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早期的中小河道水文测验一般是采用人工操作的,操作时间长、劳动强度大、主观误差大。为此我们对原有的人工测验系统进行了改造,采用单片机控制替代人工进行自动水文测验。本文介绍了基于ATMEL89单片机的水文缆道自动测验系统,系统的设计是构建在原有设施基础上,而且尽量不改变系统结构并能兼容手动操作方法,自动地完成流量的测验计算和打印,适用于中小河道的悬索和悬杆两种类型的水文缆道。
根据水利部颁发的《水文缆道测验规范》及人工控制水文缆道的结构和测验要求,单片机控制系统的主要功能有：自动进行河道断面的面积、平均流速、流量测验和计算打印;河道断面任一垂线上水深、水面偏角、河底偏角、垂线平均流速的自动测验;干绳、湿绳和位移修正;测验期间水位自动监测等。系统的硬件以单片机为核心以及输入／输出接口,存储器系统和打印显示电路等部分组成;软件部分由系统控制、数据采集存储、误差修正、流量计算4个主要软件模块组成。
下面介绍本系统的原理和设计要点。
1 系统构成
系统框图如图1所示。
采用AT89S8252单片机。由于河道测验的数据量大且运算比较复杂,而单片机内部的存储器容量有限。故增加外部存储器RAM6116和ROM6264。外部信号的输入采集接口是以多路A／D片ADC0809为核心,将缆道信号和水位信号送到单片机P1口和P3口承担其他输入、输出信号的接口。下面根据水文测验的特点,介绍主要的接口电路和工作过程。
1．1ADC0809接口电路
以ADC0809为中心的接口电路如图2所示。
他将电传水位计的水位变化信号和缆道送来的流速、偏角、水面水底信号经变换后传送到单片机。该接口具有电路简单、稳定可靠、抗干扰强等特点。
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