基于Atmel單片機(jī)的水文測(cè)驗(yàn)系統(tǒng)

　　早期的中小河道水文測(cè)驗(yàn)一般是采用人工操作的,操作時(shí)間長(zhǎng)、勞動(dòng)強(qiáng)度大、主觀(guān)誤差大。為此我們對(duì)原有的人工測(cè)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行了改造,采用單片機(jī)控制替代人工進(jìn)行自動(dòng)水文測(cè)驗(yàn)。本文介紹了基于ATMEL89單片機(jī)的水文纜道自動(dòng)測(cè)驗(yàn)系統(tǒng),系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是構(gòu)建在原有設(shè)施基礎(chǔ)上,而且盡量不改變系統(tǒng)結(jié)構(gòu)并能兼容手動(dòng)操作方法,自動(dòng)地完成流量的測(cè)驗(yàn)計(jì)算和打印,適用于中小河道的懸索和懸桿兩種類(lèi)型的水文纜道。

　　根據(jù)水利部頒發(fā)的《水文纜道測(cè)驗(yàn)規(guī)范》及人工控制水文纜道的結(jié)構(gòu)和測(cè)驗(yàn)要求,單片機(jī)控制系統(tǒng)的主要功能有：自動(dòng)進(jìn)行河道斷面的面積、平均流速、流量測(cè)驗(yàn)和計(jì)算打印;河道斷面任一垂線(xiàn)上水深、水面偏角、河底偏角、垂線(xiàn)平均流速的自動(dòng)測(cè)驗(yàn);干繩、濕繩和位移修正;測(cè)驗(yàn)期間水位自動(dòng)監(jiān)測(cè)等。系統(tǒng)的硬件以單片機(jī)為核心以及輸入／輸出接口,存儲(chǔ)器系統(tǒng)和打印顯示電路等部分組成;軟件部分由系統(tǒng)控制、數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)、誤差修正、流量計(jì)算4個(gè)主要軟件模塊組成。

　　下面介紹本系統(tǒng)的原理和設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

1 系統(tǒng)構(gòu)成

　　系統(tǒng)框圖如圖1所示。

　　采用AT89S8252單片機(jī)。由于河道測(cè)驗(yàn)的數(shù)據(jù)量大且運(yùn)算比較復(fù)雜,而單片機(jī)內(nèi)部的存儲(chǔ)器容量有限。故增加外部存儲(chǔ)器RAM6116和ROM6264。外部信號(hào)的輸入采集接口是以多路A／D片ADC0809為核心,將纜道信號(hào)和水位信號(hào)送到單片機(jī)P1口和P3口承擔(dān)其他輸入、輸出信號(hào)的接口。下面根據(jù)水文測(cè)驗(yàn)的特點(diǎn),介紹主要的接口電路和工作過(guò)程。

1．1　ADC0809接口電路

　　以ADC0809為中心的接口電路如圖2所示。

　　他將電傳水位計(jì)的水位變化信號(hào)和纜道送來(lái)的流速、偏角、水面水底信號(hào)經(jīng)變換后傳送到單片機(jī)。該接口具有電路簡(jiǎn)單、穩(wěn)定可靠、抗干擾強(qiáng)等特點(diǎn)。