基于C8051020單片機的水深數據采集系統的設計

摘 要：系統以C8051F020單片機為控制芯片，通過對超聲波換能器接收到的波形數據進行采集處理、分析計算得出水底深度的水深數據采集系統。該系統結構精密，控制方便，并可通過串口實時發送當前水深數據。

關鍵詞：C8051；單片機；水深測量；數據采集

1 引言

在發明回聲測深儀器以前，人們都是采用繩索鉛錘的方法測量水深，在測量船航行過程中，每隔一定時間間隔，測量人員用系有鉛錘的繩索放到水底，通過量測繩索上的標識刻度來讀取當前水深值，這種測量方法既復雜又無法測量水底地貌的連續性，也很難發現水中的航行障礙物。本文以超聲波測距原理為研究對象，以C8051F020單片機為控制核心，以串口收發為傳輸接口，設計了一個基于超聲波測距的水深測量系統。

2 系統組成及原理

系統工作原理：系統通電后，先由C8051F020單片機發送脈沖信號使得超聲波換能器里面的壓電陶瓷做機械震蕩，產生超聲波信號，超聲波信號在水中傳輸，經過水底反射回換能器，換能器把接收到的超聲波信號再轉化成電信號，即波形信號。由于超聲波在傳輸的過程中會不斷衰減，而且水中也有一些干擾信號，故波形信號發送給單片機處理時需先濾波并做放大處理，單片機通過A/D采樣采集處理后的波形信號，采集到的數據再通過軟件算法處理，把計算得到的水深數據顯示在128*64的液晶屏上，同時將水深數據采用一定的協議格式通過串口發送給外部接收儀器。……