早期的中小河道水文測驗一般是采用人工操作的,操作時間長、勞動強度大、主觀誤差大。為此我們對原有的人工測驗系統進行了改造,采用單片機控制替代人工進行自動水文測驗。本文介紹了基于ATMEL89單片機的水文纜道自動測驗系統,系統的設計是構建在原有設施基礎上,而且盡量不改變系統結構并能兼容手動操作方法,自動地完成流量的測驗計算和打印,適用于中小河道的懸索和懸桿兩種類型的水文纜道。

　　根據水利部頒發的《水文纜道測驗規范》及人工控制水文纜道的結構和測驗要求,單片機控制系統的主要功能有：自動進行河道斷面的面積、平均流速、流量測驗和計算打印;河道斷面任一垂線上水深、水面偏角、河底偏角、垂線平均流速的自動測驗;干繩、濕繩和位移修正;測驗期間水位自動監測等。系統的硬件以單片機為核心以及輸入／輸出接口,存儲器系統和打印顯示電路等部分組成;軟件部分由系統控制、數據采集存儲、誤差修正、流量計算4個主要軟件模塊組成。

　　下面介紹本系統的原理和設計要點。

1 系統構成

　　系統框圖如圖1所示。

　　采用AT89S8252單片機。由于河道測驗的數據量大且運算比較復雜,而單片機內部的存儲器容量有限。故增加外部存儲器RAM6116和ROM6264。外部信號的輸入采集接口是以多路A／D片ADC0809為核心,將纜道信號和水位信號送到單片機P1口和P3口承擔其他輸入、輸出信號的接口。下面根據水文測驗的特點,介紹主要的接口電路和工作過程。

1．1　ADC0809接口電路

　　以ADC0809為中心的接口電路如圖2所示。

　　他將電傳水位計的水位變化信號和纜道送來的流速、偏角、水面水底信號經變換后傳送到單片機。該接口具有電路簡單、穩定可靠、抗干擾強等特點。