基于單片機的液位控制新版系統(tǒng)

第一章緒論1.1課題背景隨著計算機技術(shù)、測量技術(shù)和控制技術(shù)高速發(fā)展，越來越多先進測量控制設備、技術(shù)和辦法在自動測量控制領域中得到了廣泛應用。單片機以其自身特點，已廣泛應用于智能儀表、工業(yè)控制、家用電器、電子玩具等各個領域。本課題適應了這種發(fā)展趨勢，將單片機應用于液位自動控制系統(tǒng)中，并能實現(xiàn)自動報警、自動控制。液位測量廣泛應用于太陽能熱水器，工業(yè)鍋爐控制，農(nóng)用機水箱等。液位控制對工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療監(jiān)護等均有著重要意義。液位控制系統(tǒng)是以液位為被控參數(shù)控制系統(tǒng)，在工業(yè)生產(chǎn)各個領域均有廣泛應用。在工業(yè)生產(chǎn)中，有許多需要對容器內(nèi)介質(zhì)進行液位控制地方，使其高精度保持在給定數(shù)值。液位控制普通指對某一液位進行調(diào)節(jié)控制，使其達到所要規(guī)定精度。液體液位控制是近年來新開發(fā)一項新技術(shù)，它是自動控制、微型計算機軟件、硬件等幾項技術(shù)緊密結(jié)合產(chǎn)物，工業(yè)作業(yè)采用是微機控制和原有儀表控制，微機控制優(yōu)勢有諸多，如：（1）集中而直接顯示各運營參數(shù)和液位狀態(tài)。（2）具備水體控制過程自動化解決以及監(jiān)控軟件良好人機界面，操作人員在監(jiān)控計算機上可以根據(jù)控制效果及時修正運營參數(shù)，可以有效減少人疲勞與失誤，從而提高生產(chǎn)過程安全性與實時性。（3）在運營中可以隨時以便修改各種各樣運營參數(shù)控制值，并可以修改系統(tǒng)控制參數(shù)，以便變化液位上、下限。本設計以水塔供水為模型，鑒于單片機液位控制裝置重復性好、功耗低、測量精確、使用壽命長等特點，設計以單片機為基本液位控制系統(tǒng)，具備實時液位測量監(jiān)控數(shù)據(jù)解決等功能。1.2單片機簡介單片微型機簡稱單片機，是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術(shù)把具備數(shù)據(jù)解決能力中央解決器CPU（CentralProcessingUnit）、只讀存儲器ROM（ReadOnlyMemory）、隨機存儲器RAM（RandomAccessMemory）、中斷系統(tǒng)和各種I/O口、定期器/計時器等功能（也許還涉及顯示驅(qū)動電路、脈寬調(diào)制電路、模仿多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成一種小而完善計算機系統(tǒng)。單片機是嵌入式微控制器（MicrocontrollerUnit），慣用英文字母縮寫MCU表達單片機，最早是被用在工業(yè)控制領域。單片機由運算器、控制器、存儲器、輸入輸出設備構(gòu)成。單片機是程序運營中,也許需要修改,通過不同程序?qū)崿F(xiàn)不同功能。單片機自動完畢任務賦予它過程,也就是單片機程序執(zhí)行過程,即執(zhí)行指令過程,就是所謂批示需要各種各樣操作與單片機執(zhí)行命令形式寫下來,這是在設計人員賦予它指令系統(tǒng)決定,一條指令相應一種基本操作,單芯片能執(zhí)行所有批示,是單片機教學系統(tǒng),不同種類單片機、指引體系也有所不同。一系列指令集,將成為程序,程序普通是順序執(zhí)行,因此程序中指令也是一種序列存儲、單片機在執(zhí)行程序可以把這些指令去執(zhí)行,一種人必要有一種組件可以追蹤在指令地址。程序計數(shù)器某些是一種PC(涉及CPU),在開始執(zhí)行程序,PC連接到程序第一條指令地址,然后給每一種執(zhí)行命令,電腦上內(nèi)容,會自動增長在指令長度決定增長,也許是1、2或3指下一條指令,保證起始地址指令順序執(zhí)行。初期單片機都是8位或4位。最成功一次是8031年,由于以英代爾為主簡樸、可靠和良好性能得到了許多贊揚。接著在8031年開發(fā)了系列MCS51單片機系統(tǒng)?；谠撓到y(tǒng)單片機系統(tǒng),直到當前還被廣泛應用。MCS-51系列單片機適合于實時控制，可構(gòu)成工業(yè)控制器、智能儀表、智能接口、智能武器裝置以及通用測控單元等等，當前世界上某些大半導體公司推出具備51內(nèi)核系列化單片機產(chǎn)品，其指令系統(tǒng)、地址空間和尋址方式、甚至連引腳功能也完全兼容。由于MCS-51系列單片機體積小，功能全，價廉，面向控制，開發(fā)應用以便，因而具備極強競爭力，此后它依然是工業(yè)界、科技界廣泛應用8位微控制器。以單片機為基本控制電路，有著價格低，體積小，系統(tǒng)構(gòu)造簡樸，易于控制，解決能力強等長處，使得其應用領域相稱廣泛，對各行各業(yè)技術(shù)改造和產(chǎn)品更新?lián)Q代起到了重要推動作用。1.3本課題研究內(nèi)容及意義本課題采用單片機實現(xiàn)對液位自動監(jiān)測，自動控制，經(jīng)傳感器測得液位，經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后再送單片機解決，單片機將數(shù)據(jù)交由液晶顯示屏顯示，并將所得數(shù)據(jù)與鍵盤輸入液位上下限進行比較，以決定與否進行報警，自動上水放水等。本課題完全可應用于實際當中，由于其顯示精準，可實現(xiàn)報警，自動控制，可以省去不少人力，物力。第二章系統(tǒng)設計方案2.1基于單片機液位控制系統(tǒng)設計規(guī)定本系統(tǒng)由單片機AT89C52、液晶顯示屏、報警器、鍵盤、傳感器和其他基本外圍電路構(gòu)成。規(guī)定：對液位傳感器采集液位信息進行放大、A/D轉(zhuǎn)換等解決，并設計其前端數(shù)據(jù)采集與相應輸出控制硬件電路，完畢相應單片機軟件控制設計。液位信息經(jīng)傳感器采集后送入單片機，單片機進行控制并送液晶顯示，可用鍵盤進行控制液位上、下限。2.2總體設計方案2.2.1總體設計方案選取考慮系統(tǒng)設計規(guī)定，在對器件選取過程，重要側(cè)重于對傳感器選取。傳感器選取考慮到實際應用中諸多問題，如可靠性、穩(wěn)定性等。如下方案是對其進行比較。方案一：非接觸式液位傳感器非接觸式液位傳感器只能穿透非導體容器壁,金屬容器或鍍金屬膜容器壁均無法使用。且粘稠度高不易流動液體,如果沾粘容器壁過多,也許導致非接觸式液位傳感器無法使用。且對裝環(huán)境也有很高規(guī)定，須垂直緊靠容器壁安裝,以避免相對運動，且安裝在長期持續(xù)震動場合。因而，盡管其高敏捷度、高穩(wěn)定性，也不滿足設計需求。方案二：投入式液位傳感器投入式液位傳感器是一種用于測量液位壓力傳感器。投入式壓力傳感器基于液位傳感器測液體靜壓和高度比例那么液體基本原理,簡介了國外先進隔離型擴散硅壓力敏感元件或陶瓷電容敏感傳感器,會被轉(zhuǎn)換成電子信號,靜壓力和溫度補償后,進入一種原則線性校正電信號。投入式靜壓咯力和液位傳感器精確看來測量,只有借鑒大氣壓力,然而連接電纜通氣會受到環(huán)境影響,引起氣管墻縮合、冷凝。露水滴到電子器件和傳感器上，會影響精度者輸出漂移。此傳感器容易受環(huán)境影響而導致測量不精確，且安裝不以便。方案三：電容式液位傳感器電容式液位傳感器運用電容兩極板間電容值變化來測量液面高低。電容式液位傳感器具備小，容易實現(xiàn)遠傳和調(diào)節(jié)長處，合用于具備腐蝕性和高壓介質(zhì)。但也有許多缺陷，如：介質(zhì)和液面上部介電常數(shù)必要保持恒嘛呢定才干精確測量；測量范疇受金屬棒長度限制；對容器材質(zhì)有較高規(guī)定；被測介質(zhì)具備導電性。以此也不適合在本次設計中使用。方案四：超聲波傳感器超聲波傳感器她是工業(yè)領域嗎第一款在產(chǎn)品上有按鍵設定功能和自診斷功能小型傳感器。它體積小，具備其他大型傳感器所具備功能，安裝使用以便且不受被測物體顏色影響，有許多特設功能，其供電電壓為10～30V，測量范疇為30mm～300mm，輸出電壓0V～10V，輸出電流為4mA～20mA，最小負載阻抗2.5歐，精度可達到0.5mm，外形分為直線型和直角型。此傳感器測量范疇太小，不能符合此設計規(guī)定，因此不選取。方案五：LM1042液位檢測器集成芯片LM1042是用于檢測液位專用集成電路，內(nèi)部集成了所有控制熱阻探針、檢測熱阻探針短路和開路所需監(jiān)控電路，具備很強功能。LM1042使用熱阻探針技術(shù)來測量非可燃性液體液面高度，能提供一正比于液位高度輸出，可進行單次或重復測量，所有控制熱阻探針、檢測熱阻探針短路和開路所需監(jiān)控電路都集成在LM1042芯片內(nèi)部。此外該芯片可采用線性輸入或其他傳感器信號作為輸入信號。LM1042液位檢測器可以選取熱阻或線性信號作為輸入,具備集成有熱阻探針控制電路，LM1042液位檢測器在復位時切換，延時功能可避免瞬態(tài)信號影響，此外LM1042液位檢測器具備探針短路、開路檢測功能。因此此設計選取本方案，LM1042液位檢測器詳細原理圖見第三章。2.2.2總體方案簡介測量某些：液位傳感器采用LM1042液位檢測器，并在端口接ADC0809一種模仿量通道。ADC0809和并行口擴展芯片8155直接相連，ADC0809A、B、C均接地來選取第一路模仿通道。鍵盤某些：鑒于鍵盤并不慣用，因此上下限輸入采用中斷方式。一種接中斷口1，另一種接至定期計數(shù)器0，把定期計數(shù)器0擴展為外部中斷口。顯示某些：該某些由液晶顯示屏1602實現(xiàn)液位顯示，液晶顯示屏上顯示液位值。報警某些：當液位高于由鍵盤輸入液位上限或低于由鍵盤輸入液位下限時，蜂鳴器發(fā)聲報警?？刂颇承寒斠何桓哂谟涉I盤輸入液位上限時，單片機啟動電動機開閘放液體；當液位低于液位下限時，單片機啟動電動機自動上液體。為減少執(zhí)行機構(gòu)對單片機影響，提高穩(wěn)定性，在執(zhí)行機構(gòu)前加有光電隔離器，并由電磁繼電器控制電動機開關。單片機單片機AT89C52報警電路電機執(zhí)行機構(gòu)鍵盤輸入擴展電路8155液晶顯示1602A/D轉(zhuǎn)換ADC0809液位檢測圖2-1系統(tǒng)總體框圖2.3硬件設計概要2.3.1系統(tǒng)硬件電路設計原則普通在系統(tǒng)硬件電路設計應遵循如下原則：（1）盡量選取原則化、模塊化典型電路，且符合單片機應用系統(tǒng)常規(guī)用法。（2）系統(tǒng)中有關器件要盡量做到性能匹配。（3）可靠性及抗干擾設計是硬件設計不可缺少一某些?？煽啃浴⒖垢蓴_能力與硬件系統(tǒng)自身素質(zhì)關于，必要認真對待。（4）硬件構(gòu)造應結(jié)合應用程序設計一起考慮。軟件能實現(xiàn)功能盡量由軟件完畢，以簡化硬件構(gòu)造。但“軟化”成果也許會使響應時間比硬件響應時間長。在實時性規(guī)定比較高場合應采用硬件完畢。（5）單片機外接電路較多時，必要考慮其驅(qū)動能力。2.3.2選取芯片及器件類型原則（1）貨源充分，所選單片機芯片在國內(nèi)元器件市場上貨源要穩(wěn)定充分、具備成熟開發(fā)設備。（2）原則化，盡量符合國標或部原則（GJB、GB、SJ）通用、技術(shù)成熟元器件。（3）研制周期短，在研制任務重、時間緊狀況下，應考慮采用自己比較熟悉系列、型號。（4）性價比要高，在保證性能指標狀況下，所用芯片價格要盡量低，使系統(tǒng)有較高性價比。（5）優(yōu)先選取經(jīng)實踐證明質(zhì)量穩(wěn)定、可靠性高、有發(fā)展前程原則元器件。不容許選購被市場裁減產(chǎn)品。2.3.3液位檢測系統(tǒng)硬件選?。?）主控元器件單片機選取AT89C52是一種低電壓、高性能CMOS八塊包括8k字節(jié)只讀,可重復CaXie閃光程序內(nèi)存和256字節(jié)數(shù)據(jù)隨機存取記憶體(RAM),這種裝置使用高密度ATMEL公司生產(chǎn)、非易失存儲技術(shù),通過mcs—51匯編語言指令系統(tǒng)emc原則普通8位,內(nèi)置CPU和Flash存儲單元AT89C52單片機,在電子行業(yè)中有著廣泛應用。AT89C52是一種高效微控制器,由于大量嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高和低價格籌劃。（2）液晶顯示屏選取液晶顯示原理(LCD)是用液晶物理特性,通過電壓顯示區(qū)域控制,有電人說這即可以顯示圖形。液晶顯示屏與厚度薄,適于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動技術(shù)、易于實現(xiàn)全彩色顯示特點,已被廣泛應用于便攜式電腦、數(shù)碼相機、PDA移動通訊工具,等。1602字符型液晶顯示模塊是專門用來顯示字母、數(shù)字和符號形成與液晶顯示模塊,點可以顯示二本線,每一行十六個人物。4分和8位數(shù)據(jù)傳播。提供5×7點陣+光標和5X10點陣+光標顯示模式。國際知名化妝品牌提供化妝品陳列DDRAM發(fā)電機數(shù)據(jù)緩存,性格和個性CGRAMCGROM發(fā)電機,可以使用CGRAM儲存自己定義8×85種最圖形字符點陣字模數(shù)據(jù)。提供了豐富指令集:清晰顯示,光標由來;顯示開/關,光標開/關;顯示字符閃爍;光標移動;轉(zhuǎn)變,等等。（3）A／D轉(zhuǎn)換器選取A/D轉(zhuǎn)換器件和芯片單片機實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集普通外部設備。A/D轉(zhuǎn)換器性能不同,各種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設計中,第一次會面是如何選取適當A/D轉(zhuǎn)換器來滿足系統(tǒng)設計規(guī)定。選取A/D轉(zhuǎn)換器件需要考慮自身質(zhì)量和應用領域需求。ADC0809CMOS數(shù)據(jù)采集設備,由于它不但涉及8逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器某些涉及8頻道轉(zhuǎn)換開關和控制邏輯與微解決器兼容。8路轉(zhuǎn)換開關可以直接連接八個單端輸出模仿信號中任何一種。并且價格便宜,因此有理由把它當成一種簡樸數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。本設計中用到其他硬件元器件將在下一章中詳細簡介。2.4軟件設計概要單片機應用系統(tǒng)軟件重要涉及兩大部份：用于液位自動測量系統(tǒng)主程序和各模塊子程序。依照系統(tǒng)軟件總體構(gòu)思，按照先粗后精辦法，把整個系統(tǒng)軟件劃提成各種功能獨立、大小恰當模塊。應明確規(guī)定各模塊功能，盡量使每個模塊功能單一，各模塊間接口信息簡樸、完備，接口關系統(tǒng)一，盡量使各模塊間聯(lián)系減少至最低限度。最后再將各個模塊連接成—個完整程序進行總調(diào)試。在硬件設計基本上，系統(tǒng)軟件設計工作有：運用C語言編寫數(shù)據(jù)采集與控制、顯示程序軟件。軟件模塊構(gòu)造框圖如下：主程序主程序初始化模塊數(shù)據(jù)采集模塊電機執(zhí)行機構(gòu)模塊液晶顯示模塊圖2-2系統(tǒng)軟件設計框圖第三章硬件電路原理3.1AT89C5251系列單片機AT89C52模型,它是由ATMEL公司生產(chǎn)。是一種低電壓,AT89C52單片機、高性能CMOS八設備使用高密度ATMEL公司、非易失存儲技術(shù)生產(chǎn)、emc原則普通通過mcs—51匯編語言指令系統(tǒng),內(nèi)置8位CPU和Flash存儲單元AT89C52單片機,在電子行業(yè)中有著廣泛應用。AT89C52重要功能特點：兼容MCS51指令系統(tǒng)8k可重復擦寫(不不大于1000次）FlashROM；32個雙向I/O口；256x8bit內(nèi)部RAM；3個16位可編程定期/計數(shù)器中斷；時鐘頻率0-24MHz；2個串行中斷，可編程UART串行通道；2個外部中斷源，共8個中斷源；2個讀寫中斷口線，3級加密位；低功耗空閑和掉電模式，軟件設立睡眠和喚醒功能；11、有PDIP、PQFP、TQFP及PLCC等幾種封裝形式，以適應不同產(chǎn)品需求。3.1.1AT89C52引腳功能及管腳電壓AT89C52引腳圖如下圖3-1：復織組織組織組織組織組圖3-1AT89C52引腳圖AT89C52微解決器,普通行業(yè)原則內(nèi)核在內(nèi)部功能、C51單片機與管腳在總體布置和8,其重要用于相似她媽功能xc52會聚調(diào)節(jié)控制。答:新山東均有。C內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù)主內(nèi)存和外部接口功能,例如初始化組件,調(diào)節(jié)控制,收集測試匯聚,紅外線遙控信號接受解碼紅外光譜圖和主板CPU通信等。重要有:XTAL1管腳和XTAL2為輸入和輸出端口,外部振蕩器12兆赫晶體。RST/Vpd重置,外部輸入端口電阻電容復位電路。VCCVSS電源和港口,拾起+5V供電,各自積極和悲觀。并對可編程~P3通用I/O腳,其功能使用軟件定義。P0口:P0口并并一組8個泄漏非常開放雙向I/O口,即地址/數(shù)據(jù)總線復用口。作為輸出,每一種均有能吸取現(xiàn)行辦法開車八TTL邏輯門電路港口,并寫著“1”,可作為高阻輸入使用。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器,這組口線時間轉(zhuǎn)換地址(8)和低數(shù)據(jù)總線復用,訪問期間激活在內(nèi)部和抵抗。Flash編程,并在收到批示,口字節(jié)在程序中,輸出字節(jié)校準批示,檢查外部和抵抗。P1口:P1口是張帶內(nèi)部和阻力I/O口八雙向,輸出緩存可以水平TTL邏輯門4P1驅(qū)動電路。寫信給港口“1”,通過內(nèi)部和耐高水平、港口,這次可使輸入口。作為神經(jīng)網(wǎng)絡輸入端口使用時,由于存在和內(nèi)阻,領先腳外部信號電流輸出拉低。P1.0和而不同,分別為P1.1AT89C51單片機定期/計數(shù)器計數(shù)輸入(P1.0外部2/T2)以及輸入(P1.1/T2EX)看表。Flash編程和程序,在接受低校準P1八個地址。表3-1P1.0和P1.1第二功能引腳號功能特性P1.0T2，時鐘輸出P1.1T2EX（定期/計數(shù)器2）P2口：P2是一種有在拉扯抵抗8雙向輸入/輸出口內(nèi)部，P2輸出緩沖區(qū)也許開動(吸取或輸出電流)4TTL邏輯門。寫端起P2“1”，通過內(nèi)部拉扯抵抗拉扯口岸到高檔，這次可以做輸入端，當做輸入端用途，由于在內(nèi)部存在拉扯抵抗時，某些別針由外部信號拉扯是低，當將輸出電流(IIL)。當參觀外部節(jié)目記憶或16個位地址外部數(shù)據(jù)載體存貯(例如執(zhí)行MOVX@DPTR批示)，P2口派出上流8位地址數(shù)據(jù)。當參觀8個位地址外部數(shù)據(jù)載體存貯(例如執(zhí)行MOVX@RI批示)，P2口輸出P2門閂內(nèi)容。當一剎那編程或證明，P2口也收到高地址和某一控制信號。P3口：P3口是小組有在拉扯抵抗8雙向輸入/輸出口內(nèi)部。P3口輸出緩沖區(qū)也許開動4TTL邏輯門。什么時候讀對P3口“1”，她們由在抵抗內(nèi)部拉扯拉扯高Bingke成就輸入口岸。這時，由外部拉扯低P3口自用途拉扯抵抗輸出電流。P3口除以外更加重要地采用普通輸入/輸出口，第二個作用。P3口在推托迅速記憶編程和程序檢查控制信號閃光也接受某些使用。表3-2P3口第二功能端口引腳第二功能P3.0RXD(串行輸入口)P3.1TXD(串行輸出口)P3.2INT0(外中斷0)P3.3INT1(外中斷1)P3.4T0(定期/計數(shù)器)P3.5T1(定期/計數(shù)器)P3.6WR(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通)P3.7RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）RST:復位輸入。當振蕩器工作,RST銷浮現(xiàn)兩個以上高水平機器周期將使單片機復位。ALE/PROG:當進入外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲、啤酒(地址門閂可以輸出脈沖地址是用來鎖定低八個字節(jié)。普通,啤酒還是在時鐘振蕩頻率輸出1/6,因此固定脈沖信號可定期對外輸出時鐘或目。記住:每次進入外湖廣會館部數(shù)據(jù)存儲會跳過一種啤酒脈搏。到快閃記憶體在大頭針,她媽編程是用來輸入編程脈沖(PROG)。如果必要話,可以通過對特殊功能寄存器(EH)她媽地區(qū)SFR八單位D0職位,可禁止執(zhí)法部門。這個職位后,只有一種MOVX批示和MOVC激活淡色啤酒。此外大頭針政府也將是虛弱,單片機外部程序執(zhí)行推,上帝應當設立無效。禁止ALEPSEN:程序存儲器(PSEN)輸出是容許程序內(nèi)存她媽外選取號碼,當讀溝通外部程序記憶接受指揮AT89C52(或數(shù)據(jù)),每個機器周期兩個PSEN是有效輸出兩個脈沖。在這個時期,當進入外部數(shù)據(jù)存儲、會跳過兩個PSEN信號。EA/VPP:外部訪問容許。你想要解決器僅僅進入外部程序存儲器(地址為0000H-FFFFH)、EA端頭應保持較低水平。需要注意是:如果LB1是編程,加密調(diào)節(jié)內(nèi)部將鎖存EA結(jié)束狀態(tài)。如果EA是高水平(帶),中央解決器被執(zhí)行指令Vcc內(nèi)部程序存儲器。該引腳加上+12V編程容許電源，固然這必要是該器件是使用12V編程電壓。XTAL1/XTAL2:振蕩放大器和逆時鐘發(fā)生器輸入/輸出終端。3.1.2特殊功能寄存器在內(nèi)部存儲器,80H-FFHAT89C52共128個單位SFR特殊功能寄存器(),SFR地址空間不是所有地址都被定義為,從80年H-FFH128字節(jié)只是冰山定義,并且相稱多未定義。沒有定義單位,說、讀、寫能力將是無效,閱讀價值不會保證寫,并且數(shù)據(jù)也將丟失。數(shù)據(jù)不應當“1”寫作沒有定義單位、單位產(chǎn)品在將來也許會給新功能,在這種狀況下,這些單位恢復數(shù)值總是“0”。除了用AT89C51單片機AT89C52定期/計數(shù)器0和1號柜臺時間外,還增長了一種定期/計數(shù)器/2。定期/計數(shù)器控制和國家2a位于T2CON(見表3-3),T2MOD(見表3-4),)到(216個定期器俘獲模式或16自動重負荷方式下捕獲/自動重負荷寄存器。表3-3定期/計數(shù)器2控制寄存器T2CONT2CON地址=0C8H復位值=00000000B可尋址位TF2EXF2RCLKTCLKEXEN2TR2C/CP/76543210Bit符號功能TF2定期器2溢出標志，定期器2溢出時，又由硬件置位，必要由軟件清0。當RTCL=1或TCLK=1時，定期器2溢出，不對TF2置位。EXF2定期器2外部標志，當EXEN2=1，且T2EX引腳上浮現(xiàn)捕獲或重裝載時，EXF2置位，申請中斷。此時如果容許定期器2中斷，CPU將響應中斷，執(zhí)行定期器2中斷服務程序，EXF2必要由軟件清除。當定期器2工作在向上或向下技術(shù)工作方式時，EXF2不能激活中斷。RCLK接受時鐘容許，RCLK=1時，用定期器2溢出脈沖作為串行口（工作于工作方式1或3）接受時鐘，RCLK=0，用定期器1溢出脈沖作為接受時鐘。TCLK發(fā)送時鐘容許，TCLK=1時，用定期器2溢出脈沖作為串行口（工作于工作方式1或3）發(fā)送時鐘，TCLK=0，用定期器1溢出脈沖作為發(fā)送時鐘。EXEN2定期器2外部容許標志，當EXEN2=1時，如果定期器2未用于作串行口波特率發(fā)生器，在T2EX端浮現(xiàn)負跳變脈沖時，激活定期器2捕獲或重裝載。EXEN2=0時，T2EN端外信號無效。TR2定期器2啟動/停止控制位，TR2=1時，啟動定期器2。C/定期器2定期方式或計數(shù)方式控制位。C/=0，選取定期方式。C/=1時，選取外部事件計數(shù)方式（下降沿觸發(fā)）。CP/捕獲/重裝載選取，CP/=1時，如EXEN=1,且T2EN端浮現(xiàn)負跳變脈沖時發(fā)生捕獲操作。CP/=0時，若定期器2溢出或EXEN2=1，T2EN端浮現(xiàn)負跳變脈沖，都會浮現(xiàn)自動重裝載操作。當RCLK=1或TCLK=1時，該位無效，在定期器2溢出時強制其自動重裝載。數(shù)據(jù)存儲器:AT89C52有256個字節(jié)內(nèi)部RAM，80H-FFH高128個字節(jié)與SFR地址是重疊，也就是高128字節(jié)RAM和特殊功能寄存器地址是相似，但物理上它們是分開。當一條指令訪問7FH以上內(nèi)部地址單元時，指令中使用尋址方式是不同，也即尋址方式?jīng)Q定是訪問高128字節(jié)RAM還是訪問特殊功能寄存器。如果指令是直接尋址方式則為訪問特殊功能寄存器。例如，下面直接尋址指令訪問特殊功能寄存器0A0H（即P2口）地址單元。MOV0A0H，#data間接尋址指令訪問高128字節(jié)RAM，例如，下面間接尋址指令中，R0內(nèi)容為0A0H，則訪問數(shù)據(jù)字節(jié)地址為0A0H，而不是P2口（0A0H）。MOV@R0，#data堆棧操作也是間接尋址方式，因此，高128位數(shù)據(jù)RAM亦可作為堆棧區(qū)使用。定期器0和定期器1：AT89C52定期器0和定期器1工作方式與AT89C51相似。3.1.3AT89C52片上資料定期器2：定期器2是一種16位定期/計數(shù)器。它已經(jīng)可以，當定期器用途，也許也采用外部事件柜臺用途，它工作由特殊功能記數(shù)器T2CONC/T2位置選取。定期器2有三工作：捕獲方式，自動重裝載（向上或向下計數(shù)）方式和波特率發(fā)生器方式，工作方式由T2CON控制位來選取，參見表3-4。定期器2由二8記數(shù)器TH2構(gòu)成，并且TL2，在定期器工作，每臺機器周期TL2記數(shù)器價值加1，由于機器周期由12振動時鐘憲法，因而，oscilation頻率計數(shù)率1/12。當計數(shù)器處在工作狀態(tài)，當在T2別針外在輸入信號由1到0下落生產(chǎn)時時，記數(shù)器價值加1，在這工作之下，每個機器周期5SP2期間，繼續(xù)采樣對外在輸入。如果在第一種機器周期采擷價值是1，但是在下個機器周期采擷是0價值，是在下個周期S3P1期間記數(shù)器如下關閉加1。由于區(qū)別1到0躍遷需要2個機器周期，因而，oscilation頻率最高計數(shù)率1/24。為了保證采樣精確性，祈求輸入級維護一種完全周期，至少在變動，至少通過抽樣一次保證輸入信號之前。表3-4定期器2工作方式RCLK+TCLKCP/TR2MODE00116-bitAuto-reload01116-bitCapture1X1BaudRateGeneratorXX0(off)可編程時鐘輸出：定期器2可通過編程從P1.0輸出一種占空比為50%時鐘信號，如圖3-6所示。P1.0引腳除了是一種原則I/O口外，還可以通過編程使其作為定期/計數(shù)器2外部時鐘輸入和輸出占空比50%時鐘脈沖。當時鐘振蕩頻率為16MHz時，輸出時鐘頻率范疇為61Hz—4MHz。當設立定期/計數(shù)器2為時鐘發(fā)生器時，C/T2（T2CON.1）=0，T2OE（T2MOD.1）=1，必要由TR2（T2CON.2）啟動或停止定期器。時鐘輸出頻率取決于振蕩頻率和定期器2捕獲寄存器（RCAP2H，RCAP2L）重新裝載值，公式如下（3-1）：輸出時鐘頻率=振蕩器頻率/{4*[65536-(RCP2H,RCP2L)]}（3-1）在時鐘輸出方式下，定期器2翻轉(zhuǎn)不會產(chǎn)生中斷，這個特性與作為波特率發(fā)生器使用時相仿。定期器2作為波特率發(fā)生器使用時，還可作為時鐘發(fā)生器使用，由于波特率和時鐘輸出頻率同使用RCAP2L和RCAP2L，波特率和時鐘輸出頻率是不能分開擬定。UART串口：AT89C52UART工作方式與AT89C51工作方式相似。時鐘振蕩器：AT89C52中有一種用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器輸入端和輸出端。這個放大器與作為反饋元件片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器。外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容C1、C2接在放大器反饋回路構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。對外接電容C1、C2沒有十分嚴格規(guī)定，但電容容量大小會輕微影響振蕩頻率高低、振蕩器工作穩(wěn)定性、起振難易程序及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，咱們推薦電容使用30pF±10pF，而如使用陶瓷諧振器建議選取40pF±10pF。顧客也可以采用外部時鐘。采用外部時鐘電路如圖3-2所示。這種狀況下，外部時鐘脈沖接到XTAL1端，即內(nèi)部時鐘發(fā)生器輸入端，XTAL2則懸空。圖3-2振蕩電路3.1.4AT89C52中斷系統(tǒng)AT89C52共有6個中斷向量：兩個外中斷（INT0和INT1），3個定期器中斷（定期器0、1、2）和串行口中斷。這些中斷源可通過度別設立專用寄存器IE置位或清0來控制每一種中斷容許或禁止。IE也有一種總禁止位EA，它能控制所有中斷容許或禁止。注意表3-5中IE.6為保存位。定期器2中斷是由T2CON中TF2和EXF2邏輯或產(chǎn)生，當轉(zhuǎn)向中斷服務程序時，這些標志位不能被硬件清除，事實上，服務程序需擬定是TF2或EXF2產(chǎn)生中斷，而由軟件清除中斷標志位。定期器0和定期器1標志位TF0和TF1在定期器溢出那個機器周期S5P2狀態(tài)置位，而會在下一種機器周期才查詢到該中斷標志。而定期器2在同一種機器周期內(nèi)查詢到該標志。表3-5中斷系統(tǒng)控制字EA—ET2ESET1EX1ET0EX0容許位EA=1，表達容許中斷容許為EA=0，表達禁止中斷SymblePositionFunctionEAIE.7EA=0時，禁止所有中斷EA=1時，各中斷容許或禁止取決于各中斷控制位狀態(tài)—IE.6保存位ET2IE.5定期器2中斷容許控制位ESIE.4串行口中斷容許控制位ET1IE.3定期器1中斷容許控制位EX1IE.2外中斷1中斷容許控制位ET0IE.1定期器0中斷容許控制位EX0IE.0外中斷0中斷容許控制位程序員不應將“1”寫入保存位，這些位是將來AT89系列產(chǎn)品作為擴展用。3.2LM1042液位檢測器LM1042液位檢測器使用熱阻探針技術(shù)來檢測非可燃性液體液面高度，能提供一種正比于液位高度輸出，可進行單次或重復測量，所有控制熱阻探針、檢測熱阻探針短路、開路所需要監(jiān)控電路都集成在LM1042芯片內(nèi)部。此外該芯片也可以采用其他傳感器信號或線性輸入作為輸入信號。該器件采用是16腳DIP封裝。芯片重要特點有：1、集成有熱阻探針控制電路；2、可以選取熱阻或線性信號作為輸入；3、可單次測量或重復測量；4、電源或控制輸入端有50V瞬態(tài)電壓保護電路；5、在復位時切換，延時功能可以避免瞬態(tài)信號影響；6、可在－40℃～＋80℃工作溫度范疇工作。7、具備探針短路、開路檢測功能；8、電源范疇7.5～18V；9、內(nèi)部有電源調(diào)節(jié)器；LM1042重要電氣性能參數(shù)見表3-6所列表3-6LM1042重要電性能參數(shù)符號參數(shù)條件最小值典型值最大值單位電源電壓7.51318V電源電流35mA調(diào)節(jié)電壓5.655.96.2V調(diào)節(jié)電壓穩(wěn)定度=13V0.5%探針電流參照電壓2.102.252.40V鋸齒波定期153142ms316ms鋸齒波定期1.41.752.1s鋸齒波定期穩(wěn)定度5%鋸齒波電阻315.0啟動輸入邏輯高電平1.7V啟動輸入邏輯低電平0.5啟動輸入電流=100nA啟動輸入電流=0V300nA最大輸入電壓=600Ω-0.3-0.3最小輸入電壓0.2探針1增益腳7電壓80-250mV10.15探針1增益非線性-202%1腳偏移5mV探針2增益腳7電壓240-1.57mV3.4探針2增益非線性-20.22%7腳偏移5mV輸入阻抗5MΩ探針1輸入電壓范疇=9--18V=7.5V1153.5VV探針1開路閥值5腳處-0.85-0.6-0.35V探針1短路閥值0.350.60.85V14腳輸入泄漏電流腳14電壓4V2.0nA1腳輸入泄漏電流腳1電壓300mV1.55.0nA重復周期=22uF9.11736s電容放電時間=22uF135ms記憶電容值0.47uF輸入電容值0.47uF3.2.1LM1042引腳功能液位檢測芯片LM1042引腳圖如圖3-3所示。各引腳功能描述如下：圖3-3LM1042引腳圖1腳：熱阻探針輸入，內(nèi)接放大器，在探針開始測量時被箝位到低電平；

2腳：器件接地端；

3腳：連接到外部PNP晶體管發(fā)射極，為熱阻探針提供200mA固定電流，芯片內(nèi)部參照源使該端電壓維持在比電源端低2V電平上。

4腳：連接到外部PNP晶體管基極上；

5腳：接熱阻探針以便對之進行開路和路檢測；

6腳：電源端＋Vs，電壓范疇7.5～18V，可承受50V瞬時電壓；

7腳：第二熱阻探針輸入或其她線性信號輸入，輸入電壓范疇為1～5V，探針增益可通過10腳進行調(diào)節(jié)；

8腳：探針選取與控制端。如果該端加邏輯低電平，探針1被選中并啟動定期周期，隨后低電平被鎖定直到測量結(jié)束。在該端為低電平時，依照9腳狀態(tài)，探針1進行一次測量或重復測量；如果在探針1測量周期外該端輸入為邏輯高電平則選中探針2進行測量

9腳：重復振蕩器定期電容器在該腳與地之間連接。當探針1測量周期被啟動時，2μA電流對定期電容充電，直到電壓值為4.3V。如果該端接地，重復振蕩器被禁止。在8腳為低電平時，只容許探針1進行一次測量；

10腳：可在該端與地之間接一電阻以變化探針2輸入放大器增益。此增益在該端開時為1.2，在該端對地短路時為3.4?？赏ㄟ^電阻分壓網(wǎng)絡把直流偏置調(diào)節(jié)為VREG或地電平；

11腳：電壓調(diào)節(jié)輸出，應將該端連接到15腳以構(gòu)成完整電壓調(diào)節(jié)控制環(huán)路。使15腳電壓保持恒定6V；

12腳：在該端與地之間連接一電容，用以設定探針1測量定期周期；

13腳：在該端與地之間連接一電阻以設定12腳充電電流，電阻值應介于3kΩ到15kΩ之間，典型值為12kΩ；

14腳：在該端與探針電壓端11腳之間連接一具備低漏電流電容，作為探針1測量時記憶電容器，該電容典型值為0.1μF(不不不大于0.47μF)。對于長記憶保持時間，該端內(nèi)部泄漏電流最大為2nA；

15腳：此端為內(nèi)部電壓探針器反饋輸入，普通連接到11腳。可在該端串接一電阻以調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)電壓輸出值；

16腳：探針1和探針2線性電壓輸出端，可以提供±10mA啟動電流。該端可通過一600Ω測量儀表連接到VREG端。3.2.2傳感器連接辦法在LM1042傳感器電路中，7腳和10腳重要用于對探針2調(diào)節(jié)，由于本系統(tǒng)只用到探針1，故可將7腳和10腳直接接地；1腳是熱阻探針輸入端；5腳為探針故障端；6腳是電源端；3、4腳分別接PNP管發(fā)射極和集電極用于給探針提供200MA固定電流；16腳為模仿電壓輸出端，輸出與液位成正比模仿電壓；12、13腳用來調(diào)節(jié)探針測量周期；9、14腳外接兩個電容作為探針記憶電容，記憶探針電壓值。3.3單片機并行擴展芯片81558155由Intel公司生產(chǎn)可編程RAM和I/O擴展芯片，比MCS-51單片機接口簡樸，是單片機應用系統(tǒng)中最最廣泛使用芯片。其芯片資源有：·256字節(jié)靜態(tài)RAM，最快存取時間為400ns；·一種可編程6位并行I/O口PC口；·一種可編程14位減法計數(shù)器?！蓚€可編程8位并行I/O口PA口、PB口；3.3.18155構(gòu)造8155引腳如下圖3-4。8155各引腳功能闡明如下：圖3-48155引腳圖AD0～AD7：三態(tài)地址/數(shù)據(jù)總線。單片機和8155之間地址、數(shù)據(jù)、命令和狀態(tài)數(shù)據(jù)傳播通過總線口。通過mcs—51匯編語言和單片機地址/數(shù)據(jù)總線連接,它分復用功能,并通過mcs—51匯編語言口相似。3個通用并行I/O口通過PA、鉛、電腦。一臺計算機編程信號線口了接觸鉛,會使爸爸,依照選取方式。一14鉛口定期/計數(shù)器。這是二進制“減1”柜臺為點,可提供各種頻率沖動和方波信號。RST：復位信號輸入端。復位后，3個I/O口均為輸入方式。AD0～AD7：三態(tài)地址/數(shù)據(jù)總線。與單片機低8位地址/數(shù)據(jù)總線（P0口）相連。單片機與8155之間地址、數(shù)據(jù)、命令與狀態(tài)信息都是通過這個總線口傳送。RD:讀選通信號，對8155讀操作引腳。WR:寫選通信號，對8155寫操作引腳。CE:片選信號線，低電平有效。IO/：8155RAM存儲器或I/O口選取線。當IO/＝0時，則選取8155片內(nèi)RAM，AD0～AD7上地址為8155中RAM單元地址（00H～FFH）；當IO/＝1時，選取8155I/O口，AD0～AD7上地址為8155I/O口地址。ALE：地址鎖存信號。8155內(nèi)部設有地址鎖存器，在ALE下降沿將單片機P0口輸出低8位地址信息及IO/狀態(tài)都鎖存到8155內(nèi)部鎖存器。因而，P0口輸出低8位地址信號不需外接鎖存器。PA0～PA7：8位通用I/O口，其輸入、輸出流向可由程序控制。PB0～PB7：8位通用I/O口，功能同A口。PC0～PC5：有兩個作用，既可作為通用I/O口，也可作為PA口和PB口控制信號線，這些可通過程序控制。TIMERIN/OUT：定期/計數(shù)器脈沖輸入端/輸出端。3.3.28155地址編碼及工作方式在單片機應用系統(tǒng)中，8155是按外部數(shù)據(jù)存儲器統(tǒng)一編址，為16位地址，其高8位由片選線提供。當＝0，IO/＝0時，選中8155片內(nèi)RAM，這時8155只能作片外RAM使用，其RAM低8位編址為00H～FFH；當＝0，IO/＝1時，選中8155I/O口，其端口地址低8位由AD7～AD0擬定，如表6-6所示。這時，A、B、C口口地址低8位分別為01H、02H、03H（設地址無關位為0）。表3-78155芯片I/O口地址AD7～AD0選取I/O口A7A6A5A4A3A2A1A0××××××××××××××××××××××××××××××000011001100010101命令/狀態(tài)寄存器A口B口C口定期器低8位定期器高6位及方式3.3.38155與MCS-51單片機接口辦法因8155AD0～AD7為三態(tài)雙向地址/數(shù)據(jù)總線口，內(nèi)部有地址鎖存器，故8155能直接與MCS-51單片機P0口相連而不需要任何外加鎖存電路。MCS-51單片機擴展一片8155可為系統(tǒng)增長256字節(jié)片外RAM、22根I/O口線及一種14位定期器。8155與單片機連接圖如下所示，P26接8155CE端，P25接8155IO/M口，來控制8155用于輸入輸出口還是用其做存儲器。女男男女女男男女女男男女圖3-58155與單片機連接圖3.4A/D轉(zhuǎn)換器A/D轉(zhuǎn)換器是一種能把輸入模仿電壓或電流變成與它成正比數(shù)字量，即能把被控對象各種模仿信息變成計算機可以辨認數(shù)字信息。A/D轉(zhuǎn)換器種類諸多，但從原理上普通可分為如下四種：計數(shù)器式A/D轉(zhuǎn)換器、雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器、逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器和并行A/D轉(zhuǎn)換器。計數(shù)器式A/D轉(zhuǎn)換器構(gòu)造很簡樸，但轉(zhuǎn)換速度很慢，因此很少采用。雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器抗干擾能力強，轉(zhuǎn)換精度高，但速度不夠抱負，慣用于數(shù)字式測量儀表中，計算機中廣泛采用逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器作為接口電路，它構(gòu)造不太復雜，轉(zhuǎn)換速度也高。并行A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換速度最快，但因構(gòu)造復雜而造價高，故只用于那些轉(zhuǎn)換速度極高場合。3.4.1ADC0809 ADC0809是帶有8位A/D轉(zhuǎn)換器、8路多路開關以及微解決機兼容控制邏輯CMOS組件。它是逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，可以和單片機直接接口。重要特性：辨別率為8位；轉(zhuǎn)換時間為100us；單一+5V供電，模仿電壓輸入0—+5V之間；有八路模仿輸入通道；功耗為15mW。3.4.2ADC0809內(nèi)部邏輯構(gòu)造圖3-6ADC0809內(nèi)部邏輯構(gòu)造由圖3-6可知，ADC0809是由一種8路模仿開關、一種地址鎖存譯碼器、一種A/D轉(zhuǎn)換器和一種三態(tài)輸出鎖存器構(gòu)成。多路開關可選通8個模仿通道，容許8路模仿量分時輸入，共同用A/D轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖存器用于鎖存A/D轉(zhuǎn)換完數(shù)字量，當OE端高電平時，可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完數(shù)據(jù)。3.4.3引腳構(gòu)造圖3-7ADC0809芯片引腳圖IN0－IN7：8條模仿量輸入通道。ADC0809對輸入模仿量規(guī)定：信號單極性，電壓范疇是0－5V，如果信號太小，必要進行放大；輸入模仿量在轉(zhuǎn)換過程中應當保持不變，如若模仿量變化太快，則需在輸入前增長采樣保持電路。地址輸入和控制線：4條。ALE：地址鎖存容許輸入線。當ALE線為高電平時，地址鎖存與譯碼器將A，B，C三條地址線地址信號進行鎖存，START和ALE兩個引腳可以連接在一起，當通過軟件輸入一種正脈沖時，經(jīng)譯碼后被選中通道模仿量進轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。ADDA，ADDB和ADDC(Address):地址輸入線，用于選通IN0－IN7上一路模仿量輸入。通道選取表如下表3-8所示。數(shù)字量輸出及控制線：11條ST:轉(zhuǎn)換啟動信號。當ST上跳沿時，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時，開始進行A/D轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間，ST應保持低電平。EOC:轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。當EOC為高電平時，表白轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，表白正進行A/D轉(zhuǎn)換。OE(Outenable):數(shù)據(jù)輸出容許信號，用于控制三條輸出鎖存器向單片機輸出轉(zhuǎn)換得到數(shù)據(jù)。OE＝1，輸出轉(zhuǎn)換得到數(shù)據(jù)；OE＝0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。在查詢方式下，OE信號可以作為A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。D7－D0（Digitaloutput）:數(shù)字量輸出線。CLK(Clock):時鐘輸入信號線,規(guī)定頻率在10KHZ—1MHZ范疇內(nèi)。因ADC0809內(nèi)部沒有時鐘電路，所需時鐘信號必要由外界提供，普通使用頻率為500KHZ，VREF（＋），VREF（－）為參照電壓輸入。ADC08098路模仿量輸入有A、B、C三個來選取，選取通道方式如下表所示：表3-8模仿量輸入通道選取表ADDCADDBADDA選取通道000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7此系統(tǒng)中ADC0809只接受電壓模仿信號，即液位電壓信號。并對此信號循環(huán)采集，轉(zhuǎn)換。圖3-88155連接圖注：1，圖中PB0~PB7是8155PB端口；2，ADC0809CLOCK接AT89S51ALE輸出2分頻；3，ADC0809EOC經(jīng)反相器后接單片機外部中斷0；4，ADC0809第一種模仿輸入通道接液位傳感器輸出信號。3.5放大器選取在諸多用到A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)字采集單片機系統(tǒng)中，諸多狀況下，傳感器輸出模仿信號都是很薄弱，必要通過一種模仿放大器對其進行一定倍數(shù)放大，才干滿足A/D轉(zhuǎn)換器對輸入信號電平規(guī)定，這種狀況下，就必要選取一種符合規(guī)定放大器。本設計采用是LM324（四功率運算放大器）。LM324系列器件是價格便宜且?guī)в胁顒虞斎胨倪\算放大器。與單電源應用場合原則運算放大器相比，她們有某些明顯長處。該四運算放大器可工作在低至3V或者高到32V電源下，靜態(tài)電流大體為MC1741靜態(tài)電流五分之一（對每一種放大器而言）。共模輸入范疇涉及負電源，因而清除了在許多應用場合中采用外部偏置元件必要性。輸出電壓范疇同步涉及負電源電壓。1、短路保護輸出3、單電源工作；3-32V4低輸入偏置電流；最大100納安5、每一封裝四個放大器6、內(nèi)部補償7、共模范疇擴展到負電源8、行業(yè)原則引腳輸出,真差動輸入級9、在輸入端靜電放電位增長可靠性而不影響器件工作圖3-9LM324管腳圖3.6液晶顯示屏1602字符型液晶模塊是一種用5x7點陣圖形來顯示字符液晶顯示屏，依照顯示容量可以分為1行16個字、2行16個字、2行20個字等，這里以慣用2行16個字DM-162液晶模塊來簡介她編程辦法。3.6.11602管腳圖3-10液晶顯示屏1602引腳圖1602采用原則16腳接口，其引腳圖如圖3-17所示：第1腳：VSS為地電源

第2腳：VDD接5V正電源

第3腳：V0為液晶顯示屏對比度調(diào)節(jié)端，接正電源時對比度最弱，接地電源時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一種10K電位器調(diào)節(jié)對比度。

第4腳：RS是寄存器選取，當為高電平時可選取數(shù)據(jù)寄存器；當為低電平時選取指令寄存器。

第5腳：RW是讀寫信號線，當是高電平時進行讀操作；當是低電平時進行寫操作。當RS和RW共同為低電平時，可寫入指令或者顯示地址；當RS是電平，RW是高電平時可讀忙信號；當RS是高電平，RW是低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。第6腳：E端是使能端，當E端由高電平跳轉(zhuǎn)為低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。第7～14腳：D0～D7是8位雙向數(shù)據(jù)線。第15腳：BLA是背光源正極；第16腳：BLK是背光源負極。3.6.21602工作原理1602液晶模塊內(nèi)部字符發(fā)生存儲器（CGROM)已經(jīng)存儲了160個不同點陣字符圖形，這些字符有：英文字母大小寫、慣用符號、阿拉伯數(shù)字和日文假名等，每一種字符均有一種固定代碼，例如大寫英文字母“B”代碼是01000010B（42H），顯示時模塊把地址42H中點陣字符圖形顯示出來，咱們就能看到字母“B”。它屏幕和光標操作、讀寫操作是通過指令編程來實現(xiàn)。表3-9基本操作時序讀狀態(tài)輸入RS=L,R/W=H,E=H輸出D0-D7=狀態(tài)字寫指令輸入RS=L,R/W=L,D0-D7=指令碼，E=高脈沖輸出無讀數(shù)據(jù)輸入RS=H,R/W=H,E=H輸出D0-D7=數(shù)據(jù)寫數(shù)據(jù)輸入RS=H,R/W=L,D0-D7=數(shù)據(jù)，E=高脈沖輸出無

液晶顯示模塊是一種慢顯示屏件模塊，因而在執(zhí)行每條指令前一方面要確認模塊忙標志為低電平，表達不忙，否則此指令失效。要顯示字符時一定要先輸入所要顯示字符地址，也就是告訴模塊將在哪顯示字符。表3-101602字符顯示位置設定12345678910111213141516第一行000102030405060708090A0B0C0D0E0F第二行404142434445464748494A4B4C4D4E4F例如第二行第一種字符地址是40H，由于寫入顯示地址時規(guī)定最高位D7恒定為高電平，因而不能直接寫入40H就可以將光標定位在第二行第一種字符位置，實際寫入數(shù)據(jù)應當是01000000B（40H）+10000000B(80H)=11000000B(C0H)

DM-162液晶顯示模塊可以和單片機AT89S51直接接口，電路如圖3-18所示。圖3-111602與8155接口圖在8155存儲器中存儲液位轉(zhuǎn)化成果經(jīng)單片機解決后送1602顯示。1602三個控制端RS、R/W、E分別接到由P2口P22、P23、P24上面。3.7D觸發(fā)器3.7.1D觸發(fā)器構(gòu)造及工作原理邊沿D觸發(fā)器：負跳沿觸發(fā)主從RS觸發(fā)器工作時，要在正跳沿前加入輸入信號。若在CP在高電平期間輸入端浮現(xiàn)了干擾信號，那么就會有也許使觸發(fā)器狀態(tài)工作出錯。而邊沿觸發(fā)器只是容許在CP觸發(fā)沿來到前一瞬間加入輸入信號。這樣，輸入端受到干擾時間將大大縮短，受干擾也許性也會減少。邊沿D觸發(fā)器又可稱為維持-阻塞邊沿D觸發(fā)器。其內(nèi)部構(gòu)造原理圖如圖3-19所示。該觸發(fā)器是由6個與非門共同構(gòu)成，其中G1和G2構(gòu)成基本RS觸發(fā)器。D觸發(fā)器工作原理：風哥哥或搜譜額【跑了瘋狂減肥咯發(fā)v噢噢門口從主線而共同好幾家看看媽媽h推哦了聯(lián)系怕怕怕怕怕你開心極了里女警噢噢均價高興咯哦積極開咯噢噢ij以便裸考，里ivmx，可惜平方米v盲從v嗎哦搜匹馬米哦iojxlxllgigim富勒烯噢噢噢iikkkiddps師德師風個覅佛成本寶貝哥哥哥哥圖3-12維持阻塞邊沿D觸發(fā)器SD和RD接至基本RS觸發(fā)器輸入端，分別是預置和清零端，低電平有效。當SD=0且RD=1時,無論輸入端D為什么種狀態(tài)，都會使Q=1，Q=0，即觸發(fā)器置1；當SD=1且RD=0時，觸發(fā)器狀態(tài)為0,SD和RD普通又稱為直接置1和置0端。咱們設它們均已加入了高電平，不影響電路工作。1．功能描述表3-11邊沿D觸發(fā)器狀態(tài)轉(zhuǎn)移真值表DQnQn+1闡明000輸出狀態(tài)與D端狀態(tài)相似010101111表3-12D觸發(fā)器狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖D觸發(fā)器狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖工作波形圖001D=0D=1D=0D=12.特性方程Qn+1=D3狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖本設計中D觸發(fā)器作為二分頻器使用。3.8電磁繼電器工作原理、參數(shù)與選用電磁繼電器是自動控制電路中慣用一種元件。事實上,它是與較小電流控制大電流自動開關。因而,廣泛應用于電子設備。電磁繼電器普通,鐵芯線圈,一群或組接觸簧片構(gòu)成。接觸有動、靜觸點接觸點,勞動過程中行動就是普通所說動態(tài)接觸,而不是靜止動作稱為接觸。3.8.1電磁繼電器工作原理當線圈通電后,鐵芯被磁化產(chǎn)生足夠電磁力、并且移動有限和驅(qū)動蘆葦、動、靜觸頭閉合或獨立聯(lián)系;當電源、電磁線圈吸消失,回到本來位置,有限動態(tài)接觸和靜態(tài)接觸恢復到本來狀態(tài)。只要需要控制電路應用對接觸,它也許繼電器控制電路。3.8.2電磁繼電器參數(shù)1．額定工作電壓和額定工作電流：這是指繼電器工作線圈電壓或電流。一種模型構(gòu)造繼電器是大體相似。為了適應各種不同電壓回路應用程序,一種類型繼電器普通有DuoZhong額定電壓或電流額定工作規(guī)范和模式辨認。2．直流電阻：這是指線圈直流電阻。如果已知額定工作電流和直流電阻，便可以求出額定工作電壓。3．吸合電流：是指繼電器生產(chǎn)和最小電流抽吸作用。在實際運用中,使繼電器吸閉上,給出可靠電壓等于或高于額定電壓效果。普通不不不大于1.5倍額定工作電壓,否則,它將被燒毀線圈。4．釋放電流：是指繼電器產(chǎn)生最大當前版本行動。如果減少傳遞狀態(tài)吸電流,當電流減少到一定限度、繼電器回到未通電狀態(tài),這個過程稱為釋放繼電器動作。最新版比吸關閉小電流。3.8.3電磁繼電器選用1．先需要理解必要條件：(1)控制電路電源電壓,能提供最大電流;(2)是控制電路電壓和電流;(3)被控電路需要幾組,什么樣接觸。選取繼電器時候，普通控制電路電源電壓可以作為選取基本上?？刂齐娐窇斂梢蕴峁┏浞止ぷ麟娏?否則會使繼電器自合不夠穩(wěn)定。2．查閱關于資料擬定了使用條件,可以查找有關資料,辨認繼電器型號和規(guī)格號碼。如果手頭上已有了繼電器，可根據(jù)資料檢查繼電器與否可以使用。最后考慮是一種恰當大小。3．注意器具容積。如果用于通用電器,除了考慮體積小狀況,繼電器重要考慮線路板安裝布置。小電器,如玩具,遙控裝置,應選取小型繼電器產(chǎn)品。電磁式繼電器涉及電壓、電流繼電器和繼電器中間繼電器。電壓繼電器是根據(jù)線圈電壓大小和運動行程來工作繼電器,平行并聯(lián)于主電路作用保護電路中。電流繼電器是依照大小電流線圈與運動傳遞、電路保護在串聯(lián)電路功能。中間繼電器是一種電壓繼電器,它是用來轉(zhuǎn)換控制信號中間部件。它輸入是線圈斷電或者通電信號。其接觸數(shù)量較多,可以變化所有多路復用信號達到規(guī)定。每個元素額定電流控制信號相似之處,大某些5~10A,小為3A。常用中間繼電器重要有J27和J2。中間繼電器額定電壓為吸引線圈電壓控制電路、通信是24V,36V、110V,127V,220V和380V、48V直流已經(jīng)24V、220V,440V。本設計中執(zhí)行機構(gòu)模塊采用220V交流電，固選用220V交流中間繼電器。3.9光電隔離器光電隔離裝置(OC)也被稱為光耦合器。光耦合器光為媒體傳播信號。它輸入和輸出信號有良好隔振效果,因此,它在各種電路中得到廣泛應用。當前它已成為大多數(shù)物種而言,用途最廣一種對光電轉(zhuǎn)換器件。光耦合器普通由三某些構(gòu)成:光發(fā)射、光接受和放大。輸入信號驅(qū)動led,使特定波長光,光探測器接受和農(nóng)產(chǎn)品流通,然后進一步放大后輸出。它可以完畢電燈,electricity-the轉(zhuǎn)換,從而起到輸入、輸出、分離效果。之間耦合引起輸入和輸出信號傳播已經(jīng)互相隔離,等特點,因而具備從一種優(yōu)良電絕緣能力及抗干擾能力。和導致輸入電流耦合工作類型屬于低電阻元器件,因而具備很強共模抑制能力。因此,它在長期信息傳遞為結(jié)束種族隔離元件能大幅度提高信噪比。在計算機數(shù)字通信和實時控制作為信號隔離接口設備,能大大提高可靠性計算機工作。光耦合器重要長處是：信號傳播中,輸入和輸出終端充分結(jié)識電氣隔離輸入、輸出信號沒有效果,抗干擾能力強、壽命長、傳動效率高。在一塊開關電源電路將解耦反饋線性光耦合器構(gòu)成光,通過調(diào)節(jié)控制變化當前空虛,精密電壓比目。光耦合器是光為媒介傳播信號設備,它把一種發(fā)光二極管和光敏三極管、殼管式密封在一種,發(fā)光二極管和積極輸入電壓信號(>1.1V)會發(fā)光,光信號作用,在光敏三極管光無源生產(chǎn)基地晶體管傳導、輸出信號。本設計采用光電隔離芯片是ISP521,它腳和內(nèi)部構(gòu)造管如圖3-20。圖3-20光耦管腳及內(nèi)部構(gòu)造3.10電動機選取電動機原則是使電動機性能滿足生產(chǎn)機械規(guī)定前提下，優(yōu)先選用構(gòu)造簡樸、價格便宜、工作可靠、維護以便電動機。在這方面交流電動機優(yōu)于直流電動機，交流異步電動機優(yōu)于交流同步電動機，鼠籠式異步電動機優(yōu)于繞線式異步電動機。負載平穩(wěn)，對啟動、制動無特殊規(guī)定持續(xù)運營生產(chǎn)機械，宜優(yōu)先選用普通鼠籠式異步電動機，鼠籠式異步電動機廣泛用于機械、水泵、風機等。深槽式和雙鼠籠式異步電動機用于大中功率，規(guī)定啟動轉(zhuǎn)矩較大生產(chǎn)機械，如空壓機、皮帶運送機等。本設計中電動機作用是控制進水和放水，即用作水泵，選取普通鼠籠式異步電動機。該執(zhí)行機構(gòu)中用電磁繼電器接通220V交流電來直接驅(qū)動電動機，故執(zhí)行機構(gòu)模塊設計相對簡樸。3.11電源由于工業(yè)生產(chǎn)過程中所用到電都是220V，這與本設計所需要電源是不符，因而要使用電壓轉(zhuǎn)換電路，將220V電壓轉(zhuǎn)換成設計中所用到+15V和+5V。電源模塊如圖3-21所示：圖3-14電源模塊第四章軟件設計4.1方案軟件設計本方案主程序流程圖如下圖4-1，開始開始初始化AD轉(zhuǎn)化子程序讀AD轉(zhuǎn)化成果液位與否越限電動機執(zhí)行報警顯示結(jié)束NY圖4-1主程序流程圖本方案有測量模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊、鍵盤輸入模塊等。程序設計中應考慮各某些互相聯(lián)系。在主程序中先進行初始化，初始化過程涉及CPU開中斷，容許外部0、1中斷，設定外部中斷觸發(fā)方式為邊沿觸發(fā)，容許T0中斷，設定計數(shù)器工作于方式2，給計數(shù)器設定初值為全1，起動計數(shù)器，中斷優(yōu)先級設定，其中設定外部中斷1、計數(shù)器T0為高檔中斷，令K=0(用K來檢測與否有鍵按下，當有數(shù)字鍵按下時K=1)。1.測量模塊：該方案中由液位傳感器LM1042實現(xiàn)非電量向電量轉(zhuǎn)化。2.AD轉(zhuǎn)換模塊：該某些重要由軟件完畢，ADC0809轉(zhuǎn)化成果存在8155存儲器中，單片機將十六進制成果解決后使得要顯示液位某些成果存在于一種數(shù)組WH[]中。3.鍵盤輸入模塊：鍵盤采用線反轉(zhuǎn)法，掃描法需要逐列掃描查詢，依照鍵不同位置，每次查詢位置不同樣。如果按下鍵位于最后一列，則要通過多次掃描查詢才干獲得該鍵位置。而線反轉(zhuǎn)法比較以便，無論被按鍵位于第一列還是最后一列，都只通過兩步就可獲得此鍵位置。線反轉(zhuǎn)法原理圖如下圖4.2所示：圖4-2線反轉(zhuǎn)法原理圖圖中硬件采用中斷方式工作，硬件中斷與8I/O口,構(gòu)成了一種4×4鍵盤。假設圖中虛線為鑰匙,反演環(huán)節(jié)如下。將D3~D0集上輸入線、D7D4將于~輸出線,使I/O輸出信號D7~D4為0000。如果有一種按鍵途徑,世界之門輸出為低水平,CPU中斷,說一種鍵盤鍵。與此同步,D3D0輸入數(shù)據(jù)從存儲器在一種單元,其中0是一種相應按鍵列位置。將第一步方向傳播轉(zhuǎn)過身來,要將輸入行D7~~D0D4D3組,輸出線。使I/O端口輸出數(shù)據(jù)單元(即N。D3能有幾核心位置D0列,然后看)I/O。數(shù)據(jù),到內(nèi)存N+1單位、數(shù)據(jù)存儲在D4D7~在0級相應一種是按下這個按鈕位置。最后,將D0D3~單位和N+1單位D7~D4拼接起來按按鈕到鍵值。單片機應用系統(tǒng),任何I/O口或擴展I/O口均可構(gòu)成一種決定性鍵盤。典型鍵盤接口具備普遍I/O口,擴大延伸口和特殊串行瞧鍵盤芯片行列式鍵盤。鍵盤和鑒定應用系統(tǒng)普通有監(jiān)視器,為了節(jié)約I/O口線,經(jīng)常顯示電路和決定性鍵盤做一種接口電路。這個環(huán)節(jié):將被列為輸出線,行行行行作為輸入。所有輸出線為0,在這個時間線低層次按鈕在管道上,如果不線為0,則沒有鍵;第一步,即行依次輸出線,列為輸入行線。為所有線條為0,這次清單低水平核心在線列。到當前為止,將擬定了核心位置(X,Y)。使用時,然后在P33按鈕下設立鬧鐘依照,按級別上限后產(chǎn)生中斷。然后在一種TIME0(意思是在開關從A到B觸發(fā)輸出時拉上產(chǎn)生一種下降,產(chǎn)生中斷,沿著CPU中斷解決程序設立鬧鐘水平打電話下限。這里是由計時器0內(nèi)部中斷擴展到外部中斷。兩處中斷均調(diào)用中斷服務子程序掃描鍵盤，上限值存在數(shù)組e[]中，下限值存在數(shù)組f[]。鍵盤中斷解決子程序流程圖如下：開始開始K=1鍵盤輸入值給MShi十位值存于數(shù)組中K=0K=1鍵盤輸入值給MGe個位值存于數(shù)組中輸入上限送1602顯示NNYY結(jié)束圖4-3鍵盤輸入報警上限中斷解決流程圖每次調(diào)用中斷服務子程序時均需掃描鍵盤，以獲得鍵值，鍵盤掃描子程序如下：開始開始按鍵與否按下記錄行號延時10ms按鍵與否按下記錄列號獲得按鍵位置按鍵值存入數(shù)組NYYN鍵盤掃描子程序結(jié)束圖4-4鍵盤掃描流程圖4.報警模塊：當液位低于鍵盤輸入下限時給BUZZER高電平，蜂鳴器發(fā)聲報警，給LEVEL低電平，開閘進水；當液位高于鍵盤輸入上線時也給BUZZER高電平，蜂鳴器發(fā)聲報警，給LEVEL低電平，開閘放“水”。圖4-5報警模塊電路圖5.執(zhí)行模塊：該某些由光電隔離器、固態(tài)繼電器及抽水電機或加熱電阻構(gòu)成。當液位過低時單片機給LEVEL低電平，發(fā)光二極管導通發(fā)光，光敏三極管導通，使Q1導通，光電隔離繼電器吸合，電機動作。執(zhí)行機構(gòu)示意圖如下所示：圖4-6執(zhí)行機構(gòu)原理圖6.顯示模塊開始1602初始化開始1602初始化顯示W(wǎng)aterLvel顯示液位所占比例顯示子程序結(jié)束圖4-71602顯示流程圖液晶顯示屏1602初始化過程應嚴格按照其時序進行，1602初始化流程圖如下：開始開始設立顯示模式延時關顯示延時清屏延時開顯示延時初始化結(jié)束圖4-81602初始化流程圖各模塊互相聯(lián)系，共同作用，測量模塊將測得數(shù)據(jù)給AD轉(zhuǎn)換模塊，轉(zhuǎn)換成果存于8155中，鍵盤模塊輸入報警液位上下限，單片機將測得液位與鍵盤輸入液位比較，以決定與否報警。AD轉(zhuǎn)化成果有單片機控制交與顯示模塊顯示。第五章結(jié)論 通過幾種月努力，畢業(yè)設計終于接近尾聲。作為大學最后一堂課，它工作量必定不小。一方面是課題選定，一開始我題目是基于Matlab倒立擺系統(tǒng)，由于，我對單片機興趣要不不大于Matlab，在爭取劉教師批準后，我題目改為基于單片機液位控制系統(tǒng)。之后便是海量收集材料，在圖書館我翻閱了大量關于單片機書，特別是簡介AT89S51課本，再者就是關于C51書。再是方案擬定，電路圖設計，接下來一階段便是程序編寫，由于選用了C語言，程序編寫相對來說簡樸了某些。 整個畢業(yè)設計過程中，我學到了諸多諸多知識。這些對于后來學習、工作均有非常大協(xié)助。 第一，對單片機有了較為系統(tǒng)結(jié)識。對單片機I/O口、中斷、定期計數(shù)器及某些外圍設備如并行接口8155、模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0809等已能純熟運用。 第二，重新復習了PROTEL，C語言等運用，對她們結(jié)識又有了新提高。 第三，對某些輸入輸出設備如鍵盤、液晶顯示屏原理和使用有了新結(jié)識。第四，就是掌握了某些收集資料辦法。畢業(yè)設計準備過程中，我翻閱了大量關于單片機，C語言，液位傳感器等資料，掌握了一定收集資料辦法、技巧。 該設計中除了實物沒有調(diào)試出來以外，尚有其她某些小局限性。日后我一定加強學習，不斷豐富自已知識，以期不再發(fā)生類似狀況。 附錄一程序清單#include<reg51.h>#include<stdio.h>#include<absacc.h>#defineucharunsignedchar #defineuintunsignedint#defineDataPort8155PAsbitBUZZER=P3^1;sbitLEVEL=P3^5;sbitLCM_RS=P2^2;sbitLCM_RW=P2^3;sbitLCM_EN=P2^4;intk;/********************************************************************ADC子程序********************************************************************/voidadc0809(){ucharxdata*ADC;uchari;ADC=3F00H;ADCdata=9F00H;i=1;//ADC需要1個模仿輸入通道*ADC=i;//啟動ADC}/********************************************************************鍵盤掃描子程序********************************************************************/intKeyScan(){inthang;intlie;intm；intnum[3][4]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,0,0};longi;P1=0xf0;//列輸出全0if((P1&0xf0)!=0xf0)//掃描行，如果不相等，則有鍵按下{switch(P1){case0xe0:hang=1;break;case0xd0:hang=2;break;case0xb0:hang=3;break;default:break；}}for(i=10000;i>0;i--);//延時去抖動P1=0x8f;//只令P16,P15,P14為0，P17不能為0,行輸出全0if((P1&0x8f)!=0x8f)//列掃描，如果不相等，則確認按鍵按下{switch(P1){case0x8e:lie=1;break;case0x8d:lie=2;break;case0x8b:lie=3;break;case0x87:lie=4;break;default:break；}m=num[hang][lie];k=1;}else{k=0;}}/********************************************************************LCD顯示子程序********************************************************************//*******************初始化子程序*******************/voidInitlcd(void){WriteCommandLcm(0x38,0);Delay5ms();WriteCommandLcm(0x38,0);Delya5ms();WriteCommandLcm(0x38,0);Delya5ms();WriteCommandLcm(0x38,1);WriteCommandLcm(0x08,1);WriteCommandLcm(0x01,1);WriteCommandLcm(0x06,1);WriteCommandLcm(0x0c,1);}/*******************5ms延時子程序*******************/voidDelay5ms(void){uinti=5552;while(i--);}/*******************忙檢測子程序*******************/voidWaitForEnable(void){DataPort=0xff;LCM_RS=0;LCM_RW=1;nop_();LCM_EN=1;_nop_();_nop_();while(DataPort&0x80);LCM_EN=0；}/********************寫數(shù)據(jù)子程序********************/voidWriteDataLcm(uchardataw){WaitForEnable();LCM_RS=1;LCM_RW=0;_nop_();DataPort=dataw;_nop_();LCM_EN=1;_nop_();_nop_();CM_EN=0;}/*****