图 4.12 键盘电路图 4.2.8 电源设计
本设计用到两个电压 +5v 和+12v。可以分别用7805和7812稳压芯片提供。另外用三个7号电池为DS1302作备用供电电源。主电源电路图如（4.13）所示：
图 4.13 电源设计电路
4.2.9 总电路
如图4.14所示：
图4.14 系统总硬件图
5 、软件设计
5.1 软件所实现的功能：
（1） 实时控制电机
（2） 实时检测是否超出上下限
（3） 实时显示检测的数据、时间、上下限数值 （4） 实时监控键盘输入 （5） 报警控制
5.2 软件流程图
软件流程图如图5.1所示，本程序通过I\\O口Pind.7脚进行判断是否启动电机。启动电机后就进行液面探测。利用I\\O口Pind.0脚进行实时监控。键盘控制要求反应及时，因此本程序的键盘控制放在中断程序中处理。具体流程图如图5.1所示。中断0流程图如图5.2所示 。中断1流程图如图5.3所示。
开始 初始化、及初始化显示 N Pind.7=0 Y Pind.0=0 Y 电机正转、计算电机所走到步数 电机反转计算电机所走到步数 N 是否超出极限 Y 声光报警 N 显示时间、日期、 当前液面数值
图5.1 系统软件流程图
中断0初始化 Pind.4=0 Y 设置上限值 N Pind.5=0 Y 保存当前液位 N 中断1 初始化 设置报警下限值 N 返回 Pind.6=0 Y 保存时间、日期 返回 图5.2 中断0 流程图 图 5.3 中断1 流程图
6 测试方法 6.1 测试方法
（1）先定好原点，我们定的原点为距零水位22.6cm高度的桶口边。 （2）定好原来后开始通电，按下启动按钮，电机缓慢带动探针下降。 （3）当探针探测到水面时，探针不再下降。此时可以从液晶屏幕上读出液
面的高度。
（4）可以放水，和加水，系统可以实时监测水位的变化，并显示当前的水
位高度。
（5） 用键盘调节报警上下限，和断电保存。
6.2 测量结果：
表6.1 测量数据表 实际高度15.6 （cm） 测量高度15.6 （cm） 误差（cm） 0.0 12.0 12.1 0.1 10.0 10.2 0.2 8.0 8.1 0.1 6.8 6.9 0.1 4.0 3.8 0.2 0.0 0.4 1 0.4 0.1 20 20. 表6.2 报警测量值 20.1 15.1 10.1 5.1 实际上限 报警下限 9.9 9.9 5.9 1.9 值 (cm) 上限 20.0 15 10 5 设定 10 10 6 2 报警值 下限 (cm)
6.3 结果分析
通过测试的数据，我们可以看到，在0~20CM内，精度已经达到了题目的要求。但是还是存在误差，误差的主要来源是当步进电机走过的步数越多，线绕在步进电机上转轴上的周长会增大。所以会产生误差，还有就是在人为定零点时也会产生误差，如果定位得不好，就会产生很的误差。
参考文献：
[1] Atmega16 芯片手册
[2] 康华光.电子技术基础：模拟部分.第五版.北京：高等教育出版社.2006 [3] 沈文.AVR单片机C语言开发入门指导.第一版.北京：清华大学出版社.2003