水位检测仪设计 毕业设计

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1、目录摘要11引言21.1水位检测仪器的现状和发展前景21.2本文的结构安排22水位监测仪的基本原理32.1功能说明32.2整体架构33硬件设计53.1水位检测与数据采集53.2数码管与LED显示73.2.1相关芯片简介73.2.2显示部分工作原理94系统软件设计124.1初始化程序124.1.1I/O端口方向控制寄存器124.1.2TMR1初始化124.1.3TMR0初始化134.2定时/计数器134.2.1TMR1中断服务程序144.2.2TMR0中断服务程序154.3数据转换子程序17结束语19致谢20参考文献21附录22附录程序清单及注释2229水位检测仪设计

2、摘要：水位检测和显示仪表装置在工业上有着广泛的应用，本文设计了一种能实时检测并显示水位的仪器----水位检测仪。设计主要论述对水位数据采集系统的设计与实现，其主要功能是完成数据采集、处理、显示、数据存储等。根据对数据采集系统体系结构及功能要求的分析,以PIC16F877单片机为核心设计并实现的采集系统,结合CD4051实现对水位的检测，结构简单，实现可靠。在PIC单片机中实现了数据存储和处理，获取了当前的水位，并设计实现了数码管的驱动显示电路。该设计是基于单片机技术设计实现的低功耗水位数据采集装置，是一个具有一定实用性的实时数据采集系统。最后的实验结果验证了水位监测

3、仪的总体设计思路及硬件、软件设计方案正确，能够准确地实现了水位的自动检测。关键词：PIC单片机；水位检测；LED显示第1章引言1.1水位检测仪器的现状和发展前景随着科学技术的不断发展，我国的监测仪器已具有一定研究、开发和生产能力，特别是各种仪器的数据处理系统及自动控制系统的最新研究成果，使我国仪器研制和在用仪器改造的升级，迈上了一个新的台阶。目前国产仪器在功能齐全、性能稳定等方面，与国际上较为先进的同类产品不相上下，完全能够满足水位检测的需要，且价格比国外进口仪器便宜得多。虽然我国的地下水环境监测仪器，从工艺力量和工艺装备，从行业生产水平和专业化水平等方面来看，与发

4、达国家相比有较大差距，但在某些方面，已具有一定的优势，特别是各种仪器数据处理系统及自动控制系统的最新研究成果，使我国仪器研制和在用仪器改造的升级，迈上了一个新的台阶，而就功能设置与软件编辑来说，更适合我国的国情。在水位检测仪器方面，国外具有较为先进产品，但不适合我国国情，突出表现在：仪器设备昂贵，操作步骤复杂，质控程序繁琐。我们应采取有效措施，扬长避短，将国外的先进技术引入国内消化吸收，建立既适合我国国情又尽可能与国际接轨的监测方法。在地下水监测仪器的研制中，要在多品种和提高技术水平上下功夫，真正做到能准确、及时、真实的数据反映地下水状况和变化规律[1]。水位检测和

5、显示仪表装置在工业上有着广泛的应用[2-9]。为了适应我国自动检测的发展现状，本文设计了一种能实时检测并显示水位的仪器----水位监测仪1.2本文的结构安排29本文主要分三个章节介绍水位监测仪的开发流程：第二章介绍水位监测仪的基本原理，简单介绍水位监测仪的功能以及整体架构第三章介绍硬件设计，从数据采集和显示两个方面分别介绍第四章介绍软件设计，从TMR1中断服务程序、子程序转换程序、TMR0中断服务程序三部分进行系统分析。水位监测仪的基本原理2.1功能说明对偏离零点的水位进行检测，然后将带符号的水位置（低于或高于零点）用数码管显示出来，并通过双色发光二极管LED阵列对

6、水位高度进行模拟显示。（1）水位检测：在0mm、±10mm，±20mm、±30mm共点的基础上，检测水位偏离零点的大小。（2）水位显示：将上一步检测结果用数码管显示出来，显示值以比实际水位小的最近点为准，同时用7个竖直排列的双色LED阵列直观地模拟当前水位高度，当水位没有达到某点时相应的LED显示红色、达到或超过则显示绿色。当水位低于-30mm时报警灯显示绿色，高于30mm是报警灯显示红色，当水位恢复正常时报警灯熄灭。2.2整体架构水位监测仪主要由三部分组成：水位检测与数据采集电路、PIC16F877单片机以及数码管与LED显示电路。整体框图如图xa2.1所示。电源

7、数码管及LED显示电路PIC16F877水位数据采集电路图2.1水位监测仪整体构架框图水位数据采集电路将采集到的数据通过采样通道输入口传输给PIC16F877单片机，PIC单片机对数据进行处理后信号输出给显示电路，数码管及LED显示电路将水位显示出来。本设计引入一种独特的扫描思想----循环扫描，由于水位检测的数据采集及显示的实时性要求不是很高，而单片机的的运行速度相对很快，如果分时选通各个采样及显示通道，整体开来近似为同时进行的，只要不断的重复这一扫描过程，就可以完成无间隔数据采集和无闪烁显示。29水位检测与数据采集电路部分采用电接点水位检测方法，在每一个预定