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該系統(tǒng)以STC15F60S2為核心測量器件，配合放大電路設(shè)計了高精度水情檢測系統(tǒng)。經(jīng)過最終的調(diào)試，實現(xiàn)了不同情況下水位、PH值及電壓的測量。本系統(tǒng)性能優(yōu)良，工作可靠，操作簡單，使用方便，完全滿足題目中所有的指標(biāo)要求。在設(shè)計過程中要注意以下問題：電壓小于5V時，采用光耦元器件誤差較大，當(dāng)電壓高于5V時，應(yīng)采用A/D轉(zhuǎn)換電路減小誤差。

單片機(jī)源程序如下:

#include <stc15f2k60s2.h>
#include <intrins.h>
#include <lcd12864.h>
//引腳定義
sbit RX = P4^2;
sbit TX = P4^4;
#define FOSC 11059200L
#define BAUD 9600
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
#define ulong unsigned long
#define URMD 0 //0:使用定時器2作為波特率發(fā)生器
//1:使用定時器1的模式0(16位自動重載模式)作為波特率發(fā)生器
//2:使用定時器1的模式2(8位自動重載模式)作為波特率發(fā)生器
#define ADC_POWER 0x80 //ADC電源控制位
#define ADC_FLAG 0x10 //ADC完成標(biāo)志
#define ADC_START 0x08 //ADC起始控制位
#define ADC_SPEEDLL 0x00 //540個時鐘
#define ADC_SPEEDL 0x20 //360個時鐘
#define ADC_SPEEDH 0x40 //180個時鐘
#define ADC_SPEEDHH 0x60 //90個時鐘
/*---全局變量聲明---*/
uchar code CharCode1[]="**水情監(jiān)測系統(tǒng)**";
uchar code CharCode2[]="液位值：";
uchar code CharCode3[]="PH值：";
uchar code CharCode4[]="電壓值：";
uchar number0[5]; //水位值儲存
uchar number1[5]; //PH值儲存
uchar number2[7]; //電壓值儲存
uchar Test0; //標(biāo)志
uint ad_data1; //十位AD值
unsigned int time=0;
long S=0;
bit flag =0;
ulong distance; //距離顯示
/*---函數(shù)聲明---*/
void InitUart();
void InitADC();
void Timer0Init(void); //10毫秒@11.0592MHz
void Timer2Init(void); //10毫秒@11.0592MHz
ulong GetADCResult(uchar ch);
void Delay(uint n);
void IO_Init(); //I/O口初始
void LCD12864(); //LCD初始化顯示
void PH_Value(); //PH監(jiān)測化
ulong PH_read(long PH); //PH值轉(zhuǎn)換
void Voltag_read(); //電壓監(jiān)測
/*---液位---*/
void Conut(void);
void Distance_Value(); //液位監(jiān)測
void delayms(unsigned int ms);
void Timer_Count(void);
void StartModule(); //T1中斷用來掃描數(shù)碼管和計800MS啟動模塊
ulong datas_Value(long datas); //數(shù)據(jù)修正
/*---主函數(shù)---*/
void main()
{
IO_Init(); //I/O口初始化
LCD12864_Init(); //LCD初始化
InitUart(); //初始化串口
InitADC(); //初始化ADC
Timer0Init(); //定時器0初始化
Timer2Init(); //定時器2初始化
while (1)
{
LCD12864();
if(Test0==1)
{
Test0=0;
PH_Value();
Voltag_read();
Distance_Value();
}
}
}
void IO_Init() //I/O口模式選擇
{
P0M0 = 0x00;P0M1 = 0x00;P1M0 = 0x00;P1M1 = 0x00;
P2M0 = 0x00;P2M1 = 0x00;P3M0 = 0x00;P3M1 = 0x00;
P4M0 = 0x00;P4M1 = 0x00;P5M0 = 0x00;P5M1 = 0x00;
P6M0 = 0x00;P6M1 = 0x00;P7M0 = 0x00;P7M1 = 0x00;
}
void LCD12864() //LCD初始化顯示
{
uchar i=0;
uchar j=0;
uchar k=0;
uchar t=0;
LCD12864_SetWindow(0, 0); //系統(tǒng)名稱顯示
while(CharCode1[i]!='\0')
{
LCD12864_WriteData(CharCode1[i]);
i++;
if(i==16)
{
i=0;
break;
}
}
LCD12864_SetWindow(1, 0); //液位顯示
while(CharCode2[j]!='\0')
{
LCD12864_WriteData(CharCode2[j]);
j++;
if(j==15)
{
j=0;
break;
}
}
LCD12864_SetWindow(2, 0); //PH值顯示
while(CharCode3[k]!='\0')
{
LCD12864_WriteData(CharCode3[k]);
k++;
if(k==8)
{
k=0;
break;
}
}
LCD12864_SetWindow(3, 0); //電壓值顯示
while(CharCode4[t]!='\0')
{
LCD12864_WriteData(CharCode4[t]);
t++;
if(t==13)
{
t=0;
break;
}
}
}
void PH_Value() //PH監(jiān)測
{
long PH;
long datas;
long num;
uint i;
datas=GetADCResult(0);
// num=datas*(4.5/1.0240);
num=datas_Value(datas*(4.5/1.024));
PH=PH_read(num); //PH-Value對比
number0[0]=PH/1000; //求十位
number0[1]=PH%1000/100; //求個位
number0[2]='.';
number0[3]=PH%100/10; //求十分位
number0[4]=PH%10; //求百分位
LCD12864_SetWindow(2,3);
for(i=0;i<5;i++)
{
if(i==2)
LCD12864_WriteData(number0[i]);
else
LCD12864_WriteData(number0[i]+48);
}
}
ulong PH_read(long PH) //PH值轉(zhuǎn)換
{
long datas;
if(PH>4242)
{
datas=0;
}else if(PH>4065)
{
datas=0+(PH-4065)/177.00;
}else if(PH>3885)
{
datas=1+(PH-3885)/180.00;
}else if(PH>3709.8)
{
datas=2+(PH-3709.8)/175.20;
}else if(PH>3532.5)
{
datas=3+(PH-3532.5)/177.30;
}else if(PH>3354)
{
datas=4+(PH-3354)/178.50;
}else if(PH>3177.5)
{
datas=5+(PH-3177.5)/176.50;
}else if(PH>3000)
{
datas=6+(PH-3000)/177.50;
}else if(PH>2822.5)
{
datas=7+(PH-2822.5)/177.50;
}else if(PH>2646)
{
datas=8+(PH-2646)/176.50;
}else if(PH>2467.5)
{
datas=9+(PH-2467.5)/178.50;
}else if(PH>2292)
{
datas=10+(PH-2292)/175.50;
}else if(PH>2115)
{
datas=11+(PH-2115)/177.00;
}else if(PH>1938)
{
datas=12+(PH-1938)/177.00;
}else if(PH>1758)
{
datas=13+(PH-1758)/180.00;
}
else
{
datas=14;
}
datas=datas*100;
return datas;
}
void Voltag_read() //電壓監(jiān)測
{
long voltag;
long datas;
uint i;
datas=GetADCResult(1);
// voltag=datas*(4.5/1.024);
voltag=datas_Value(datas*(4.5/1.024));
number1[0]=voltag/1000; //求個位
number1[1]='.';
number1[2]=voltag%1000/100; //求十分位
number1[3]=voltag%100/10; //求百分位
number1[4]='V';
LCD12864_SetWindow(3, 4);
for(i=0;i<5;i++)
{
if(i==1|i==4)
LCD12864_WriteData(number1[i]);
else
LCD12864_WriteData(number1[i]+48);
}
}
/*---液位---*/
void Conut(void)
{
int i;
time=TH0*256+TL0;
TH0=0;
TL0=0;
S=(time*1.8)/10; //算出來是mm
S=280-S;
if((S>=7000)||flag==1) //超出測量范圍顯示“-”
flag=0;
else
{
number2[0]=S/1000;
number2[1]=S/100%10;
number2[2]=S/10%10;
number2[3]=S%10;
number2[4]='m';
number2[5]='m';
LCD12864_SetWindow(1,4);
for(i=0;i<6;i++)
{
if(i==4|i==5)
LCD12864_WriteData(number2[i]);
else
LCD12864_WriteData(number2[i]+48);
}
}
}
void delayms(unsigned int ms)
{
unsigned char i=100,j;
for(;ms;ms--)
{
while(--i)
{
j=10;
while(--j);
}
}
}
void Timer_Count(void)
{
TR0=1; //開啟計數(shù)
while(RX); //當(dāng)RX為1計數(shù)并等待
TR0=0; //關(guān)閉計數(shù)
Conut(); //計算
}
void StartModule() //T1中斷用來掃描數(shù)碼管和計800MS啟動模塊
{
TX=1; //800MS 啟動一次模塊
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
_nop_();
TX=0;
}
void Distance_Value()
{
unsigned int valA;
delayms(60);
RX=1;
StartModule();
for(valA=7510;valA>0;valA--)
{
if(RX==1)
{
Timer_Count();
}
}
}
ulong datas_Value(long datas) //數(shù)據(jù)修正
{
int i;
long v,sum,value[20];
for(i=0;i<20;i++)
{
value[i]=datas;
sum+=value[i];
}
v=sum/50.00;
return v;
}
/*---發(fā)送ADC結(jié)果到PC---*/
/*
void ShowResult(char ch)
{
// SendData(ch); //顯示通道號
// SendData(GetADCResult(ch)); //顯示ADC高8位結(jié)果
// SendData(ADC_RESL); //顯示低2位結(jié)果
}
*/
/*---讀取ADC結(jié)果---*/
unsigned long GetADCResult(uchar ch)
{
ADC_CONTR = ADC_POWER | ADC_SPEEDLL | ch | ADC_START;
_nop_(); //等待4個NOP
_nop_();
_nop_();
_nop_();
while (!(ADC_CONTR & ADC_FLAG));//等待ADC轉(zhuǎn)換完成
ADC_CONTR &= ~ADC_FLAG; //Close ADC
ad_data1=ADC_RES<<2; //因為是10位的AD，因此需要把AD轉(zhuǎn)換后的低8位向高位移動2位
ad_data1=ad_data1|ADC_RESL&0x03; //再把高8位和低2位相加。
ad_data1=ad_data1/1.024;
return ad_data1; //返回ADC結(jié)果
}
/*---初始化ADC---*/
void InitADC()
{
P1ASF = 0xff; //設(shè)置P1口為AD口
CLK_DIV &=0xdf;
ADC_RES = 0; //清除結(jié)果寄存器
ADC_RESL= 0;
ADC_CONTR = ADC_POWER | ADC_SPEEDH;
Delay(2); //ADC上電并延時
}
/*---初始化串口---*/
void InitUart()
{
SCON = 0x5a; //設(shè)置串口為8位可變波特率
#if URMD == 0
T2L = 0xd8; //設(shè)置波特率重裝值
T2H = 0xff; //115200 bps(65536-18432000/4/115200)
AUXR = 0x14; //T2為1T模式, 并啟動定時器2
AUXR |= 0x01; //選擇定時器2為串口1的波特率發(fā)生器
#elif URMD == 1
AUXR = 0x40; //定時器1為1T模式
TMOD = 0x00; //定時器1為模式0(16位自動重載)
TL1 = 0xd8; //設(shè)置波特率重裝值
TH1 = 0xff; //115200 bps(65536-18432000/4/115200)
TR1 = 1; //定時器1開始啟動
#else
TMOD = 0x20; //設(shè)置定時器1為8位自動重裝載模式
AUXR = 0x40; //定時器1為1T模式
TH1 = TL1 = 0xfb; //115200 bps(256 - 18432000/32/115200)
TR1 = 1;
#endif
}
/*---發(fā)送串口數(shù)據(jù)---*/
/*
void SendData(uchar dat)
{
while (!TI); //等待前一個數(shù)據(jù)發(fā)送完成
……………………
…………限于本文篇幅余下代碼請從51黑下載附件…………

復(fù)制代碼

所有資料51hei提供下載(代碼):

簡易水情監(jiān)測.zip (90.36 KB, 下載次數(shù): 44)

序號	名稱型號規(guī)格	數(shù)量
1	SIGLENT-SDS3053（500M示波器）	1
2	Agileat 33600A（DDS函數(shù)信號發(fā)生器）	1
3	SUIN-SS3323 （直流穩(wěn)壓源）	1
4	NFC-C1000-1型多功能計數(shù)器	1

待測物	標(biāo)準(zhǔn)PH值	實際PH值	相對誤差
水和白醋	2.45	2.90	18.36*10-2
	3.42	3.56	4.66*10-2
	3.60	3.70	2.77*10-2
純凈水和白醋	3.50	3.40	2.86*10-2
	3.90	3.93	0.76*10-2
	3.70	3.55	4.05*10-2

待測物	測量距離/mm	實際距離/mm	相對誤差
水和白醋	158	153	3.1*10-2
純凈水	120	122	1.6*10-2

輸入幅度/V	測量值/V	相對誤差
3.25	3.24	3.0*10-3
4.98	4.96	4.0*10-3

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