摘 要本课题是基于市面上大多数相似控制系统的研究现状而提出的，旨在雨量检测器系统的平均性能水平方面进行大幅度的提升，经过了AT89C51单片机微处理器芯片的嵌入以及数个高性能模块电路的搭建，并且通过C语言程序代码的控制，实现了对室外雨量大小的自动检测并且能够通过液晶屏对检测到的雨量大小距离值进行研究显示，与此同时用户还可以通过按键对报警阀值进行设置，当检测到的雨量大小超过报警阀值后将进行报警等功能。在硬件系统的设计方面，将整个雨量检测器系统划分成了AT89C51单片机最小系统电路部分以及LCD1602液晶屏显示子程序、模拟电压采集子程序、有源蜂鸣器子程序和雨水传感器子程序等部分，而在软件部分则通过主程序以及各个子程序的构建，并且将各个程序流程进行优化和提升，使得软件系统和硬件系统的合理搭配，使得本课题设计的这款雨量检测器系统表现出了优秀的工作效果。经过了多个角度并且反复的测试，这款系统无论在正常环境还是恶劣工作环境都能够长时间的稳定运行。
目 录
一、 引言 1
（一） 雨量检测器的发展背景 1
（二） 雨量检测器的国内外发展现状 1
（三） 本文主要研究内容 2
二、 方案设计及元器件选择 3
（一） 雨量检测器的方案设计 3
（二） AT89C51单片机简介 3
（三） LCD1602液晶显示屏简介 4
（四） 雨水传感器简介 4
（五） ADC0832采样芯片简介 5
（六） 蜂鸣器简介 5
三、 系统硬件设计 7
（一） 最小系统电路设计 7
（二） 雨水检测电路设计 7
（三） 参数显示电路设计 8
（四） 雨量报警电路设计 9
（五） 报警阀值设置电路设计 10
四、 系统软件设计 11
（一） 雨量检测器的主程序流程设计 11
（二） 液晶驱动子程序流程设计 12
（三） 雨量报警子程序流程设计 12
（四） 雨水采集子程序设计 13
五、 实物调试与安装 15
总 结 20
参考文献 2 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: &351916072& 
1
致 谢 22
附录一 原理图 23
附录二 PCB图 24
附录三 元件列表 25
附录四 程序 26
引言
雨量检测器的发展背景
所谓的雨量检测器系统在架构方面不单单是一种硬件架构或者纯软件代码，它是一种将微处理器芯片、LCD1602显示器、ADC0832转换器、有源蜂鸣器和雨水传感器等巧妙的连接在一起构成硬件系统后，随后通过C语言等程序语言编写出用于控制微处理器芯片的代码，通过编译器对C语言代码的编译功能将人机语言转换成机器代码后，通过特殊的烧录连接器将机器代码文件下载到微处理器芯片中进行执行，最终使得系统能够按照设计师所设计的动作进行执行，表现出各项智能功能，这就是所谓的雨量检测器系统，一种将硬件电路和软件代码统一起来的系统。本课题将要设计的这款雨量检测器系统经过多年的发展后，普遍都能够实现点阵显示、A/D转换、发出报警信号和雨水采集等一些功能，通过对现有的资料进行了详细查阅后可以总结出，雨量检测器系统的性能优劣与其内部的主控器件的性能息息相关，在现在市场上，往往一些中高端的产品大多数都采用了全数字化微处理器芯片进行信号采集和处理，DSP处理器或者单片机和FPGA联合构建的架构是这些中高端产品最青睐的方案，由于DSP和FPGA芯片的内部硬件乘法器模块能够实现对信号快速的运算能力，尤其是需要一些卷积的算法，而大多数信号处理都需要这个运算过程，所以相比于单片机芯片，这种微处理器能够将数据运算过程表现的非常轻松。雨量检测器系统的发展过程中伴随着C语言、VHDL或者verilog等语言的进步而进步，在C语言刚问世时数据类型和逻辑关系非常模糊，雨量检测器系统通过此时的C语言只能够设计出一些功能较为单一或简单的功能，离如今的智能化概念还差很远，而随着C语言的不断发展后，经过了革新换代，各种复杂的逻辑运算、操作指令都被丰富化，设计师能够将要实现的功能通过C语言中功能丰富的操作指令等进行转换，与此同时多种类型的变量类型也使得运算具有了精度效果，32位或者64位的微处理器芯片通过C语言中双精度等浮点变量能够非常高的运算处理结果。
雨量检测器的国内外发展现状
前不久的一份电子科技杂志刊登了一份关于国外某所高校的研究成果，该文章显示该校的一个实验室研发出了一款与雨量检测器系统相关的传感器模块，这款传感器主要用于监测雨量检测器系统在运行过程中的功耗参数并且能够通过特定的接口将检测数据以及如何降低当前功耗进行计划制定，将相应的建议措施通过数字信号形式送入到雨量检测器系统内部的主控微处理器，这款传感器的实现在一定程度上促进了雨量检测器系统的发展，与此同时国内的研究小组也没有停下对雨量检测器系统的研究步伐，虽然在雨量检测器系统要实现高性能化还需要借助国外的高性能芯片来作为铺垫，但是国内的相关半导体企业正在加紧研究的步伐，希望能够尽早的研究出自主产权比重比较多的高性能雨量检测器系统。
本文主要研究内容
本文选用了一款高性能的AT89C51单片机芯片作为主控微处理器设计了性能高于大多数相关产品的雨量检测器系统，这款系统的实现解决了目前市面上大多数相关系统研发成本高昂的问题，与此同时改善了大多数系统所存在的普遍的缺点，将总体的功耗降低到了低功耗的特征，下列为本课题将要实现的各项功能指标。 能够通过与AT89C51单片机之间的并行接口实现待显示数据交互，将检测到的雨量大小值以及用户设置的雨量报警阈值显示在屏幕上。能够通过雨水传感器的配置，实现将周围雨水强弱的情况通过电信号进行输出，使得AT89C51单片机进行识别。能够将模拟电压值换算成高分辨率的数字信号，并且在单片机内部能够得到较为准确的待测电压值，实现对雨水传感器输出的模拟电压信号进行检测。能够设计一个报警电路，并且能够通过AT89C51单片机管脚的驱动控制报警电路的工作状态，当检测到的雨量大小超过报警阈值后将引起报警；
方案设计及元器件选择
雨量检测器的方案设计
按照课题的预期实现目标来看，各个功能的实现需要通过AT89C51单片机芯片的控制才能够实现，而各个功能的实现需要硬件电路和软件程序代码两方面的结合才能够完成，本部分将开始对这款雨量检测器系统的实现方案进行设计，如下图中的系统结构框图所示，在这里将整个系统按照不同的功能来进行划分，形成了下图中的系统结构框图，各个功能模块的作用可以描述为：雨水传感器电路用于实现雨水强度采集的功能，并以输出模拟直流电压大小来表征渗漏量的大小，ADC0832转换器电路用于实现模拟信号采集并转换成数字信号的功能，用于采样雨量传感器输出的直流电压，并将转换后的数字信号传送给AT89C51；有源蜂鸣器电路用于实现报警的功能，当检测到的渗漏量大于报警阀值时，报警模块发出报警信号，而按键模块用于设置报警阀值的大小，LCD1602液晶显示电路用于实现对系统参数的显示的功能，对雨水渗漏量进行显示。

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