基于C8051020單片機(jī)的水深數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

摘 要：系統(tǒng)以C8051F020單片機(jī)為控制芯片，通過對(duì)超聲波換能器接收到的波形數(shù)據(jù)進(jìn)行采集處理、分析計(jì)算得出水底深度的水深數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)精密，控制方便，并可通過串口實(shí)時(shí)發(fā)送當(dāng)前水深數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞：C8051；單片機(jī)；水深測(cè)量；數(shù)據(jù)采集

1 引言

在發(fā)明回聲測(cè)深儀器以前，人們都是采用繩索鉛錘的方法測(cè)量水深，在測(cè)量船航行過程中，每隔一定時(shí)間間隔，測(cè)量人員用系有鉛錘的繩索放到水底，通過量測(cè)繩索上的標(biāo)識(shí)刻度來讀取當(dāng)前水深值，這種測(cè)量方法既復(fù)雜又無法測(cè)量水底地貌的連續(xù)性，也很難發(fā)現(xiàn)水中的航行障礙物。本文以超聲波測(cè)距原理為研究對(duì)象，以C8051F020單片機(jī)為控制核心，以串口收發(fā)為傳輸接口，設(shè)計(jì)了一個(gè)基于超聲波測(cè)距的水深測(cè)量系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)組成及原理

系統(tǒng)工作原理：系統(tǒng)通電后，先由C8051F020單片機(jī)發(fā)送脈沖信號(hào)使得超聲波換能器里面的壓電陶瓷做機(jī)械震蕩，產(chǎn)生超聲波信號(hào)，超聲波信號(hào)在水中傳輸，經(jīng)過水底反射回?fù)Q能器，換能器把接收到的超聲波信號(hào)再轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，即波形信號(hào)。由于超聲波在傳輸?shù)倪^程中會(huì)不斷衰減，而且水中也有一些干擾信號(hào)，故波形信號(hào)發(fā)送給單片機(jī)處理時(shí)需先濾波并做放大處理，單片機(jī)通過A/D采樣采集處理后的波形信號(hào)，采集到的數(shù)據(jù)再通過軟件算法處理，把計(jì)算得到的水深數(shù)據(jù)顯示在128*64的液晶屏上，同時(shí)將水深數(shù)據(jù)采用一定的協(xié)議格式通過串口發(fā)送給外部接收儀器。……