ATMEL89单片机水文缆道测验系统设计

 

　　缆道测流是根据我国国情独创的一种测流方式，特别适用于测流断面容易变化的天然河床的断面面积和平均流速的测量，是目前其它测流方法不可取代的。水文缆道测验本身，是一个复杂空间系的动态变化过程，如缆道弹跳、机械运动惯性，流速的变化等因素都影响流量测验的精度，而且是一个随机变量，把这些主要变量建立成数学模型，编制相应的程序，输入微机，由微机自动运算调整，而得到正确的结果，这样就会大大提高水文测验的精度，又能及时地提供成果资料。

　　经过近50年的发展，水文测流已形成以缆道测流为主，特别是缆道测流技术，近几年发展迅速，基本可形成标准化建设的条件，如缆道架设已从多样化发展到基本采用开口游轮省力方式;水文绞车已从手摇、皮带联连到滑差调速电动驱动、直流伺服电机驱动到与交流变频调速配套使用的普通交流异步电机驱动绞车;缆道信号从直流有线、交流有线、交流无线和无线电信号发展到缆道综合信号的地回路传输方式;流速测算已从电铃、音响记数和自记计数、计时计数和流速直接测算到直接整算流量成果报表;起点距和入水深测量已从绳结测量、绳长计数测量到具有垂弧度自动修正的实距测量;行车控制也由手动、电动、滑差调速到直流可控硅调速发展打今天的交流变频调速;总的绕道测流系统也由手动到半自动发展到全自动控制测流系统。

　　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。

　　1.1 ADC0809接口电路

　　ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式A/D转换器，ADC0809的主要特性：

　　1.它是具有8路模拟量输入、8位数字量输出功能的A/D转换器。

　　2.转换时间为100μs.

　　3.模拟输入电压范围为0V~+5V,不需零点和满刻度校准。

　　4.低功耗，约15mW.

　　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。