废水排放检测器

本设计是基于单片机技巧道理，以单片机芯片ATC52作为核心操纵器，经由过程硬件电路的制造以及软件法度榜样的编制，设计制造出一个具有当心水位报警和时刻显示的废水排放监测器。显示器是由液晶1602制造而成，它显示废水排放的时刻和水位，蜂鸣器和LED灯起到跨过当心水位报警的提示感化。该废水排放监测重视要由液晶显示模块、声光报警模块、A/D转换模块、键盘操纵模块构成。 [关键词] 单片机、1602液晶显示模块、A/D转换模块。 Title The campus wastewater discharge Monitor Abstract The design is based on the principle of SCM technology and ATC52 microcontroller chip is the core controller.By hardware circuit design as well as the preparation of the software program, We design the wastewater discharge monitor with the function of warning water level alarm and time display. The display is made by LCD 1602,it shows the time and the water level of the wastewater discharge.Buzzer and LED lights play a role above the warning level alarm prompt.The wastewater discharge monitor is mainly composed of a liquid crystal display module,sound and light alarm module, A / D conversion module,keyboard control module. Keywords SCM 1602 LCD module A / D conversion module

目 次

1 绪论 ................................................................ 0 1.1本设计研究的背景以及实际意义 ........................................ 0 1.1本设计关于专业常识的综合应用情形 .................................... 0 2 本课题的总体设计 .................................................... 1 2.1本课题的总体设计思路 ................................................ 1 2.2 本课题的设计框图 ................................................... 1 3 本课题硬件电路的设计 ................................................. 2 3.1 单片机模块 ......................................................... 2 3.2 1602液晶模块 ....................................................... 2 3.3液位传感器 .......................................................... 5 3.4滤波电路 ............................................................ 6 3.5 A/D转换模快 ........................................................ 7 3.6 蜂鸣器模块 ......................................................... 9 3.7 按钮操作模块 ...................................................... 10 3.6应用Protel实现电路道理图及PCB设计 ................................ 10 4 本课题的软件设计与编程 .............................................. 13 4.1 KEIL软件的简介 .................................................... 13 4.2 KEIL的模块化编程 .................................................. 13 4.3软件设计构造 ....................................................... 14 4.4主法度榜样模块的设计 ............................................... 15 4.5 1602液晶法度榜样 .................................................. 17 4.6 A/D转换法度榜样 ................................................... 19 4.7 报警法度榜样 ...................................................... 24 5 本课题的仿真和调试 .................................................. 26 5.1 软件调试 .......................................................... 26 5.2 硬件调试 .......................................................... 26 硬件电路调试预备状况 .................................................. 27 申谢 .................................................................. 30

1 绪论

1.1本设计研究的背景以及实际意义

为了知足宽敞年夜师生的正常生活和保持校园的洁净情形，黉舍天天都要经由过程地下通道向别处排放大年夜量的污水，在正常情形下黉舍的地下通道是能够安稳清除污水的，然则每当碰到下雨气象大年夜量积水时，地下排水通道则不克不及正常排水，会显现污水外溢的情形。给宽敞年夜师生带来不便，污染校园情形，须要人工及时进行排水。

污水排放监测在工业操纵以及日常生活中具有广泛的应用。在工程范畴进行污水排放量和排放时刻的监测是一个极为差不多也极为重要的研究。采取典范的A/D模数转换作为水位数据的采集，应用无线传输的模式实现测量点的自由选择以及水量和时刻数据的传输。同时推敲到工程应用的实际情形。采取RS485串口将数据传输到上位机进行辨认以及及时处理。如许的污水排放量和时刻的监测体系具有必定的有用性。同时关于工程范畴的污水排放测量具有必定的有用价值。更有利于针对污染情形及时的采取有利计策[1]。

1.1本设计关于专业常识的综合应用情形

因为进修的常识的深度的以及实际情形的推敲，关于校园废水排放监测器的电路设计采取了Protel99SE软件进行了体系的道理图绘制。电路上参考了扬州工业职业技巧学院的ATC51单片机开创板设计的。在设计电路中力争以最简单的电路来稳固完成因此的功能。在写法度榜样中则是用C说话来完成，C说话比拟汇编说话带来的好处确实是简明易明白，同时可移植性高。最后调试则是用Proteus仿真软件来完成。在全部设计到编程到最后的调试过程中美满是按照大年夜学时代所学的《仿照电子产品的安装与调试》、《数字电子产品的安装及调试》、《电子产品的安装及调试》、《单片机应用与项目实践化教程》等多门专业课程本课题选题难度适中，能够或许对所学的单片机编程，以及Proteus仿真，Protel99SE绘制电路图有一个综合的应用[2]。

2 本课题的总体设计

2.1本课题的总体设计思路

本课题是基于单片机的废水排放监测器的设计与制造。该监测器能实现废水排放的水位和时刻监测。该监测器先经由过程模数转换将测得水位的仿照旌旗灯号进行处理转换成数字旌旗灯号传送给单片机。单片机进行确信测得的水位值有没有跨过当心水位，若高于当心水位，则单片机向蜂鸣器和led灯传递报警信息，现在报警模块就会向外界发出报警旌旗灯号。以便工作人员及时的进行人工排水处理，削减不须要的损掉和污染，进步废水排放的当心处理效力。

本课题设计采取功能模块化的设计思惟，本课题重要分为总体筹划设计、硬件和软件的设计三大年夜部分。总设计筹划分为以下几个步调：

（1）硬件电路的设计；（2）软件的设计与编程；（3）硬件电路及软件的调试； （4）结论。

[3]

2.2 本课题的设计框图

校园废水排放监测器由 单片机模块，A/D转换模块，1602液晶模块，蜂鸣器模

块，复位晶振模块,按钮操纵模块，LED模块等七个模块构成。其工作过程是：起首A/D模块将外部的废水排放的仿照旌旗灯号转换成数字旌旗灯号，然后将数字旌旗灯号传给单片机进行处理. 同时废水排放的时刻和水位一向地显示在1602液晶上。假如废水排放量达到了设置当心水位,蜂鸣器和LED灯会发出报警提示旌旗灯号。外部的按钮则是来操纵废水排放监测器的启动和复位[4]。构造框图如图2.1所示。

复位 复位晶振 输出显示 1602液晶模块 ATC51按钮模块 发送启动，停止旌旗灯号 报警 蜂鸣器模块 A/D转换模块 单模数报警转换 图 2.1 片本设计的 机LED模块

图 2.1 本设计的电路构造框图

3 本课题硬件电路的设计

3.1 单片机模块

单片机最小体系电路由单片机、单片机复位电路、晶体振荡回路构成，能 够完成单片机工作的最全然须要。个中单片机的外部晶振是11.1592，而复位电 路则是要给RST引脚至少两个机械周期就可实现复位[5]。

图3.1 单片机模块外部接线图

3.2 1602液晶模块

1602液晶是我们比较常用的一个液晶，它具有操作简单，价格低廉，而 且能够应用于各类小型的项目。1602液晶的重要技巧参数：显示容量16x2个字 符，芯片工作电压是4.5V-5.5V，工作电流是2.0mA，模块最佳工作电压是5V， 字符尺寸是2.95x4.35mm.1602液晶是16个引脚，是8位操作。LCD1602读操作时序图如图3.2所示

图 3.2读时序图

LCD1602写操作时序图如图3.3所示

图 3.3写时序图

液晶屏幕上的每个字符地位与内部数据储备器（DDRAM）之间有着一一对应关系。如图3.4所示。

图 3.4

液晶电路的外部接线如图3.5所示

图 3.5 液晶模块外部接线图

3.3液位传感器

液位传感器（静压液位计/液位变送器/液位传感器/水位传感器）是一种测量液位的压力传感器．静压投入式液位变送器（液位计）是基于所测液体静压与该液体的高度成比例的道理，采取国外先辈的隔离型扩散硅敏锐元件或陶瓷电容压力敏锐传感器，将静压转换为电旌旗灯号，再经由温度补偿和线性修改，转化成标准电旌旗灯号（一样为4～20mA/1～5VDC）[6]。液位传感器什物如图3.6所示。

图3.6液位传感器什物

3.3.1工作道理

用静压测量道理：当液位变送器投入到被测液体中某一深度时，传感器迎液面受到的压力公式为：Ρ = ρ .g.H + Po式中：

P ：变送器迎液面所受压力 ρ：被测液体密度 g ：本地重力加快度 Po ：液面上大年夜气压 H ：变送器投入液体的深度

同时，经由过程导气不锈钢将液体的压力引入到传感器的正压腔，再将液面上的大年夜气压 Po 与传感器的负压腔相连，以抵消传感器后头的 Po ，使传感器测得压力为：ρ .g.H ，明显 , 经由过程测取压力 P ，能够获得液位深度。 3.3.2功能特点

1 稳固性好，满度、零位经久稳固性可达 0.1%FS/ 年。在补偿温度 0 ～ 70 ℃范畴内，温度飘移低于 0.1%FS ，在全部许可工作温度范畴内低于 0.3%FS 。

2 具有反向爱护、限流爱护电路，在安装时正负极接反可不能破坏变送器，专门

时送器会主动限流在 35MA 以内。

3 固态构造，无可动部件，高靠得住性，应用寿命长。 4 安装便利、构造简单、经济耐用。 3.3.3液位传感器与液位开关的差别

液位开关是依照液位传感器的旌旗灯号输出开启放水或者进水的阀门而使水位保持恒定的一种操纵器。也能够说液位开关输出的是一种开关旌旗灯号，液位开关起重要确信液位的高度，依照那个高度来输出开关量旌旗灯号。而液位传感器是将液位的高度转化为电旌旗灯号的情势进行输出。我们能够对电旌旗灯号进行处理比如和plc、数据采集器或者专业显示器相连进而输出液位的高度。还有确实是液位开关和液位传感器的道理因此雷同。然则液位开关是开关操纵电路，而液位传感器是相当于变压，变流用的电路元件。

3.4滤波电路

滤波电路常用于滤去整流输出电压中的纹波，一样由电抗元件构成，如在负载电阻两端并联电容器C，或与负载串联电感器L，以及由电容，电感构成而成的各类复式滤波电路[7]。滤波电路如图3.7所示。

辨认滤波电路的方法：若旌旗灯号频率趋于零时有确信的电压放大年夜倍数，且旌旗灯号频率趋于无穷大年夜时电压放大年夜倍数趋于零，则为低通滤波器；反之，若旌旗灯号频率趋于无穷大年夜时有确信的电压放大年夜倍数，且旌旗灯号频率趋于零时电压放大年夜倍数趋于零，则为高通滤波器；若旌旗灯号频率趋于零和无穷大年夜时电压放大年夜倍数均趋于零，则为带通滤波器；反之，若旌旗灯号频率趋于零和无穷大年夜时电压放大年夜倍数具有雷同切实事实上定值，且在某一频率范畴内电压放大年夜倍数趋于零，则为带阻滤波器。

图3.7 滤波电路

3.5放大年夜电路

经由滤波器处理后，旌旗灯号的高次谐波获得了专门好的减弱，然则输出旌旗灯号幅度较小，为了能够或许让单片机有效接收处理，旌旗灯号须要进行放大年夜处理，那个地点采取成熟的集成运放进行放大年夜，放大年夜电路的电路道理图如图3.8所示[8]。

1C7360PF1C4360PF1R81TP2*220kVCC11R131C51R6*2220k-11R10*1C1068.2K360PF-3+7360PF8.2K1R71R115+20K1R920KGND21R1230KGND230KGND28JC1-2AJC1-2B4MCP6002MCP6002参考电压参考电压

图3.8放大年夜电路的电路道理图

3.5 A/D转换模快

PCF8591是一个单片集成、零丁供电、低功耗、8-bit CMOS数据猎取器件。PCF8591具有4个仿照输入、1个仿照输出和1个串行I²C总线接口。PCF8591的3个地址引脚A0, A1和A2可用于硬件地址编程，许可在同个I²C总线上接入8个PCF8591器件，而无需额外的硬件。在PCF8591器件上输入输出的地址、操纵和数据旌旗灯号差不多上经由过程双线双向I²C总线以串行的方法进行传输。PCF8591的功能包含多路仿照输入、内置跟踪保持、8-bit模数转换和8-bit数模转换。PCF8591的最大年夜转化速度由I²C总线的最大年夜速度决定[9]。

工作特点：零丁供电 ，PCF8591的操作电压范畴2.5V-6V ，低待机电流 ，经由过程I²C总线串行输入/输出 ，PCF8591经由过程3个硬件地址引脚寻址 ，PCF8591的采样率由I²C总线速度决定 ，4个仿照输入可编程为单端型或差分输入 ，主动增量频道选择 ，PCF8591的仿照电压范畴从VSS到VDD ，PCF8591内置跟踪保持电路

，8-bit逐次切近靠近A/D转换器 ，经由过程1路仿照输出实现DAC增益

•

图3.6 PCF8591

AIN0～AIN3：仿照旌旗灯号输入端。 A0～A3：引脚地址端。 VDD、VSS：电源端。 （2.5～6V）

SDA、SCL：I2C 总线的数据线、 时钟线。

OSC：外部时钟输入端，内部时钟 输出端。

EXT：内部、外部时钟选择线，使 用内部时钟时 EXT 接地。 AGND：仿照旌旗灯号地。 AOUT：D/A 转换输出端。

VREF：基准电源端。

图 3.7 PCF8591引脚

图 3.8A/D转换模块外部接线图

3.6 蜂鸣器模块

蜂鸣器在生活以及工业中是比较常用的报警器件，在那个电路中不仅起到按键的发音时钟的走动发音，还起到了当心水位的报警。为了增大年夜电流来驱动蜂鸣器，我们则采取了三极管来驱动它，从而达到更好的后果。如图3-9所示。

图3.9 蜂鸣器模块

3.7 按钮操作模块

按钮也是一个体系中必弗成少的一部分，在那个电路顶用到的二个按钮分别是启动键，复位键。每次按下启动键监测器开端工作，每当按下复位按钮监测器复位从新计时开端工作。按钮操作模块电路如图3-10所示

图3-10按钮操作模块

3.6应用Protel实现电路道理图及PCB设计

3.6.1 Protel简介

应用电脑设计电路道理图和电路板图是把电子技巧从理论应用到实际的第一步。只有会设计电路道理图和电路板图才能进行电子产品的研发与开创。本软件确实是从理论走向实际，操纵电子产品开创的全然技巧。

Protel99SE是澳大年夜利亚ProtelTechnology公司推出的一个全32位的电路板设计软件。该软件功能强大年夜，人机界面友爱，易学易用，应用该软件设计者能够轻易设计电路道理图、画元件图、设计电路板图、画元件封装图和电路仿真，是业内人士首选的电路板设计对象。 绘制电路道理图的重要步调

1、进入Protel 99SE情形

2、应用菜单File/New建立新设计数据库文件

3、应用菜单File/New在打开窗口选择Schematic Document图标,建立新道理图文件

4、将道理图打开 5、设置画图情形 6、添加元件库

7、将所需元件从元件库中掏出来,放置在图纸上，同时调剂好地位 8、应用连线对象将元件连起来，设置元件属性,对元件进行编号 9、进行电气规格检查(ERC)

10、建立收集表，为制造电路板图做预备

绘制完成的电路道理图，除了包管电路道理图的精确性以外，同时要留意道理图绘制中的工艺要求。道理图的绘制起首留意的确实是道理图的标题栏的设置，在标题栏中必定留意按照工程的规矩，对电路的各个属性进行具体的标注。在实际的工作岗亭中，不合的公司关于标题栏的填写都具有必定的要求。整体道理图的绘制要求构造平均，电路按照功能模块进行分布，相符旌旗灯号流向等一系列的工程规矩。在电路图中，要综合应用收集标号、总线、总线进口等对象力争道理图实现构造化走线。在道理图中能够应用文本等对电路进行必定的阐述，加强电路的可读性以及可明白得性

[10]

。

3.6.2电路道理图的设计 电路道理图如图3.11所示

图 3.11电路道理图

电路工作道理：

本电路是基于单片机的废水排放监测器的设计电路。该电路能实现校园废水排放的水位和时刻监测。该电路是由复位晶振模块，单片机模块，A/D转换模块，1602液晶显示模块，报警模块，按键模块构成。电路按钮模块中的启动按钮按下之后，现在A/D转换模块开端工作，将测得水位的仿照旌旗灯号进行处理转换成数字旌旗灯号传送给单片机。单片机再将旌旗灯号传给液晶进行显示，单片机进行确信测得的水位值有没有跨过当心水位，若水位的值没有达到当心水位值，电路正常工作，在液晶上显示废水排放的水位和排放的时刻。若高于当心水位，则单片机向报警模块传递报警信息，现在液晶上会显示当心的水位值，但停止显示废水排放计时。现在报警模块就会向外界发出报警旌旗灯号。以便工作人员及时的进行人工排水处理，削减不须要的损掉和污染，进步废水排放的当心处理效力。待水位处理到安稳水位值时，按下复位按钮之后再从新按下启动按钮电路会从新正常工作，以此方法周而复始的进行工作，进行校园废水排放的监测[11]。

3.6.3 绘制PCB板图 PCB板图如图3.12所示

图 3.12 PCB板图

4 本课题的软件设计与编程

4.1 KEIL软件的简介

KEIL C51是德国KEIL Software公司出品的51系列兼容单片机C说话软件开创体系，与汇编比拟，C说话在功能上，构造性、可读性、可爱护性上有明显的优势，因而易学易用，用过汇编说话后再进行C说话来开创，领会加倍深刻。KEIL C51软件供给丰富的库函数和功能强大年夜的集成开创调试对象，全Windowa界面。别的重要一点，只要看一下汇编后生成的会变代码，就会领会到KEIL C51生成的目标代码效力专门之高，多半语句生成的汇编代码专门紧凑，轻易明白得。在开创大年夜型软件时更能表现高等说话的优势。

4.2 KEIL的模块化编程

用KEIL进行编程时，有时刻因为项目标比较大年夜我们写的法度榜样要几百行甚至上千行，如许带来的后果是，假如要修改某一个参数时则要找个半天，这将带来专门大年夜的苦恼，以及给别人看时，人家会一头雾水，不明白你写的什么。因此，我们就想到了用模块化编程的方法，把一个大年夜项目瓜分成若干个小项目，然后每一个小项目写一个.C文件，最后在一个主函数中把这些小法度榜样组合在一路。如许写的好处是可读性比较强，以及可移植性比较好，能够便利今后的编程。校园废水排放监测器确实是用模块化编程，一共写了A/D转换模块、1602液晶、delay延时函数、LED灯.四个.C文件最后在main主函数中全部结合起来。

4.3软件设计构造

软件设计部分重要包含：主程.序/子法度榜样流程的设计、功能模块法度榜样的编写、软/硬件结合调试与演示。重要包含以下功能模块：51驱动、检测、液晶显示、报警、键盘、数据采集、模数软换，软件流程图如图4.3所示。

体系初始化、按键扫描 显示选择菜单 测量相干设置 模数转换 串行通信 对数据进行处理

图4.3

4.4主法度榜样模块的设计

主法度榜样实现的功能：与硬件相结合实现便携式情形检测仪的各个功能。主假如检测与显示，高低限值调剂与显示，数据储备，功能子函数的调用，见图4.4。

开 始 初始化CPU，液晶 数据检测 IF水位显示>.=60(当心水位2米) 蜂鸣器报警，LED灯闪耀。 监测器正常计时工作 显示 图4.4主法度榜样流程图

#include //定义头文件 #include //定义头文件 #include \"head.h\" //定义头文件

#include \"delay.h\" #include \"pcf8591.h\" void di(); void didi();

sbit key1=P3^0; //定义启动按钮端口 sbit key2=P3^1 ; //定义复位按钮端口 sbit led=P2^5; //定义LED警示灯端口 sbit beep=P2^4; //定义蜂鸣器端口 uint miao,fen,shi,shi1; //定义时刻函数 #include \"1602.h\" //1602液晶头文件 #include \"fmq.h\" //蜂鸣器头文件 #include \"jishi.h\" //计时头文件 #include \"display.h\" //延时函数头文件

void init_pcf8591(void) //A/D模数转换初始化法度榜样 { }

void main() //主函数法度榜样 {

init_pcf8591();

LCD_Init(); while(1) {

temp_AD_Value = adc_pcf8591()*1.0/255*100; //将仿照旌旗灯号转成数字旌旗iic_start(); iic_sendbyte(0x90); iic_waitack();

iic_sendbyte(CHANNEL_3); iic_waitack(); iic_stop(); delay(10);

灯号 }

display();

LCD_Write_String(13,1,temp_AD);//在液晶上从第一行的第13位开端显示 delay(3); }

4.5 1602液晶法度榜样

（1） LCD模块在本体系中重要起着开界面汉字显示，以及各操纵后果的显示。采取直截了当拜望方法。

下面那个确实是液晶的驱动法度榜样，在那个法度榜样中先是依照数据手册对那个液晶先辈行初始化，然后依照时序图读液晶的法度榜样，以及写液晶的法度榜样。重要的一点确实是延时的时刻必定要把握好，对液晶的忙检测能够延长一点时刻来解决。该法度榜样包含液晶写入敕令函数，写入数据函数，写入字符串函数，初始化函数[14]。

#ifndef __1602_H__ #define __1602_H__

sbit RS = P2^4; //定义端口 sbit RW = P2^5; sbit EN = P2^6; #define DataPort P0

/*------------------------------------------------ 写入敕令函数

------------------------------------------------*/ void LCD_Write_Com(uchar com) {

RS=0; RW=0; EN=1;

DataPort= com;

}

delay(1); EN=0;

/*------------------------------------------------ 写入数据函数

------------------------------------------------*/ void LCD_Write_Data(uchar Data) { }

/*------------------------------------------------ 写入字符串函数

------------------------------------------------*/ void LCD_Write_String(uchar x,uchar y,uchar *s) {

if(y == 0) {

LCD_Write_Com(0x80 + x); } //表示第一行 RS=1; RW=0; EN=1;

DataPort= Data; delay(1); EN=0;

else {

LCD_Write_Com(0xC0 + x); //表示第二行

} while (*s) {

LCD_Write_Data( *s);

}

}

s ++;

/*------------------------------------------------ 初始化函数

------------------------------------------------*/ void LCD_Init(void) { } #endif

TMOD=0X10;

TH1=(65536-50000)/256; TL1=(65536-50000)%256; EA=1; ET1=1; TR1=0; beep=0;

LCD_Write_Com(0x38); /*显示模式设置*/ LCD_Write_Com(0x01); /*显示清屏*/ LCD_Write_Com(0x06); /*显示光标移动设置*/ LCD_Write_Com(0x0C); /*显示开及光标设置*/

4.6 A/D转换法度榜样

（1）模数转换模块的重要功能确实是将经放大年夜器放大年夜的仿照电压旌旗灯号转化为MCU能够或许处理的数字旌旗灯号，并传送给单片机。

（2）pcf8591转换的流程图见下图4.6。

开端 使能芯片 产生时钟旌旗灯输入通道操纵字 读取2字节数据 字节数据校订 送入指定存放器 停止 图 4.6

该段法度榜样是A/D转换法度榜样，它的重要感化是将数据检测到的仿照旌旗灯号转换成数字旌旗灯号，再将数字旌旗灯号传送给单片机进行处理，处理之后将信息显示在液晶屏上。它重要包含初始化函数，启动总线函数，停止总线函数，模数转换函数，发送数据函数，读取数据函数，延时函数。下面是具体的法度榜样。

#ifndef __PCF8591_H__ #define __PCF8591_H__

#define somenop {_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();}//定义空指令 sbit SDA = P2^0; //双向输入输出数据端 sbit SCL = P2^1; //时钟脉冲 #define CHANNEL_0 0x00 #define CHANNEL_1 0x01 #define CHANNEL_2 0x02 #define CHANNEL_3 0x03

void iic_start(void) //启动总线

//定义串口通道

{ SDA = 1; //发送肇端前提的数据旌旗灯号 _nop_(); //肇端前提建立时刻大年夜于4.7us,延时 SCL = 1; somenop;

SDA = 0; //发送肇端旌旗灯号

somenop; //肇端前提锁准时刻大年夜于4μ SCL = 0; }

void iic_stop(void) { SDA = 0; _nop_(); SCL = 1; somenop;

SDA = 1; }

void iic_ack(bit ackbit) { if(ackbit) SDA = 0; else

SDA = 1; somenop; SCL = 1; somenop; SCL = 0; SDA = 1; somenop;

}

bit iic_waitack(void) {

//钳住I2C总线，预备发送或接收数据

//停止总线 //发送停止前提的数据旌旗灯号 //发送停止前提的时钟旌旗灯号 //停止前提建立时刻大年夜于4μ //发送I2C总线停止旌旗灯号 //模数转换 }

SDA = 1; somenop; SCL = 1; somenop; if(SDA) { } else { }

SCL = 0; return 1; SCL = 0; iic_stop(); return 0;

void iic_sendbyte(unsigned char byt) // 发送数据 { }

unsigned char iic_recbyte(void) //读取数据 unsigned char i;

for(i=0;i<8;i++) //要传送的数据长度为8位 { }

if(byt&0x80) //确信发送位

SDA = 1; //8位发送完后开释数据线，预备接收应答位 else SDA = 0; somenop;

SCL = 1; //置时钟线为高，通知被控器开端接收数据位 byt <<= 1;

somenop; //包管时钟高电平周期大年夜于4μ SCL = 0;

{ } /*

void delay(unsigned char t) // 延时函数 { } */

unsigned char adc_pcf8591(void) {

unsigned char temp;

iic_start(); //启动总线 iic_sendbyte(0x91); //发送器件地址 iic_waitack();

temp = iic_recbyte(); //读取数据 iic_ack(0); //发送非就答位 unsigned char i; while(t--) { }

for(i=0;i<112;i++); unsigned char da; unsigned char i; for(i=0;i<8;i++) { } return da;

SCL = 1; somenop; da <<= 1; if(SDA) da |= 0x01; SCL = 0; somenop;

}

iic_stop(); //停止总线 return temp; #endif

4.7 报警法度榜样

改法度榜样的重要感化是报警。此段报警函数重要分为两个部分。第一部分是蜂鸣器报警函数，第二部分是LED灯闪耀报警函数。除此之外还有延时函数。当监测器所测量的数值达到设定的当心值时，报警法度榜样就会启动，向外界发出报警旌旗灯号。下面确实是具体的报警函数法度榜样。

#ifndef __FMQ_H__ //蜂鸣器法度榜样的头文件 #define __FMQ_H__ //蜂鸣器法度榜样的头文件 void di() //时钟走动的声音提示法度榜样 { }

void didi() //跨过当心水位时的报警法度榜样 { uchar m;

led=1;

for(m=35;m>0;m--) {

beep=1; delay1(30); beep=0; uchar n; for(n=15;n>0;n--) {

beep=1; delay1(50); beep=0; delay1(100); delay1(50); beep=0;}

beep=1;

}

}

delay1(50); beep=1; delay1(30); beep=0;

#endif

5 本课题的仿真和调试

5.1 软件调试

5.1.1 编译软件调试

一个优良的编译器是在单片机法度榜样开创中弗成缺乏的部分，keil4是集编译、调试、仿真为一体的编译软件。 5.1.2 Proteus仿真调试

Proteus软件是由英国Labcenter electronics公司出版的EDA对象软件。它不仅具有其他EDA对象软件的仿真功能，还能仿真单片机以及外围器件。它是今朝仿真单片机以及外围器件最好的对象。尽管在中国刚起步，但已受到单片机的资本，同时还有专门多像示波器如许的测绘对象，在经济有限的学生时代更是受到青睐。它的仿真也是和KEIL软件结合起来应用的，把KEIL软件生成HEX文件直截了当导入到单片机中进行仿真。仿真如图5.13所示

图5.13

仿真后果图起到了在什物未做好的前提下，仿照假想后果的感化。给实验和法度榜样的编写带来了极大年夜的赞助，也为今后什物的调试运行起到了参考的感化。

5.2 硬件调试

硬件电路调试预备状况

图5.14

对硬件电路进行外部端口连线，预备通电调式。 硬件电路工作状况

图5.15

对电路进行通电调试，此状况是废水排放监测器正常工作的显示状况。LED1灯亮表示电路板差不多通电，LED2灯亮表示监测器开端工作，喇叭的滴滴声是时刻的提示音，液晶上显示的监测器开端正常工作的提示旌旗灯号NOW IS WORKING，和废水排放时刻长短的显示。在时刻后面紧跟着的三位数表示废水排放的仿照水位，假如当心水位数字显示到60时，表示实际中的水位跨过了两米，现在蜂鸣器会发出报警旌旗灯号，LED灯同时也会发出报警旌旗灯号。

硬件电路报警状况

图5.16

现在的工作状况表示废水排放监测器的报警提示状况，现在液晶上的仿照水位值为83表示差不多跨过了当心仿照水位值60，表示现在的水位差不多跨过了2米，废水排放监测器停止计时，蜂鸣器发出报警旌旗灯号，LED1灯产生强烈闪耀。实际生活中报警旌旗灯号一旦发出，为了削减不须要的损掉和情形污染，须要人工及时的将废水排掉落降低水位，现在若要废水排放监测看从新开端工作，须要按下复位按钮将其复位之后再按下启动按钮让其从新计时工作 硬件电路复位状况

图5.17

此状况是废水排放监测器的复位状况。此状况是当心水位处理过后的机械复位状况此状况是为了下次的连续应用做好预备。

总结

本设计的重要义务是进行校园废水排放监测器的设计与制造。所设计的废水排放监测器包含单片机模块，仿照液位传感器模块，A/D转换模块，1602液晶模块，蜂鸣器模块，按钮操纵模块，LED模块等七个模块构成。能够实现废水排放的时刻和水位监测，该监测器先经由过程液位传感器感触感染水位旌旗灯号，再经由过程模数转换将测得水位的仿照旌旗灯号进行处理转换成数字旌旗灯号传送给单片机。单片机进行确信测得的水位值有没有跨过当心水位，若高于当心水位，则单片机向蜂鸣器和led灯传递报警信息，现在报警模块就会向外界发出报警旌旗灯号。经由过程RS485模块完成水位旌旗灯号的无线传输，能够实现水位测量点的自由选择，水位接收模块同时经由过程RS232串口完成与PC机完成上位机的传输以及操纵。电路采取性价比较高的操纵器件ATS51芯片进行数据的处理，整体校园废水排放监测器体系功能完全、靠得住性高，在实际的工业测量、临盆中具有必定的应用价值。因此，本设计也存在一些不足之处，校园废水排放监测器的精度和量程不敷大年夜，还须要进一步的改良和进步，以加强产品在市场中的竞争力和有用性。

申谢

在钱松导师的精心指导和大年夜力支撑下，我才得以完成这篇论文。我在论文的赓续修悛改程中更是耳濡目染，深受冲动。经由过程师长教师的赓续指导，使我对本身的选题有了更深刻的熟悉，同时收成的不仅仅是常识方面的，王师长教师的治学立场于我也是一笔财宝，我会好好珍爱此次收成的。

经由过程此次的设计使我熟悉到我对单片机方面的常识明白的太少了，关于书本上的专门多常识还不克不及灵活应用，有专门多我们须要操纵的常识在等着我去进修，我会在今后的进修生活中补偿我所缺乏的常识。本次的设计使我从中学到了一些专门重要的器械，那确实是若何从理论到实践的转化，如何将我所学到的常识应用到我今后的工作中去。在大年夜学的教室的进修只是在给我们灌注贯注专业常识，而我们应把所学的用到我们实际的生活中去，此次的校园废水排放监测器的设计给我奠定了一个实践差不多，我会在今后的进修、生活中考查本身，使本身适应于今后的竞争。感激电子系的各位师长教师，恰是因为他们一丝不苟，任劳任怨的教授教化，我们才能具有扎实的全然功来进行并顺利完成设计义务。感激师长教师们为我们供给了优胜的设计情形和仪器设备。有了这些，我们才能够高效力的完成卒业设计义务。

同时，对周围的同窗也表示感激，关于我的论文中某些不雅点提出的修改建议对我而言，获益颇多。

最后，再次对关怀、赞助我的师长教师和同窗表示衷心肠感激!

参 考 文 献

[1]何立平易近.MCS-51体系单片机应用设计设备与接口技巧[M].3版.北京：北京航空航天大年夜学出版社，1990.

[4]赵立琼.基于ATC51和ATC2051水位操纵体系的设计[J],宁波职业技巧学院学报, 2010,2.

[5]吴明波.基于ATC52的数显水位操纵器[J],电脑常识与技巧, 2020,2. [6]桂伟.基于单片机的动态轮回污水处理操纵体系设计[J],科技信息,2011,25期. [9]郭凤仪,徐维泽,段景春,王志勇,张凤龙,孙乐,郭博,无线水位检测体系与压力传感器补偿方法的研究[J],电子技巧应用, 2010,7期.

[16]陈刚，杨慧中,一种基于智能化的微小液位检测方法 [J],外表技巧与传感器,2002，6.