基于單片機控制的簡易水情檢測裝置的設計

馮澤虎

摘 要：本文采用TI公司的MSP430F5529做為主控制器，主要分為PH值檢測模塊、液位檢測模塊、液晶顯示模塊、電源模塊以及濾波模塊。液位檢測模塊用超聲波測距原理經(jīng)單片機信號處理后將水位高度顯示到液晶顯示屏上；PH傳感器電極輸出溫度信號及PH信號，2組信號經(jīng)分壓采集后進行A/D轉換送入單片機，進行數(shù)據(jù)處理得到當前溶液的準確PH值，再通過液晶顯示屏將其電壓值，PH值顯示出來；電池電壓及PH信號放大處理采用TI公司的TLV2452微功耗運放芯片，；為了方便觀測數(shù)據(jù)，使用了具有中文字庫功能的低功耗JLX12864液晶屏來顯示，優(yōu)化了該裝置的性能。

關鍵詞：TLV2452；MSP430F5529；JLX12864

1總體方案設計

1.1系統(tǒng)結構圖

根據(jù)設計要求，系統(tǒng)可以劃分為：PH值檢測模塊、液位檢測模塊、液晶顯示模塊、聲光報警模塊，電源模塊。系統(tǒng)的設計示意圖如下圖所示：

1.2方案比較與選擇

方案一：采用普通的MCS-51作為普通的控制元件。但運算速度低，功能單一，沒有內置A/D轉換模塊，需要較多的外圍電路來實現(xiàn)本系統(tǒng)的功能，使得電路復雜，可靠性降低，且功耗較大。

方案二：采用TI公司的M430F5529作為主控芯片。M430F5529是一個16位超低功耗混合信號微控制器，使用壽命長，內置4個的16位定時器、一個高性能的12位ADC，多達63個的I/O引腳，使得MSP430F5529，使用方便，低功耗特性明顯。

方案選擇：通過對兩個方案的比較，方案二具有運算速度快，低功耗，足以滿足電路的設計，并且自帶ADC12，因此我們選用方案二。

2硬件設計

基于單片機控制的水情檢測裝置電氣原理圖如圖2所示。

3軟件設計

基于單片機控制的水情檢測裝置程序流程圖如圖3所示。

4系統(tǒng)調試與測試結果分析

4.1使用的儀器儀表

4.2測量數(shù)據(jù)

4.3系統(tǒng)實現(xiàn)的功能

經(jīng)檢測，各指標實現(xiàn)情況見下表所示

4.4測試結果與分析

經(jīng)過測試，該裝置可以完成對PH的測量以及讀出準確的液位距離，改變水位時，無論水位多少，超聲波都符合題目要求設計的簡易水情檢測系統(tǒng)的特點。電池電壓低功耗增加的按鍵功能，進入低功耗模式以及LCD實時顯示功能。使該裝置性能更加優(yōu)化、人性化，成功的完成了任務。

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