標(biāo)題: 求17年電賽簡易水情檢測系統(tǒng)的完整代碼，謝謝 [打印本頁]
作者: 君莫笑hhh    時(shí)間: 2019-4-12 15:00
標(biāo)題: 求17年電賽簡易水情檢測系統(tǒng)的完整代碼，謝謝

作者: zxxlw    時(shí)間: 2019-5-1 11:16
基于stc15w的oled顯示
作者: 小貓要吃魚    時(shí)間: 2019-5-1 13:40
你好！
把你的硬件清單說一下
1、用的什么單片機(jī)
2、顯示用什么？
3、PH值傳感器型號？
4、水位高度測量超聲波嗎？
5、具體設(shè)計(jì)和實(shí)物制作，看我頭像，請注明來自 51黑
作者: 君莫笑hhh    時(shí)間: 2019-5-11 09:58
已經(jīng)解決啦，謝謝啦
作者: MC_城洛    時(shí)間: 2019-6-15 19:31
#include <STC15F2K60S2.H>// 包含STC115F2K60S2單片機(jī)寄存器定義文件   
#define VCC 5.0   // 存放用萬用表實(shí)測的單片機(jī)供電電壓
#include <intrins.h>                                           
#define uchar unsigned char
#define uint  unsigned int
unsigned int ADvalue;            // 存放AD轉(zhuǎn)換返回的結(jié)果

sbit ADC_SCK=P2^6 ;//ADC時(shí)鐘
sbit ADC_DIN= P2^7;//ADC數(shù)據(jù)入
sbit ADC_DOUT=P2^4;  //ADC數(shù)據(jù)出
sbit ADC_DBY=P2^5;//ADC準(zhǔn)備
unsigned int channal1;

sbit RS=P0^0;            //片選信號        rs        CS
sbit RW=P0^1;                //數(shù)據(jù)信號        rw          SID
sbit E=P0^2;                //時(shí)鐘信號   e                 SCLK

sbit RST=P0^6;                //復(fù)位信號
sbit PSB = P0^7;                //并行、串行選擇信號         psb   CH

sbit c_send   = P3^3;                //超聲波發(fā)射          t
sbit c_recive = P3^2;                //超聲波接收         e
uchar flag_hc_value;        //超聲波中間變量

long distance;                //距離
uint set_d;                    //距離
bit flag_csb_juli;      //超聲波超出量程
uint  flag_time0;      //用來保存定時(shí)器0的時(shí)候的
uint time;

/********************************************************************
* 名稱 : delay()
* 功能 : 延時(shí),延時(shí)時(shí)間為 100us * t。這是通過軟件延時(shí)，有一定誤差。
* 輸入 : t
* 輸出 : 無
***********************************************************************/
void delay(unsigned int t)
{
        unsigned int i,j;
        for(i=0; i<t;  i++)
    for(j=0; j<10; j++);
}
void Delay_ms(unsigned int n)
{
        unsigned int  i,j;
        for(i=0;i<n;i++)
                for(j=0;j<123;j++);
}

void UART_init(void)
{                  
        //下面代碼設(shè)置定時(shí)器1
        TMOD = 0x20;        // 0010 0000 定時(shí)器1工作于方式2（8位自動(dòng)重裝方式）
        TH1  = 0xFD;        // 波特率：9600 /11.0592MHZ
        TL1  = 0xFD;        // 波特率：9600 /11.0592MHZ
        TR1  = 1;
        //下面代碼設(shè)置定串口
        AUXR = 0x00;             // 很關(guān)鍵，使用定時(shí)器1作為波特率發(fā)生器，S1ST2=0
        SCON = 0x50;         // 0101 0000 SM0.SM1=01(最普遍的8位通信）,REN=1（允許接受）
        TI=1;                        // 很關(guān)鍵，使用printf函數(shù)時(shí)必須有此命令
}

/********************************************************************
* 名稱 : sendbyte()
* 功能 : 按照液晶的串口通信協(xié)議，發(fā)送數(shù)據(jù)
* 輸入 : zdata
* 輸出 : 無
***********************************************************************/
void sendbyte(unsigned char zdata)
{
        unsigned int i;
        for(i=0; i<8; i++)
        {
                if((zdata << i) & 0x80)
                {
                        RW = 1;
                }
                else
                {
                        RW = 0;
                }
                E = 0;
                E = 1;
        }
}

/********************************************************************
* 名稱 : write_com()
* 功能 : 寫串口指令
* 輸入 : cmdcode
* 輸出 : 無
***********************************************************************/
void write_com(unsigned char cmdcode)
{
        RS = 1;
        sendbyte(0xf8);
        sendbyte(cmdcode & 0xf0);
        sendbyte((cmdcode << 4) & 0xf0);
        delay(2);
}

/********************************************************************
* 名稱 : write_data()
* 功能 : 寫串口指令
* 輸入 : cmdcode
* 輸出 : 無
***********************************************************************/
void write_data(unsigned char Dispdata)
{
        RS = 1;
        sendbyte(0xfa);
        sendbyte(Dispdata & 0xf0);
        sendbyte((Dispdata << 4) & 0xf0);
        delay(2);
}

/********************************************************************
* 名稱 : lcdinit()
* 功能 : 初始化函數(shù)
* 輸入 : cmdcode
* 輸出 : 無
***********************************************************************/
void lcdinit()
{  
    PSB = 0;
        delay(1);
        RST = 0;
        delay(100);
        RST = 1;
        delay(20000);
        write_com(0x30);
        delay(50);
        write_com(0x0c);
        delay(50);
}

/********************************************************************
* 名稱 : hzkdis()
* 功能 : 顯示字符串
* 輸入 : *s
* 輸出 : 無
***********************************************************************/
void hzkdis(unsigned char code *s)
{  
        while(*s > 0)
    {
                write_data(*s);
                s++;
                delay(50);
    }
}
        void time_init()          
{
        EA  = 1;                   //開總中斷
        TMOD = 0X01;          //定時(shí)器0、定時(shí)器1工作方式1
        ET0 = 1;                  //開定時(shí)器0中斷
        TR0 = 1;                  //允許定時(shí)器0定時(shí)
}
void send_wave()
{
         c_send=1;     //啟動(dòng)一次檢測模塊
         delay(20);
         c_send=0; //停止向檢測模塊Trig端發(fā)送高電平
         while(!c_recive);      //無回波時(shí)等待
         TR0=1;             //計(jì)時(shí)開始
         while(c_recive);       //有回波是計(jì)數(shù)并繼續(xù)等待
         TR0=0;
         time=TH0*256+TL0;   
         TH0=0;
         TL0=0;
         distance=269.05-time*0.191;//  計(jì)算距離，算出來的單位是mm
         if(distance<=0)
          distance=0;
         if(distance>=269.05)
         distance=269.05;
       
}
void  ADC_P11_init()
{
        unsigned int i;                    // 用于軟件延時(shí)程序
        ADC_CONTR|=0x80;              // 開AD轉(zhuǎn)換電源,第一次使用時(shí)要打開內(nèi)部模擬電源
    for (i=0;i<10000;i++);  // 適當(dāng)延時(shí)等待AD轉(zhuǎn)換供電穩(wěn)定，一般延時(shí)1ms以內(nèi)即可，為了縮短AD
// 調(diào)用時(shí)間，可把這2行剪切到主程序中去。
        P1ASF|=0x02;                        // 選擇P1.1作為AD轉(zhuǎn)換通道，0x02= 0000 0010       
        ADC_CONTR=0xE1;         // 選擇P1.1作為AD轉(zhuǎn)換通道，最高轉(zhuǎn)換速度，清轉(zhuǎn)換完成標(biāo)志。
        for (i=0;i<200;i++);   // 如果是多通道模擬量進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，則更換AD轉(zhuǎn)換通道后要適當(dāng)延時(shí)，
// 使輸入電壓穩(wěn)定，延時(shí)量取20μs～200μs即可，與輸入電壓源的內(nèi)阻有關(guān)，如果輸入電壓信號源的內(nèi)
// 阻在10K以下，可不加延時(shí)，如果是單通道模擬量轉(zhuǎn)換，則不需要更換AD轉(zhuǎn)換通道，也不需要加延時(shí)。
        ADC_CONTR|=0x08;        // 啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換，ADC_START=1。
        EADC=1;
        EA=1;         
}  
void ADC(void) interrupt 5
{
        unsigned int AD_Dat=0,AD_Dat1=0;    // 10位AD轉(zhuǎn)換值
        unsigned char Tmp=0,Tmp1=0;          // 臨時(shí)變量用于將AD轉(zhuǎn)換出來的2個(gè)字節(jié)合成一個(gè)字節(jié)
        ADC_CONTR&=0xE7;               // 將ADC_FLAG清0， 0xE7=1110 0111B，ADC_FLAG=0，ADC_START=0。       
        AD_Dat = ADC_RES;                  // 默認(rèn)高字節(jié)高8位。
        AD_Dat <<= 2;
        Tmp = ADC_RESL;           // 默認(rèn)低字節(jié)低2位。
        Tmp &= 0x03;              // 屏蔽無關(guān)位
        AD_Dat|= Tmp;                  // 高低字節(jié)拼接成一個(gè)10位數(shù)。
        ADvalue=AD_Dat;
        ADC_CONTR|=0x08;          // 重新啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換，ADC_START=1。
}

/******向AD7705寫入一個(gè)字節(jié)******/
void WriteByte7705(unsigned char dat)
{
        unsigned char i;
        for (i=0; i<8; i++)
        {
                 ADC_SCK=0;
                _nop_();
                _nop_();
                _nop_();
                 if(dat & 0x80){ADC_DIN=1;}
                 else
                 ADC_DIN=0;
                _nop_();
                _nop_();
                _nop_();
                 ADC_SCK=1;                        
                _nop_();
                _nop_();
                _nop_();
                 dat=dat<<1;
        }
}

/****** 從AD7705讀一個(gè)字節(jié) ******/
unsigned long ReadWord7705()
{
        unsigned long read_dat=0;
        unsigned char i;
        for(i=0;i<16;i++)
        {
                 read_dat=read_dat<<1;
                 ADC_SCK=0;
                _nop_();
                _nop_();
                _nop_();
                 if(ADC_DOUT == 1)
                 {read_dat++; }
                _nop_();
                _nop_();
                _nop_();
                  ADC_SCK=1;
                _nop_();
                _nop_();
                _nop_();                         
         }
         return read_dat;
}

/******ad7705通信端口復(fù)位******/
void reset7705()
{
         unsigned char i;
          ADC_DIN=1;
         for(i=0;i<36;i++)
         {
         ADC_SCK=0;
        _nop_();
        _nop_();
        _nop_();
         ADC_SCK=1;
        _nop_();
        _nop_();
        _nop_();
   }
}

/******AD7705通道1初始化******/
void ad7705_init1()
{
reset7705();
WriteByte7705(0x20);//寫通信寄存器,選擇通道1,將下一次操作設(shè)為寫時(shí)鐘寄存器
WriteByte7705(0x01);//寫時(shí)鐘寄存器,不分頻,更新頻率25Hz
WriteByte7705(0x10);//寫通信寄存器,選擇通道1
WriteByte7705(0x44);//寫設(shè)置寄存器4,單極性,非緩沖模式,清除濾波器同步,啟動(dòng)對1通道的自校準(zhǔn)
}

/******讀取AD7705通道1轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)函數(shù)******/
unsigned int ReadData1_7705()
{
          unsigned int value;
          ad7705_init1();
          reset7705();
          while(ADC_DBY);          //等待轉(zhuǎn)換結(jié)束
          WriteByte7705(0x38);    //寫通信寄存器,下一次操作為讀數(shù)據(jù)寄存器
          value=5000*ReadWord7705()/65535;
          return value;                                   
}

void main(void)
{
        float Vin,N,U;                                   // 存放計(jì)算出來的外部輸入電壓
        uint PH;
        ADC_P11_init();
        UART_init();                                   // 串口初始化9600/11.0592MHz
        time_init();
        send_wave();
        lcdinit();
        delay(10);
        write_com(0x03);
          while(1)
        {
         
                channal1=ReadData1_7705();         //測電池電壓
                channal1=channal1*1.618;
                delay(50);     
                send_wave();                           //測距
                delay(50);
                Vin=VCC*ADvalue/1023;      // 注意是1023才正確
                    U=Vin*1010.33;
                N=(4418.5-U)/177.28;       
                PH=N*100;                                          //測PH值
                write_com(0x81);
                hzkdis("水情檢測系統(tǒng)");
        write_com(0x90);
        hzkdis("液位高度: ");
                write_data(distance%1000/100 + 0x30);
                write_data(distance%100/10 + 0x30);
                write_data(distance%10 + 0x30);
                hzkdis("mm");
        write_com(0x88);
        hzkdis("當(dāng)前PH值: ");
                write_data(PH%10000/1000 + 0x30);
                write_data(PH%1000/100 + 0x30);
                hzkdis(".")        ;
                write_data(PH%100/10 + 0x30);
        write_com(0x98);
        hzkdis("電池電壓: ");
                write_data(channal1%10000/1000 + 0x30);
                hzkdis(".");
                write_data(channal1%1000/100 + 0x30);
                write_data(channal1%100/10 + 0x30);
                hzkdis("V");
                Delay_ms(10);

        }
   }
作者: zhongzl728    時(shí)間: 2019-7-28 17:32
樓去解決了嗎?可以分享一下嗎？
作者: QDH    時(shí)間: 2020-3-19 12:53
#include <STC15F2K60S2.H>// ????STC115F2K60S2?????????????????   
#define VCC 5.0   // ????????????????????????
#include <intrins.h>                                           
#define uchar unsigned char
#define uint  unsigned int
unsigned int ADvalue;            // ???AD??????????

sbit ADC_SCK=P2^6 ;//ADC???
sbit ADC_DIN= P2^7;//ADC??????
sbit ADC_DOUT=P2^4;  //ADC?????
sbit ADC_DBY=P2^5;//ADC???
unsigned int channal1;

sbit RS=P0^0;            //?????        rs        CS
sbit RW=P0^1;                //???????        rw          SID
sbit E=P0^2;                //??????   e                 SCLK

sbit RST=P0^6;                //??λ???
sbit PSB = P0^7;                //???С???????????         psb   CH

sbit c_send   = P3^3;                //??????????          t
sbit c_recive = P3^2;                //??????????         e
uchar flag_hc_value;        //???????м????

long distance;                //????
uint set_d;                    //????
bit flag_csb_juli;      //??????????????
uint  flag_time0;      //???????漲???0??????
uint time;

/********************************************************************
* ???? : delay()
* ???? : ???,??????? 100us * t????????????????????????䶮
* ???? : t
* ??? : ??
***********************************************************************/
void delay(unsigned int t)
{
        unsigned int i,j;
        for(i=0; i<t;  i++)
    for(j=0; j<10; j++);
}
void Delay_ms(unsigned int n)
{
        unsigned int  i,j;
        for(i=0;i<n;i++)
                for(j=0;j<123;j++);
}

void UART_init(void)
{                  
        //???????????????1
        TMOD = 0x20;        // 0010 0000 ?????1????????2??8λ???????????
        TH1  = 0xFD;        // ???????9600 /11.0592MHZ
        TL1  = 0xFD;        // ???????9600 /11.0592MHZ
        TR1  = 1;
        //????????????????
        AUXR = 0x00;             // ?????????????1????????????????S1ST2=0
        SCON = 0x50;         // 0101 0000 SM0.SM1=01(??????8λ????,REN=1??????????
        TI=1;                        // ?????????printf??????????д?????
}

/********************************************************************
* ???? : sendbyte()
* ???? : ???????????????Э?飬????????
* ???? : zdata
* ??? : ??
***********************************************************************/
void sendbyte(unsigned char zdata)
{
        unsigned int i;
        for(i=0; i<8; i++)
        {
                if((zdata << i) & 0x80)
                {
                        RW = 1;
                }
                else
                {
                        RW = 0;
                }
                E = 0;
                E = 1;
        }
}

/********************************************************************
* ???? : write_com()
* ???? : д???????
* ???? : cmdcode
* ??? : ??
***********************************************************************/
void write_com(unsigned char cmdcode)
{
        RS = 1;
        sendbyte(0xf8);
        sendbyte(cmdcode & 0xf0);
        sendbyte((cmdcode << 4) & 0xf0);
        delay(2);
}

/********************************************************************
* ???? : write_data()
* ???? : д???????
* ???? : cmdcode
* ??? : ??
***********************************************************************/
void write_data(unsigned char Dispdata)
{
        RS = 1;
        sendbyte(0xfa);
        sendbyte(Dispdata & 0xf0);
        sendbyte((Dispdata << 4) & 0xf0);
        delay(2);
}

/********************************************************************
* ???? : lcdinit()
* ???? : ?????????
* ???? : cmdcode
* ??? : ??
***********************************************************************/
void lcdinit()
{  
    PSB = 0;
        delay(1);
        RST = 0;
        delay(100);
        RST = 1;
        delay(20000);
        write_com(0x30);
        delay(50);
        write_com(0x0c);
        delay(50);
}

/********************************************************************
* ???? : hzkdis()
* ???? : ????????
* ???? : *s
* ??? : ??
***********************************************************************/
void hzkdis(unsigned char code *s)
{  
        while(*s > 0)
    {
                write_data(*s);
                s++;
                delay(50);
    }
}
        void time_init()          
{
        EA  = 1;                   //?????ж?
        TMOD = 0X01;          //?????0???????1???????1
        ET0 = 1;                  //???????0?ж?
        TR0 = 1;                  //????????0???
}
void send_wave()
{
         c_send=1;     //?????μ?????
         delay(20);
         c_send=0; //?????????Trig????????
         while(!c_recive);      //????????
         TR0=1;             //??????
         while(c_recive);       //?л????????????????
         TR0=0;
         time=TH0*256+TL0;   
         TH0=0;
         TL0=0;
         distance=269.05-time*0.191;//  ???????????????λ??mm
         if(distance<=0)
          distance=0;
         if(distance>=269.05)
         distance=269.05;
       
}
void  ADC_P11_init()
{
        unsigned int i;                    // ??????????????
        ADC_CONTR|=0x80;              // ??AD??????,????????????????????
    for (i=0;i<10000;i++);  // ?????????AD??????????????????1ms???????????????AD
// ????????????2?м??е????????????
        P1ASF|=0x02;                        // ???P1.1???AD????????0x02= 0000 0010       
        ADC_CONTR=0xE1;         // ???P1.1???AD??????????????????????????????
        for (i=0;i<200;i++);   // ??????????????????AD??????????AD?????????????????
// ??????????????????20??s??200??s?????????????????????й???????????????????
// ????10K???￡???????????????????????????????????????AD?????????????????????
        ADC_CONTR|=0x08;        // ??? A/D ?????ADC_START=1??
        EADC=1;
        EA=1;         
}  
void ADC(void) interrupt 5
{
        unsigned int AD_Dat=0,AD_Dat1=0;    // 10λAD????
        unsigned char Tmp=0,Tmp1=0;          // ????????????AD?????????2?????????????
        ADC_CONTR&=0xE7;               // ??ADC_FLAG??0?? 0xE7=1110 0111B??ADC_FLAG=0??ADC_START=0??       
        AD_Dat = ADC_RES;                  // ????????8λ??
        AD_Dat <<= 2;
        Tmp = ADC_RESL;           // ????????2λ??
        Tmp &= 0x03;              // ???????λ
        AD_Dat|= Tmp;                  // ?????????????10λ????
        ADvalue=AD_Dat;
        ADC_CONTR|=0x08;          // ??????? A/D ?????ADC_START=1??
}

/******??AD7705д????????******/
void WriteByte7705(unsigned char dat)
{
        unsigned char i;
        for (i=0; i<8; i++)
        {
                 ADC_SCK=0;
                _nop_();
                _nop_();
                _nop_();
                 if(dat & 0x80){ADC_DIN=1;}
                 else
                 ADC_DIN=0;
                _nop_();
                _nop_();
                _nop_();
                 ADC_SCK=1;                        
                _nop_();
                _nop_();
                _nop_();
                 dat=dat<<1;
        }
}

/****** ??AD7705???????? ******/
unsigned long ReadWord7705()
{
        unsigned long read_dat=0;
        unsigned char i;
        for(i=0;i<16;i++)
        {
                 read_dat=read_dat<<1;
                 ADC_SCK=0;
                _nop_();
                _nop_();
                _nop_();
                 if(ADC_DOUT == 1)
                 {read_dat++; }
                _nop_();
                _nop_();
                _nop_();
                  ADC_SCK=1;
                _nop_();
                _nop_();
                _nop_();                         
         }
         return read_dat;
}

/******ad7705??????λ******/
void reset7705()
{
         unsigned char i;
          ADC_DIN=1;
         for(i=0;i<36;i++)
         {
         ADC_SCK=0;
        _nop_();
        _nop_();
        _nop_();
         ADC_SCK=1;
        _nop_();
        _nop_();
        _nop_();
   }
}

/******AD7705???1?????******/
void ad7705_init1()
{
reset7705();
WriteByte7705(0x20);//д???????,??????1,??????β??????д???????
WriteByte7705(0x01);//д???????,?????,???????25Hz
WriteByte7705(0x10);//д???????,??????1
WriteByte7705(0x44);//д???ü????4,??????,???????,???????????,?????1???????У?
}

/******???AD7705???1??????????******/
unsigned int ReadData1_7705()
{
          unsigned int value;
          ad7705_init1();
          reset7705();
          while(ADC_DBY);          //??????????
          WriteByte7705(0x38);    //д???????,????β??????????????
          value=5000*ReadWord7705()/65535;
          return value;                                   
}

void main(void)
{
        float Vin,N,U;                                   // ???????????????????
        uint PH;
        ADC_P11_init();
        UART_init();                                   // ????????9600/11.0592MHz
        time_init();
        send_wave();
        lcdinit();
        delay(10);
        write_com(0x03);
          while(1)
        {
         
                channal1=ReadData1_7705();         //??????
                channal1=channal1*1.618;
                delay(50);     
                send_wave();                           //???
                delay(50);
                Vin=VCC*ADvalue/1023;      // ?????1023?????
                    U=Vin*1010.33;
                N=(4418.5-U)/177.28;       
                PH=N*100;                                          //??PH?
                write_com(0x81);
                hzkdis("???????");
        write_com(0x90);
        hzkdis("?λ???: ");
                write_data(distance%1000/100 + 0x30);
                write_data(distance%100/10 + 0x30);
                write_data(distance%10 + 0x30);
                hzkdis("mm");
        write_com(0x88);
        hzkdis("???PH?: ");
                write_data(PH%10000/1000 + 0x30);
                write_data(PH%1000/100 + 0x30);
                hzkdis(".")        ;
                write_data(PH%100/10 + 0x30);
        write_com(0x98);
        hzkdis("?????: ");
                write_data(channal1%10000/1000 + 0x30);
                hzkdis(".");
                write_data(channal1%1000/100 + 0x30);
                write_data(channal1%100/10 + 0x30);
                hzkdis("V");
                Delay_ms(10);

        }
   }
作者: 怪脾氣    時(shí)間: 2020-3-27 13:19
君莫笑hhh 發(fā)表于 2019-5-11 09:58
已經(jīng)解決啦，謝謝啦

樓主能共享下原理圖嗎
作者: wengjiamin    時(shí)間: 2021-1-16 16:30



2017年全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽


簡易水情檢測系統(tǒng)（P 題）










編號：107219


簡易水情檢測系統(tǒng)

摘要：設(shè)計(jì)以STC15F2K60S2單片機(jī)為核心控制處理器，對PH傳感器和液位傳感器及藍(lán)牙模塊進(jìn)行采集運(yùn)算，從而對液體狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測。系統(tǒng)主要由單片機(jī)最小系統(tǒng)、電池組、穩(wěn)壓模塊電路、PH傳感器、液位傳感器、電壓檢測電路、 AD轉(zhuǎn)換電路、12864液晶顯示、藍(lán)牙模塊和手機(jī)APP組成。系統(tǒng)使用PH傳感器對液體進(jìn)行PH檢測，測量精度小于0.09；使用壓力傳感器對水位通過線性關(guān)系測量，測量誤差小于2mm；通過電阻二分法分壓測量電池組端口電壓，測量誤差小于0.01V。水位測量高度值、PH測量值及電池輸出電壓值通過LCD12864及手機(jī)APP同步顯示顯示。為降低系統(tǒng)功耗，手機(jī)APP可開關(guān)液晶背光。通過測試滿足了基本和發(fā)揮部分的大部分要求。
關(guān)鍵詞：藍(lán)牙模塊、PH傳感器、壓力傳感器、手機(jī)APP、最小系統(tǒng)  
1 系統(tǒng)方案選擇
1.1．方案比較
主芯片選型
1）采用STC89C51RC做主控芯片，外部高精度晶體/ 時(shí)鐘，內(nèi)部R/C 振蕩器。常溫下內(nèi)部R/C 振蕩器頻率為:5.2MHz ~6.8MHz。
2）采用STC15F2K60S2做為主控芯片，其指令代碼完全兼容傳統(tǒng)80c51，且速度快8-12倍，內(nèi)有可設(shè)定的晶振，無須外接。
系統(tǒng)使用使用高速、可設(shè)晶振頻率芯片更便于程序的書寫，故采用STC15F2K60S2型號芯片為主芯片。
水位傳感器選型
1）水位傳感器采用DS1603L，液位≥50mm時(shí)，精度可以達(dá)到0；50mm以下為盲區(qū)不可以測量。
2)水位傳感器采用D3B壓力傳感器，通過液體壓力檢測水位高度，無盲區(qū)，可檢測題目要求的200mm以下高度。
水位監(jiān)測不應(yīng)有盲區(qū)，盲區(qū)會(huì)影響整體測量結(jié)果。且50mm占整個(gè)任務(wù)要求的1/4,占比太大，故選擇D3B壓力傳感器。
穩(wěn)壓芯片選型
1）穩(wěn)壓芯片采用LM7805，輸入電壓范圍8-12V，壓差最低2V，電池組電壓與單片機(jī)供電電壓壓差為1V左右，穩(wěn)壓芯片本身有壓降，影響輸出準(zhǔn)確值。
2）穩(wěn)壓芯片采用LM1117，輸入電壓范圍1.25-13.8，壓差最低1.2V，電池組電壓與單片機(jī)供電電壓壓差為1V左右，穩(wěn)壓芯片本身有壓降，影響輸出準(zhǔn)確值。
3、穩(wěn)壓芯片采用MIC29302，電壓壓差為0.37V，且輸出穩(wěn)定。
AD監(jiān)測需用基準(zhǔn)電壓，應(yīng)穩(wěn)定輸入電壓，且干電池耗電太快，應(yīng)選擇壓差最小的穩(wěn)壓芯片，故選擇MIC29302穩(wěn)壓芯片。
1.2．方案描述
水情監(jiān)測系統(tǒng)，以STC15F2K60S2單片機(jī)作為控制核心，通過16位AD轉(zhuǎn)換測量供電電池的輸出電壓、PH值、水位。數(shù)據(jù)通過串口在12864液晶模塊實(shí)時(shí)顯示，同時(shí)通過藍(lán)牙模塊與手機(jī)APP連接實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)且可通過手機(jī)APP控制液晶背光的開關(guān)。
系統(tǒng)方案框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)方案框圖
2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與論證
2.1傳感器信號處理方法分析
1）PH檢測信號由雷磁E-201-C型號PH傳感器采集，由7705型號16位AD模塊模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)果經(jīng)處理器分析，通過串口發(fā)送至電腦，計(jì)算其所呈現(xiàn)的線性關(guān)系，得出線性方程。數(shù)據(jù)結(jié)果由公式計(jì)算得出并顯示。
2）水位監(jiān)測信號由日本松下旗下壓力傳感器采集，由7705型號16位AD模塊模數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)果經(jīng)處理器分析，通過串口發(fā)送至電腦，數(shù)據(jù)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，數(shù)據(jù)不呈現(xiàn)線性關(guān)系，故采集多組數(shù)據(jù)輸入為數(shù)組，結(jié)果采用查表法計(jì)算。
2.2電壓檢測方法分析
加兩個(gè)精度為千分之一的10K精密電阻，采用二分法進(jìn)行分壓測量，以提高準(zhǔn)確度，通過AD采集、單片機(jī)處理計(jì)算并顯示。
3 電路與程序設(shè)計(jì)
3.1系統(tǒng)組成
水情監(jiān)測系統(tǒng)組成包括6V電池組、穩(wěn)壓芯片MIC29302、STC15F2K60S2單片機(jī)、PH監(jiān)測模塊、壓力傳感器水位監(jiān)測模塊、16位AD模塊、12864液晶顯示模塊及藍(lán)牙模塊。
3.2硬件電路設(shè)計(jì)
1）穩(wěn)壓及12864顯示模塊如圖2所示：
圖2穩(wěn)壓及12864顯示模塊
2）AD轉(zhuǎn)換模塊如圖3所示：
圖3  AD轉(zhuǎn)換模塊
PH模塊、壓力傳感器模塊、藍(lán)牙模塊如圖3所示：

圖3  PH模塊、壓力傳感器模塊、藍(lán)牙模塊
3.3軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
根據(jù)題目要求，使用12864顯示模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示；水位測量偏差不大于2mm,PH測量偏差不大于0.1，電壓測量偏差不大于0.01。因精度要求高，程序需做濾波處理以提高精度。同時(shí)通過藍(lán)牙將數(shù)據(jù)發(fā)送至手機(jī)APP實(shí)時(shí)顯示。且為降低系統(tǒng)功耗可通過手機(jī)APP進(jìn)行開關(guān)液晶背光。軟件設(shè)計(jì)流程圖如圖4所示。
圖4 軟件設(shè)計(jì)流程圖



4、測試結(jié)果及分析
4.1測試數(shù)據(jù)完整性
表1 水位高度測試結(jié)果分析表
次數(shù)        第一次        第二次        第三次        第四次        第五次
測量水位高度/mm        30        65        99        120        170
實(shí)際水位高度/mm        31        64        99        121        170
誤差/mm        1        1        0        1        0
表2 PH值測試結(jié)果分析表
次數(shù)        第一次        第二次        第三次        第四次        第五次
測量PH值        6.86        5.42        5.08        4.56        3.89
實(shí)際PH值        6.79        5.39        5.10        4.50        3.85
誤差        0.07        0.03        0.02        0.06        0.04
表 3 電池電壓值測試結(jié)果分析表
次數(shù)        第一次        第二次        第三次        第四次        第五次
測量電池電壓/V        5.99        5.95        5.85        5.80        5.75
實(shí)際電池電壓/V        5.99        5.96        5.85        5.81        5.75
誤差/V        0.00        0.01        0.00        0.01        0.00
4.2測試結(jié)果分析
由水位高度測試結(jié)果分析表，發(fā)現(xiàn)水位測量結(jié)果不沒有良好的線性關(guān)系，但可使用查表法進(jìn)行誤差調(diào)節(jié)，以滿足任務(wù)要求；
由PH值測試結(jié)果分析表，發(fā)現(xiàn)其呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系，且誤差滿足任務(wù)要求；
電壓值基本無誤差，滿足任務(wù)要求
總結(jié)
系統(tǒng)主要用STC15F2K60S2作為核心，檢測PH、壓力傳感器上的電壓變化，送給單片機(jī)內(nèi)部，通過16位AD處理信號，整個(gè)系統(tǒng)由各個(gè)電路模塊搭建而成，這樣便于了解系統(tǒng)，系統(tǒng)出錯(cuò)時(shí)方便找出問題所在，系統(tǒng)帶有手機(jī)APP，可實(shí)時(shí)同步LCD12864顯示數(shù)據(jù)且可控制顯示背光的開關(guān)。軟件方面增加濾波，以提高檢測精度，整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，可靠。
參考文獻(xiàn)
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作者: wengjiamin    時(shí)間: 2021-1-16 16:32
#include "STC15F2K60S2.h"
#include "bsp_tm7705.c"
#include "bsp_tm77052.c"
#include "SerialLcd12864.c"


#define FOSC 11059200L          //Ïμí3ÆμÂê
#define BAUD 9600         
   //′®¿ú2¨ìØÂê

typedef unsigned char BYTE;
typedef unsigned int WORD;


#define u16 unsigned int
#define u8 unsigned char


u16 code WaterDatNum[21]=
{
        1727,  //0
        2005,        //1
        2600,        //2
        3225,        //3
        3945,        //4
        4675,        //5
        5370,        //6
        6100,        //7
        6823,        //8
        7530,        //9
        8337,        //10
        9031,        //11
        9707,        //12
        10393,        //13
        11020,        //14
        11759,        //15
        12457,        //16
        13188,//17
        13822,//18
        14590,//19
        15260 //20

};

unsigned long SysDat;
uint16_t VolDat,PHDat;

uint16_t WaterDat,SendNum;


bit busy;

#define S1_S0 0x40              //P_SW1.6
#define S1_S1 0x80              //P_SW1.7
                       
void SysDelay(u16 ms)
{
   while(ms--);
}


/*----------------------------
UART ÖD¶Ï·tÎñ3ìDò
-----------------------------*/
void Uart() interrupt 4 using 1
{
        u8 Uartdat;
    if (RI)
    {
        RI = 0;                 //Çå3yRIλ
        Uartdat = SBUF;              //Uartdat¸3Öμ′®¿úêy¾Y
                if(Uartdat=='A')
                {
                        P55=0;
                }else if(Uartdat=='B')
                {
                        P55=1;
                }
    }
    if (TI)
    {
        TI = 0;                 //Çå3yTIλ
        busy = 0;               //ÇåÃ|±êÖ¾
    }
}

/*----------------------------
·￠Ëí′®¿úêy¾Y
----------------------------*/
void SendData(BYTE dat)
{
    while (busy);               //μè′yÇ°ÃæμÄêy¾Y·￠Ëííê3é
    busy = 1;
    SBUF = dat;                 //D′êy¾Yμ½UARTêy¾Y¼Ä′æÆ÷
}

/*----------------------------
·￠Ëí×Ö·û′®
----------------------------*/
void SendString(char *s)
{
    while (*s)                  //¼ì2a×Ö·û′®½áêø±êÖ¾
    {
        SendData(*s++);         //·￠Ëíμ±Ç°×Ö·û
    }
}


void ConfigCode(void)          //Ïμí3ó2¼tÅäÖÃ3ìDòμÄ
{
        P0M0=0;        P0M1=0;       
        P1M0=0;        P1M1=0;       
        P2M0=0;        P2M1=0;       
        P5M0=0;        P5M1=0;       
        P55=0;         //LCD12864  ±31a¿ØÖÆIO   μíμçƽμãáá

        ACC = P_SW1;
        ACC &= ~(S1_S0 | S1_S1);    //S1_S0=0 S1_S1=0
        P_SW1 = ACC;                //(P3.0/RxD, P3.1/TxD)
        SCON = 0x50;                //8λ¿é±ä2¨ìØÂê
        AUXR = 0x40;                //¶¨ê±Æ÷1Îa1TÄ￡ê½
        TMOD = 0x20;                //¶¨ê±Æ÷1ÎaÄ￡ê½2(8λ×Ô¶ˉÖØÔØ)         
        TL1 = (256 - (FOSC/32/BAUD));   //éèÖÃ2¨ìØÂêÖØ×°Öμ           ￡¨9600￡©
        TH1 = (256 - (FOSC/32/BAUD));
        TR1 = 1;                    //¶¨ê±Æ÷1¿aê¼1¤×÷
        ES = 1;                     //ê1Äü′®¿úÖD¶Ï
        EA = 1;
}


void ShowCode()          //  12864òo¾§ÏÔê¾3ìDò
{

        LCD12864_pos(0,1);                 //μúò»DD  μú2áD
        LCD12864_writebyte("Ë®Çé¼ì2aÏμí3");


        LCD12864_pos(1,0);                 //μú2DD  μú1áD
        LCD12864_writebyte("ˮλ¸ß¶è:");
        LCD12864_write(1,WaterDat/100%10+0x30);
        LCD12864_write(1,WaterDat/10%10+0x30);
        LCD12864_write(1,WaterDat%10+0x30);
        LCD12864_writebyte("mm");


        LCD12864_pos(2,0);
        LCD12864_writebyte("PHÖμ:");
        if(PHDat>1400)
        {                                                         
                LCD12864_writebyte("--.--");       
        }
        else
        {
        LCD12864_write(1,PHDat/1000%10+0x30);
        LCD12864_write(1,PHDat/100%10+0x30);
        LCD12864_writebyte(".");
        LCD12864_write(1,PHDat/10%10+0x30);
        LCD12864_write(1,PHDat%10+0x30);
        }
        LCD12864_pos(3,0);
        LCD12864_writebyte("μç3ØμçÑ1:");
        LCD12864_write(1,VolDat/100%10+0x30);
        LCD12864_writebyte(".");
        LCD12864_write(1,VolDat/10%10+0x30);
        LCD12864_write(1,VolDat%10+0x30);
        LCD12864_writebyte("V");
       
       
}
                                        
void main(void)                //Ö÷3ìDò
{
        uint16_t adc1, adc2,adc3;
        float ADNum,WaterNum;
        u8 i;

        ConfigCode();        //Ïμí3ÅäÖÃoˉêy         
        bsp_InitTM7705();                        /* 3õê¼»ˉÅäÖÃTM7705 */
        bsp_InitTM7705_2();                        /* 3õê¼»ˉÅäÖÃTM7705 */

        TM7705_CalibSelf(1);                /* ×ÔD￡×¼¡￡Ö′DDê±¼ä½Ï3¤￡¬Ô¼180ms */               
        adc1 = TM7705_ReadAdc(1);                               
        TM7705_CalibSelf(2);                /* ×ÔD￡×¼¡￡Ö′DDê±¼ä½Ï3¤￡¬Ô¼180ms */
        adc2 = TM7705_ReadAdc(2);       
                                                                                                                                                                                                                                  
        TM7705_2_CalibSelf(1);                /* ×ÔD￡×¼¡￡Ö′DDê±¼ä½Ï3¤￡¬Ô¼180ms */               
        adc3 = TM7705_2_ReadAdc(1);                               

        LCD12864_init();                        //LCD128643õê¼»ˉ
        LCD12864_Qing();                        //Çå3yÆáÄ»ÏÔê¾
        while(1)
        {
                adc1 = TM7705_ReadAdc(1);        /* Ö′DDê±¼ä 80ms */        //ˮλADÖμ       
                adc2 = TM7705_ReadAdc(2);        /* Ö′DDê±¼ä 80ms */        //PH  AD¼ì2a
                adc3 = TM7705_2_ReadAdc(1);        /* Ö′DDê±¼ä 80ms */               

                if(adc2>50000) PHDat=245;
                else PHDat=(50000-adc2)/23.225+246;          



                VolDat=(uint16_t)(adc1*0.01917);                 //μçÑ1¼ÆËã1«ê½y=x￡¨yÎaμçÑ1Öμ￡¬xÎaADÖμ￡©

               
                ADNum=ADNum*0.9+adc3*0.1;
                for(i=0;i<21;i++)
                {
                        if(ADNum<WaterDatNum[i])
                        {
                                break;       
                        }
                }
                if(i==0)
                {
                        WaterDat=0;       
                }else
                {
                        WaterDat=i-1;  //Õûêy2¿·Ö′|àí
                        WaterNum=(float)((ADNum-WaterDatNum[i-1])/(WaterDatNum[i]-WaterDatNum[i-1])*10);//D¡êy2¿·Ö′|àí       
                        WaterDat=(u16)(WaterDat*10+WaterNum-1);
                }


               



                SendNum++;
                if(SendNum>3)
                {
                        SendNum=0;
                        SendString("\r\ndat,");        //à¶Ñà·￠ËíÏμí3êy¾YÏÔê¾
                        if(WaterDat>99)SendData(WaterDat/100%10+0x30);          //ˮλêy¾Y
                        if(WaterDat>9)SendData(WaterDat/10%10+0x30);
                        SendData(WaterDat%10+0x30);
                        SendString(",");

                        if(PHDat>999)SendData(PHDat/1000%10+0x30);         //PH Öμêy¾Y
                        SendData(PHDat/100%10+0x30);
                        SendString(".");
                        SendData(PHDat/10%10+0x30);
                        SendData(PHDat%10+0x30);
                        SendString(",");

                        if(VolDat>999)SendData(VolDat/1000%10+0x30);  //Ïμí31¤×÷μçÑ1êy¾Y
                        SendData(VolDat/100%10+0x30);
                        SendString(".");
                        SendData(VolDat/10%10+0x30);
                        SendData(VolDat%10+0x30);
                        SendString(",ok");

                }
                ShowCode();         //LCD12864  òo¾§ÏÔê¾oˉêy
        }
}




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