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基于单片机控制的简易水情检测装置的设计

作者：冯泽虎

来源：《报刊荟萃（下）》2017年第10期

摘要：本文采用TI公司的MSP430F5529做为主控制器，主要分为PH值检测模块、液位

检测模块、液晶显示模块、电源模块以及滤波模块。液位检测模块用超声波测距原理经单片机

信号处理后将水位高度显示到液晶显示屏上；PH传感器电极输出温度信号及PH信号，2组信

号经分压采集后进行A/D转换送入单片机，进行数据处理得到当前溶液的准确PH值，再通过

液晶显示屏将其电压值，PH值显示出来；电池电压及PH信号放大处理采用TI公司的

TLV2452微功耗运放芯片，；为了方便观测数据，使用了具有中文字库功能的低功耗

JLX12864液晶屏来显示，优化了该装置的性能。

关键词：TLV2452；MSP430F5529；JLX12864

总体1方案设计

系统结构图1.1

根据设计要求，系统可以划分为：PH值检测模块、液位检测模块、液晶显示模块、声光

报警模块，电源模块。系统的设计示意图如下图所示：

方1.2案比较与选择

方案一：采用普通的MCS-51作为普通的控制元件。但运算速度低，功能单一，没有内置

A/D转换模块，需要较多的外围电路来实现本系统的功能，使得电路复杂，可靠性降低，且功

耗较大。

方案二：采用TI公司的M430F5529作为主控芯片。M430F5529是一个16位超低功耗混

合信号微控制器，使用寿命长，内置4个的16位定时器、一个高性能的12位ADC，多达63

个的I/O引脚，使得MSP430F5529，使用方便，低功耗特性明显。

方案选择：通过对两个方案的比较，方案二具有运算速度快，低功耗，足以满足电路的设

计，并且自带ADC12，因此我们选用方案二。

硬件2设计

基于单片机控制的水情检测装置电气原理图如图2所示。

软件3设计

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基于单片机控制的水情检测装置程序流程图如图3所示。

系统调试与测试结果分析4

使用的仪器仪表4.1

测量数据4.2

系统实现的功能4.3

经检测，各指标实现情况见下表所示

测试结果与分析4.4

经过测试，该装置可以完成对PH的测量以及读出准确的液位距离，改变水位时，无论水

位多少，超声波都符合题目要求设计的简易水情检测系统的特点。电池电压低功耗增加的按键

功能，进入低功耗模式以及LCD实时显示功能。使该装置性能更加优化、人性化，成功的完

成了任务。

参考文献：

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谭浩[3]强著.《C程序设计（第四版）》.北京：清华大学出版社，2010.6

张福才[4]主编.《MSP430单片机自学笔记》.北京航空航天大学出版社，2011.2

《[5]电子设计竞赛获奖作品汇编（第一届～第五届）》.全国大学生电子设计竞赛组委

会，2005年3月

洪利[6]，章扬，李世宝编著.《MSP430单片机原理与应用实例详解》.北京航空航天大学

出版社，2010.7

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