基于单片机的智能水灾报警系统的设计毕业设计(编辑修改稿)

基于单片机的智能水灾报警系统的设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

节 AT89C51 内部结构 Atmel 公司的 AT89C51 是一种低功耗、高性能的片内含有 4kB 快闪可编程 /擦除只读存储器的 8 位 CMOS 微控制器，使用高密度、非易失存储器技术制造。 其内部资源分配如下 :1 个 8 位的微 处理器 ((CPU)。 2 个 16 位定时器 /计数器。 5 个中断源。 4kB的 Flash 存储器。 128 字节片内 RAM。 1 个全双工 DART(通用异步接收发送器 )的串行1/0 口，用于实现单片机和微机之间的串行通讯。 4 个 8 位并行 1/0 接口 POP3,每个口即可以用作输入，也可以用作输出。 图 是 AT89C51 的内部结构图。 图 AT89C51 内部结构图 5 第二节 AT89C51 引脚及功能 图 AT89C51 芯片引脚图 AT89C51 引脚说明 : : Vcc (40 脚 ):电源引脚 +5V； Vss (20 脚 ):地引脚。 : X1, X2 分别与晶体两端相连接当采用外部时钟信号时， X2 接振荡信号， X1 接地。 : PO 口 (第 3932 脚 ))PO 口由 共 8 位组成。 当不与片外存储器相连接以及与不扩展 FO 口时，那么可以作为准双向输入 /输出口。 而在扩展 PO 口或者接有片外存储器时，那么 PO口可以传递低 8位地址信号和双向数据信号 P 1口 (第 18脚 ):P1口由 P 共 8 位组成，可作为准双向 1/0 口使用。 P2口 (第 2128脚 ):P2口由 8位组成，一般可作为准双向 FO口使用。 在扩展 PO口或者接有片外存储器时，那么 PO口可以传递低 8位地址信号和双向数据信号 P3口 (第 1017脚 ):P3口由 8位组成。 6 RST—— 复位输入。 当振荡器工作时， RST引脚出现两个机器周期以上高电平将 使单片机复位。 ALE/PROG—— 当访问外部程序存储器或数据存储器时， ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低 8位字节。 一般情况下， ALE仍以时钟振荡频率的 1/6输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。 要注意的是：每当访问 外部数据存储器时将跳过一个 ALE脉冲。 对 FLASH存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（ PROG）。 PSEN—— 程序储存允许（ PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当 AT89S52由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次 PSEN有效，即输出两个脉冲，在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次 PSEN信号。 EA/VPP—— 外部 访问 允许， 欲使 CPU仅访 问外 部程 序存储 器（ 地址 为0000H~FFFFH）， EA端必须保持低电平（接地）。 需注意的是：如果加密位 LB1被编程，复位时内部会锁存 EA端状态。 如 EA端为高电平（接 Vcc端）， CPU则执行内部程序存储器的指令。 FLASH存储 器编程时，该引脚加上 ＋ 12V的编程允许电源 Vpp，当然这必须是该器件是使用 12V编程电压 Vpp。 XTAL1： 振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。 XTAL2： 振荡器反相放大器的输出端。 为了便于接下来的说明，单片机各管脚网络标号定义如图。 根据电路设计规范和 AT89S52芯片手册，设计时钟电路与复位电路如 图 ： 图 时钟电路和复位电路 7 图中网络标号 RST连接单片机 RST引脚，具有上电复位与手 动复位的功能； XTAL1与 XTAL2连接单片机 XTAL1和 XTAL2引脚，且并联两个 30pF匹配电容使晶振起振。 由于单片机 P0口作普通 I/O口时不能输出高电平，因此需接上拉电阻，实际电路中，使用 8*10KΩ 电阻作为上拉电阻。 第三节 时钟震荡电路设计 AT89C51 单片机有一个片内的振荡器电路，由一个单级反相器组成，可用来作为CPU 的时钟源。 本设计采用了片外时钟振荡器，在单片机的引脚 XTAL 1 和 XTAL2 之间连一个石英晶体谐振器，并接两个电容到地，就组成了完整的并联谐振电路输出时钟信号。 图 为时钟振 荡电路 : 图 时钟震荡电路 第四节 电源电路设计 一、电源选择原理 电源类型分为 DC/DC 和 LDO 两种 : DC/DC 电源 :使用直流电，通过调整其 PWM(占空比 )来控制输出的有效电压的大小。 是一种非线性电源，特点是成本较高，电源效率高，损耗小，但是其电源纹波特性差。 当系统对电源纹波要求不高时，就可以选用 DC/DC 电源模块。 如系统输出大电流时，由于 DC/DC 电源模块的效率高，因此就必须选用 DC/DC 电源模块。 LDO 电源 :低压差线性稳压器，从输入电压中减去超额的电压产生经过调节的输 8 出电压，是一种 线性电源，特点是成本低，电源效率低，损耗大，但是其电源纹波特性较好。 当系统对电源纹波要求高时，就可以选用 LDO 电源模块。 如果系统输出电流不大时，就可以选用 LDO 电源模块。 二、 水情检测系统电源设计 本系统由太阳能板经变换后提供 12V 电源，而单片机需要 5V 电源，因此需要设计电源转换电路，电源转换电路如图 3. 5 所示，由于系统电流不大，因此需用低成本 LDO 模块 7805 作为电源芯片。 图 电源设计电路 （ 1） SDI12 总线 SDI12 是一种标准的接口方式，它可以提供连接数据采集器和智能传感器的方法。 该通信协议由 SDI12 小组开发，并经历了长期的修改和不断地规范。 现在的最新版本是 20xx 年 7 月 18 号公布的 版 [[ 14]。 在该协议支持下，可广泛应用在江河湖海的水文和气象等地球环境监测，工农业多参数远距离测控。 SDI12 具有系统集成成本低。 单总线可连接多个传感器。 传感器可与数据采集设备的距离较远、仪器通信功耗最小化等优点。 （ 2） SDI12 电气接口 SDI12接口总线使用在标准传感器和 SDI12数据采集器之间的连接来传送串行数据，使用的波特率是 1200 baud。 总线上可以同时连接多 个标准的传感设备。 SDI12通信协议采用三线制，包括 ++12 V 电源线、数据线和地线 [39。 S]o SDI12 的数据结构 9 为 1 位起始位、 7 位数据位 (低位在前 )、 1 位偶校验位、 1 位停止位。 表 是在 SDI12总线上连接了数据采集器和两个传感器的电路。 总线允许同时连接 10 个传感器，由地址码 0009 识别。 表 传感器地址码 （ 3） SDI12。