水深测量系统

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a～g为数字和字符显示段，h段为小数点显示，通过a～g为7个发光段的不同组合，可以显示0～9和A～F共16个数字和字母。

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β比9014的β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;a[3]=temp/1000;a[2]=(temp/100)%10;a[1]=(temp/10)%10;a[0]=temp%10;}问题3.正确显示范围是0~255，但是一直显示的是85~165。

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。

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2.总体电路原理图3.软件流程图4.软件设计#include <reg52.h>typedef unsigned char uint8; typedef unsigned int uint16; typedef unsigned long uint32; uint8 a[5]; uint8 j=0; sbit eoc=P2^6; sbit oe=P2^5; sbit st=P2^7; sbit ADDR0=P2^0; sbit ADDR1=P2^1; sbit ADDR2=P2^2; sbit ADDR3=P2^3; sbit clock=P2^4; bit flag=0;code uint8 table[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0, 0x99,0x92,0x82,0xf8, 0x80,0x90};void delay() //延时子函数 {uint16 i,K;for(i=1;i>0;i--)for(K=50;K>0;K--);}/*void delayus(){unsigned int i=1000;while(i>0)i--;}*/void diplay(){switch(j){case 0:ADDR0=1;ADDR1=1;ADDR2=1;ADDR3=0;j++;P0=table[a[0]];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=table[a[1]];delay();break;case 2:ADDR0=1;ADDR1=0;ADDR2=1;ADDR3=1;j++;P0=table[a[2]];delay(); //显示第三位break;case 3:ADDR0=0;ADDR1=1;ADDR2=1;ADDR3=1;j=0;P0=table[a[3]];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，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;a[0]=temp%10;a[1]=(temp/10)%10;a[2]=(temp/100)%10;a[3]=temp/1000;}diplay();diplay();diplay();diplay();}}七、设计体会与收获：课程设计已经结束了，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。