废水排放检测器

本设计是基于单片机技术原理，以单片机芯片ATC52作为核心操纵器，通过硬件电路的制作以及软件程序的编制，设计制作出一个具有戒备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制作而成，它显示废水排放的时刻和水位，蜂鸣器和LED灯起到超过戒备水位报警的提示作用。该废水排放监测器要紧由液晶显示模块、声光报警模块、A/D转换模块、键盘操纵模块组成。 [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现实意义 ........................................ 0 1.1本设计关于专业知识的综合应用情形 .................................... 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实现电路原理图及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软件设计结构 ....................................................... 13 4.4主程序模块的设计 ................................................... 14 4.5 1602液晶程序 ...................................................... 17 4.6 A/D转换程序 ....................................................... 19 4.7 报警程序 .......................................................... 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态 .................................................. 27 致谢 .................................................................. 30

1 绪论

1.1本设计研究的背景以及现实意义

为了满足宽敞师生的正常生活和坚持校园的清洁环境，学校每天都要通过地下通道向别处排放大量的污水，在正常情形下学校的地下通道是能够安全排除污水的，然而每当遇到下雨天气大量积水时，地下排水通道那么不能正常排水，会显现污水外溢的情形。给宽敞师生带来不便，污染校园环境，需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。在工程领域进行污水排放量和排放时刻的监测是一个极为基础也极为重要的研究。采纳典型的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。同时考虑到工程应用的实际情形。采纳RS485串口将数据传输到上位机进行识别以及实时处理。如此的污水排放量和时刻的监测系统具有一定的有用性。同时关于工程领域的污水排放测量具有一定的有用价值。更有利于针对污染情形及时的采取有利计策[1]。

1.1本设计关于专业知识的综合应用情形

因为学习的知识的深度的以及实际情形的考虑，关于校园废水排放监测器的电路设计采纳了Protel99SE软件进行了系统的原理图绘制。电路上参考了扬州工业职业技术学院的ATC51单片机开发板设计的。在设计电路中力求以最简单的电路来稳固完成因此的功能。在写程序中那么是用C语言来完成，C语言相比汇编语言带来的好处确实是简明易明白，而且可移植性高。最后调试那么是用Proteus仿真软件来完成。在整个设计到编程到最后的调试过程中完全是按照大学期间所学的«模拟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作。该监测器能实现废水排放的水位和时刻监测。该监测器先通过模数转换将测得水位的模拟信号进行处理转换成数字信号传送给单片机。单片机进行判定测得的水位值有没有超过戒备水位，假设高于戒备水位，那么单片机向蜂鸣器和led灯传递报警信息，现在报警模块就会向外界发出报警信号。以便工作人员及时的进行人工排水处理，减少不必要的缺失和污染，提高废水排放的戒备处理效率。

本课题设计采纳功能模块化的设计思想，本课题要紧分为总体方案设计、硬件和软件的设计三大部分。总设计方案分为以下几个步骤：

〔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模块等七个模块组成。其工作过程是：第一A/D模块将外部的废水排放的模拟信号转换成数字信号，然后将数字信号传给单片机进行处理. 同时废水排放的时刻和水位不停地显示在1602液晶上。假如废水排放量达到了设置戒备水位,蜂鸣器和LED灯会发出报警提示信号。外部的按钮那么是来操纵废水排放监测器的启动和复位[4]。结构框图如图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，停止信号 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 本设计的电路结构框图

3 本课题硬件电路的设计

3.1 单片机模块

单片机最小系统电路由单片机、单片机复位电路、晶体振荡回路组成，能 够完成单片机工作的最差不多需要。其中单片机的外部晶振是11.1592，而复位电 路那么是要给RST引脚至少两个机器周期就可实现复位[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 且能够应用于各种小型的项目。1602液晶的要紧技术参数：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，模块最正确工作电压是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位置与内部数据储备器〔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原理，采纳国外先进的隔离型扩散硅敏锐元件或陶瓷电容压力敏锐传感器，将静压转换为电信号，再通过温度补偿和线性修正，转化成标准电信号〔一样为4～20mA/1～5VDC〕[6]。液位传感器实物如图3.6所示。

图3.6液位传感器实物

3.3.1工作原理

用静压测量原理：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 ：当地重力加速度 Po ：液面上大气压 H ：变送器投入液体的深度

同时，通过导气不锈钢将液体的压力引入到传感器的正压腔，再将液面上的大气压 Po 与传感器的负压腔相连，以抵消传感器背面的 Po ，使传感器测得压力为：ρ .g.H ，明显 , 通过测取压力 P ，能够得到液位深度。 3.3.2功能特点

1 稳固性好，满度、零位长期稳固性可达 0.1%FS/ 年。在补偿温度 0 ～ 70 ℃范畴内，温度飘移低于 0.1%FS ，在整个承诺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损坏变送器，专门

时送器会自动限流在 35MA 以内。

3 固态结构，无可动部件，高可靠性，使用寿命长。 4 安装方便、结构简单、经济耐用。 3.3.3液位传感器与液位开关的区别

液位开关是依照液位传感器的信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信号，液位开关第一要确定液位的高度，依据那个高度来输出开关量信号。而液位传感器是将液位的高度转化为电信号的形式进行输出。我们能够对电信号进行处理比如和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原理尽管相同。然而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，一样由电抗元件组成，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，电感组成而成的各种复式滤波电路[7]。滤波电路如图3.7所示。

识别滤波电路的方法：假设信号频率趋于零时有确定的电压放大倍数，且信号频率趋于无穷大时电压放大倍数趋于零，那么为低通滤波器；反之，假设信号频率趋于无穷大时有确定的电压放大倍数，且信号频率趋于零时电压放大倍数趋于零，那么为高通滤波器；假设信号频率趋于零和无穷大时电压放大倍数均趋于零，那么为带通滤波器；反之，假设信号频率趋于零和无穷大时电压放大倍数具有相同的确定值，且在某一频率范畴内电压放大倍数趋于零，那么为带阻滤波器。

图3.7 滤波电路

3.5放大电路

通过滤波器处理后，信号的高次谐波得到了专门好的削弱，然而输出信号幅度较小，为了能够让单片机有效同意处理，信号需要进行放大处理，那个地点采纳成熟的集成运放进行放大，放大电路的电路原理图如图3.8所示[8]。

1C7360PF1C4360PF1R81TP2*VCC1220k1R131C51R6*2220k1R10*1C106-18.2K360PF-3+7360PF58.2K1R71R11+20K1R920KGND21R1230KGND230KGND28JC1-2AJC1-2B4MCP6002MCP6002参考电压参考电压

图3.8放大电路的电路原理图

3.5 A/D转换模快

PCF8591是一个单片集成、单独供电、低功耗、8-bit CMOS数据猎取器件。PCF8591具有4个模拟输入、1个模拟输出和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，承诺在同个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、操纵和数据信号差不多上通过双线双向I²C总线以串行的方式进行传输。PCF8591的功能包括多路模拟输入、内置跟踪保持、8-bit模数转换和8-bit数模转换。PCF8591的最大转化速率由I²C总线的最大速率决定[9]。

工作特性：单独供电 ，PCF8591的操作电压范畴2.5V-6V ，低待机电流 ，通过I²C总线串行输入/输出 ，PCF8591通过3个硬件地址引脚寻址 ，PCF8591的采样率由I²C总线速率决定 ，4个模拟输入可编程为单端型或差分输入 ，自动增量频道选择 ，PCF8591的模拟电压范畴从VSS到VDD ，PCF8591内置跟踪保持电路 ，8-bit逐次靠近A/D转换器 ，通过1路模拟输出实现DAC增益

•

图3.6 PCF8591

AIN0～AIN3：模拟信号输入端。 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：模拟信号地。

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，还起到了戒备水位的报警。为了增大电流来驱动蜂鸣器，我们那么采纳了三极管来驱动它，从而达到更好的成效。如图3-9所示。

图3.9 蜂鸣器模块

3.7 按钮操作模块

按钮也是一个系统中必不可少的一部分，在那个电路中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始工作，每当按下复位按钮监测器复位重新计时开始工作。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实现电路原理图及PCB设计

3.6.1 Protel简介

使用电脑设计电路原理图和电路板图是把电子技术从理论运用到实际的第一步。只有会设计电路原理图和电路板图才能进行电子产品的研发与开发。本软件确实是从理论走向实际，把握电子产品开发的差不多技术。

Protel99SE是澳大利亚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，人机界面友好，易学易用，使用该软件设计者能够容易设计电路原理图、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工具。 绘制电路原理图的要紧步骤

1、进入Protel 99SE环境

2、使用菜单File/New建立新设计数据库文件

3、使用菜单File/New在打开窗口选择Schematic Document图标,建立新原理图文件

4、将原理图打开 5、设置画图环境 6、添加元件库

7、将所需元件从元件库中取出来,放置在图纸上，同时调整好位置

8、使用连线工具将元件连起来，设置元件属性,对元件进行编号 9、进行电气规格检查(ERC)

10、建立网络表，为制作电路板图做预备

绘制完成的电路原理图，除了保证电路原理图的正确性以外，同时要注意原理图绘制中的工艺要求。原理图的绘制第一注意的确实是原理图的标题栏的设置，在标题栏中一定注意按照工程的规那么，对电路的各个属性进行详细的标注。在实际的工作岗位中，不同的公司关于标题栏的填写都具有一定的要求。整体原理图的绘制要求布局平均，电路按照功能模块进行分布，符合信号流向等一系列的工程规那么。在电路图中，要综合使用网络标号、总线、总线入口等对象力求原理图实现结构化走线。在原理图中能够使用文本等对电路进行一定的阐述，增强电路的可读性以及可明白得性

[10]

。

3.6.2电路原理图的设计 电路原理图如图3.11所示

图 3.11电路原理图

电路工作原理：

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，按键模块组成。电路按钮模块中的启动按钮按下之后，现在A/D转换模块开始工作，将测得水位的模拟信号进行处理转换成数字信号传送给单片机。单片机再将信号传给液晶进行显示，单片机进行判定测得的水位值有没有超过戒备水位，假设水位的值没有到达戒备水位值，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。假设高于戒备水位，那么单片机向报警模块传递报警信息，现在液晶上会显示戒备的水位值，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信号。以便工作人员及时的进行人工排水处理，减少不必要的缺失和污染，提高废水排放的戒备处理效率。待水位处理到安全水位值时，按下复位按钮之后再重新按下启动按钮电路会重新正常工作，以此方式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语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上，结构性、可读性、可爱护性上有明显的优势，因而易学易用，用过汇编语言后再进行C语言来开发，体会更加深刻。KEIL C51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windowa界面。另外重要一点，只要看一下汇编后生成的会变代码，就会体会到KEIL C51生成的目标代码效率专门之高，多数语句生成的汇编代码专门紧凑，容易明白得。在开发大型软件时更能表达高级语言的优势。

4.2 KEIL的模块化编程

用KEIL进行编程时，有时候由于项目的比较大我们写的程序要几百行甚至上千行，如此带来的后果是，假如要修改某一个参数时那么要找个半天，这将带来专门大的苦恼，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，把一个大项目分割成假设干个小项目，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程序组合在一起。如此写的好处是可读性比较强，以及可移植性比较好，能够方便以后的编程。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软件设计结构

软件设计部分要紧包括：主程.序/子程序流程的设计、功能模块程序的编写、软/硬件结合调试与演示。要紧包括以下功能模块：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。

系统初始化、按键扫描 显示选择菜单 测量相关设置 模数转换 串行通信 对数据进行处理

图4.3

4.4主程序模块的设计

主程序实现的功能：与硬件相结合实现便携式环境检测仪的各个功能。要紧是检测与显示，上下限值调整与显示，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(戒备水位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主程序流程图

#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模数转换初始化程序 { }

void main() //主函数程序 {

init_pcf8591(); }

LCD_Init(); while(1) {

temp_AD_Value = adc_pcf8591()*1.0/255*100; //将模拟信号转成数字信号 display();

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

iic_start(); iic_sendbyte(0x90); iic_waitack();

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

4.5 1602液晶程序

〔1〕 LCD模块在本系统中要紧起着开界面汉字显示，以及各操纵成效的显示。采纳直截了当访问方式。

下面那个确实是液晶的驱动程序，在那个程序中先是依照数据手册对那个液晶先进行初始化，然后依照时序图读液晶的程序，以及写液晶的程序。重要的一点确实是延时的时刻一定要把握好，对液晶的忙检测能够延长一点时刻来解决。该程序包括液晶写入命令函数，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

/*------------------------------------------------ 写入命令函数

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

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

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

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

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

{ }

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

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

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

------------------------------------------------*/ void LCD_Init(void)

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 ++;

{ } #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转换程序

〔1〕模数转换模块的要紧功能确实是将经放大器放大的模拟电压信号转化为MCU能够处理的数字信号，并传送给单片机。

〔2〕pcf8591转换的流程图见以下图4.6。

开始 使能芯片 产生时钟信号 输入通道操纵字 读取2字节数据 字节数据校正 送入指定寄存器 终止 图 4.6

该段程序是A/D转换程序，它的要紧作用是将数据检测到的模拟信号转换成数字信号，再将数字信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。它要紧包括初始化函数，启动总线函数，终止总线函数，模数转换函数，发送数据函数，读取数据函数，延时函数。下面是具体的程序。

#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; //发送起始条件的数据信号 _nop_(); //起始条件建立时刻大于4.7us,延时 SCL = 1; somenop;

SDA = 0; //发送起始信号

somenop; //起始条件锁定时刻大于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 //终止总线 //发送终止条件的数据信号 //发送终止条件的时钟信号 //终止条件建立时刻大于4μ //发送I2C总线终止信号 //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) //判定发送位

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，通知被控器开始接收数据位 byt <<= 1;

somenop; //保证时钟高电平周期大于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(); //终止总线 return temp; #endif

4.7 报警程序

改程序的要紧作用是报警。此段报警函数要紧分为两个部分。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戒备值时，报警程序就会启动，向外界发出报警信号。下面确实是具体的报警函数程序。

#ifndef __FMQ_H__ //蜂鸣器程序的头文件 #define __FMQ_H__ //蜂鸣器程序的头文件 void di() //时钟走动的声音提示程序 { }

void didi() //超过戒备水位时的报警程序 { 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

一个优异的编译器是在单片机程序开发中不可缺少的部分，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工具软件。它不仅具有其他EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机以及外围器件。它是目前仿真单片机以及外围器件最好的工具。尽管在中国刚起步，但已受到单片机的资源，而且还有许多像示波器如此的测绘工具，在经济有限的学生时代更是受到青睐。它的仿真也是和KEIL软件结合起来使用的，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

仿真成效图起到了在实物未做好的条件下，模拟设想成效的作用。给实验和程序的编写带来了极大的关心，也为以后实物的调试运行起到了参考的作用。

5.2 硬件调试

硬件电路调试预备状态

图5.14

对硬件电路进行外部端口连线，预备通电调式。 硬件电路工作状态

图5.15

对电路进行通电调试，此状态是废水排放监测器正常工作的显示状态。LED1灯亮表示电路板差不多通电，LED2灯亮表示监测器开始工作，喇叭的滴滴声是时刻的提示音，液晶上显示的监测器开始正常工作的提示信号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模拟水位，假如戒备水位数字显示到60时，表示实际中的水位超过了两米，现在蜂鸣器会发出报警信号，LED灯同时也会发出报警信号。

硬件电路报警状态

图5.16

现在的工作状态表示废水排放监测器的报警提示状态，现在液晶上的模拟水位值为83表示差不多超过了戒备模拟水位值60，表示现在的水位差不多超过了2米，废水排放监测器停止计时，蜂鸣器发出报警信号，LED1灯发生强烈闪耀。现实生活中报警信号一旦发出，为了减少不必要的缺失和环境污染，需要人工及时的将废水排掉降低水位，现在假设要废水排放监测重视新开始工作，需要按下复位按钮将其复位之后再按下启动按钮让其重新计时工作 硬件电路复位状态

图5.17

此状态是废水排放监测器的复位状态。此状态是戒备水位处理过后的机器复位状态此状态是为了下次的连续使用做好预备。

总结

本设计的要紧任务是进行校园废水排放监测器的设计与制作。所设计的废水排放监测器包含单片机模块，模拟液位传感器模块，A/D转换模块，1602液晶模块，蜂鸣器模块，按钮操纵模块，LED模块等七个模块组成。能够实现废水排放的时刻和水位监测，该监测器先通过液位传感器感受水位信号，再通过模数转换将测得水位的模拟信号进行处理转换成数字信号传送给单片机。单片机进行判定测得的水位值有没有超过戒备水位，假设高于戒备水位，那么单片机向蜂鸣器和led灯传递报警信息，现在报警模块就会向外界发出报警信号。通过RS485模块完成水位信号的无线传输，能够实现水位测量点的自由选择，水位接收模块同时通过RS232串口完成与PC机完成上位机的传输以及操纵。电路采纳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系统功能完整、可靠性高，在实际的工业测量、生产中具有一定的应用价值。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够大，还需要进一步的改善和提高，以加强产品在市场中的竞争力和有用性。

致谢

在钱松导师的精心指导和大力支持下，我才得以完成这篇论文。我在论文的不断修改过程中更是耳濡目染，深受感动。通过老师的不断指导，使我对自己的选题有了更深刻的认识，同时收成的不仅仅是知识方面的，王老师的治学态度于我也是一笔财宝，我会好好珍爱这次收成的。

通过这次的设计使我认识到我对单片机方面的知识明白的太少了，关于书本上的专门多知识还不能灵活运用，有专门多我们需要把握的知识在等着我去学习，我会在以后的学习生活中补偿我所缺少的知识。本次的设计使我从中学到了一些专门重要的东西，那确实是如何从理论到实践的转化，如何样将我所学到的知识运用到我以后的工作中去。在大学的课堂的学习只是在给我们灌输专业知识，而我们应把所学的用到我们现实的生活中去，此次的校园废水排放监测器的设计给我奠定了一个实践基础，我会在以后的学习、生活中磨练自己，使自己适应于以后的竞争。感谢电子系的各位老师，正是因为他们一丝不苟，任劳任怨的教学，我们才能具有扎实的差不多功来进行并顺利完成设计任务。感谢老师们为我们提供了良好的设计环境和仪器设备。有了这些，我们才能够高效率的完成毕业设计任务。

同时，对周围的同学也表示感谢，关于我的论文中某些观点提出的修改建议对我而言，获益颇多。

最后，再次对关怀、关心我的老师和同学表示衷心地感谢!

参 考 文 献

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