水位检测仪系统.doc

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目 录

第1节 引 言……………………………………………………………………… 1
1.1 设计背景……………………………………………………………………1
1.2 系统功能说明………………………………………………………………1

第2节 硬件设计基本原理与实现方法……………………………………………2
2.1 水位检测与数据采集…………………………………………………… 2
2.2 数码管LED显示…………………………………………………………4
2.2.1 相关芯片简介………………………………………………………4
2.2.2 显示部分工作原理…………………………………………………5

第3节 系统软件设计……………………………………………………………8
3.1 初始化程序………………………………………………………………8
3.2 TMR1中断服务程序……………………………………………………9
3.3 数据转换子程序…………………………………………………………10
3.4 TMR0中断服务程序……………………………………………………11
3.5 程序清单…………………………………………………………………13

第4节 结束语……………………………………………………………………22

参考文献 ……………………………………………………………………………22


水位检测仪系统
第1节 引 言
水位检测和显示仪表装置在工业上有着广泛的应用。本设计采用的是一种低成本的数码管显示驱动方案。在对成本较敏感的小型系统中，该方案有着一定的参考价值。
1.1 设计背景
键盘和显示器是单片机系统中人机对话不可缺少的一部分。在许多智能仪表的设计中，多用LED数码管来显示。这是因为LED数码管驱动简单，成本较低并且能适应恶劣的环境。用于数码管显示驱动的芯片有很多种，常见的有MAX7219、MAX7221、ZLG7290、IMC7218B以及8279等。这些专用芯片使用方便、功能教强，但价格偏高。本设计中采用的循环扫描的方式，充分利用单片机快速的处理能力对各显示单元分时选通，只需普通的串行移位芯片，就可以达到显示驱动的目的。这种方法对单片机的CPU占用率相对较高，不适宜于CPU任务繁忙的场合，但是对那些功能相对简单，CPU相对空闲的中小型系统非常实用，能够大大降低系统成本。
1.2 系统主要功能
该装置对偏离零点的水位进行检测，然后将带符号的水位值（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阵列对水位高度进行模拟显示。整个装置主要包含水位检测和显示两个部分，现将每部分功能说明如下：
（1）水位检测：在0mm、±10mm、±25mm、±50mm、±80mm、±120mm、±160mm、±240mm共15点基础上，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显示出来，显示值以比实际水位小的最近点为准，例如：水位实际高度为35mm，则数码管显示25mm。同时，用15个竖直排列的双色LED阵列直观的模拟当前水位高度，当水位没有达到某点相应的LED显示红色，达到或超过则显示绿色。当水位低于-240mm时报警灯显示绿色，高于+240mm时报警灯显示红色，当水位恢复正常值时报警灯熄灭。
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