52芯片，其程序主要是使用C语言进行编写。本系统的程序设计分为以下几部分：1、主程序；2、串口通信程序；3、数码管显示程序；4、adc0809转换程序。由于程序主体太过冗长，因此采用模块化的编写方式，以方便阅读和程序调试，为此本人创建了main.c, uart.c, adc0809.c, uart.h, adc0809.h文件。具体模块的列表如下图2.1所示。


图2.1 程序模块列表
程序的流程图如下图2.2所示。


图2.2 程序流程图
2.1.1 adc0809转换程序设计
adc0809转换程序主要执行了将模拟信号转换成数字信号的任务，将从投入式液位变送器采集到的数据转化成模拟信号存入到芯片中，再进行进一步的处理。

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