【正文】 Atmel公司生產(chǎn)的雙列40腳AT89C51芯片,如圖2—2所示。12) 單片機(jī)匯編語言支持。8) 供貨渠道暢通。5) 工作溫度范圍，工業(yè)級(jí)還是商業(yè)機(jī)。2) 單片機(jī)的增強(qiáng)功能。單片機(jī)在30多年的發(fā)展歷程中，形成了多公司、多系列、多型號(hào)“百家爭(zhēng)鳴”的局面。該信號(hào)經(jīng)過運(yùn)算放大電路放大后變成幅度為0～5 V標(biāo)準(zhǔn)信號(hào),送入A／D轉(zhuǎn)換器,A／D轉(zhuǎn)換器把模擬信號(hào)變成數(shù)字信號(hào)量,由單片機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集,并進(jìn)行處理,根據(jù)設(shè)定要求控制輸出,同時(shí)數(shù)碼管顯示液位高度。經(jīng)由D／A變換給調(diào)壓／變頻調(diào)速裝置輸入給定端,控制其輸出電壓變化,來調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速,以達(dá)到控制水位的目的。其常用形式有浮標(biāo)式、電極式等,這種控制形式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低廉。具體要求如下：設(shè)計(jì)單片機(jī)工作電源模塊及其復(fù)位電路選擇合適的水位傳感器，單片機(jī)通過相應(yīng)的調(diào)理電路采集當(dāng)前水位值，設(shè)計(jì)相應(yīng)的電磁閥控制電路，根據(jù)水位情況控制器開啟和關(guān)斷通過鍵盤設(shè)置其預(yù)定水位畫出電路方框圖，敘述主要模塊的功能及他們之間的控制關(guān)系和數(shù)據(jù)傳輸，利用Visio軟件繪制軟件流程圖編制相應(yīng)的控制程序，并用C語言或匯編語言對(duì)軟件進(jìn)行編譯。為了獲得大批量的數(shù)據(jù)，得到可靠的分析資料，往往需要長(zhǎng)期、多網(wǎng)點(diǎn)的監(jiān)控記錄。根據(jù)光導(dǎo)纖維中光在不同介質(zhì)中傳輸特性的改變對(duì)液位進(jìn)行測(cè)量。其特點(diǎn)是測(cè)量手段并不采用浮子之類的固態(tài)物，而是利用聲、光、射線、磁場(chǎng)等的能量。當(dāng)液位不同時(shí)，電容器的介電常數(shù)就不同，故電容量也不同。低溫液體（液氧、液氮、液氬、液化天然氣及液體二氧化碳等）得到廣泛的應(yīng)用，作為貯存低溫液體的容器要保證能承受其載荷；在發(fā)電廠、煉鋼廠中，保持正常的鍋爐汽包水位、除氧器水位、汽輪機(jī)凝氣器水位、高、低壓加熱器水位等，是設(shè)備安全運(yùn)行的保證；在教學(xué)與科學(xué)研究中，也經(jīng)常碰到需要進(jìn)行液位控制的實(shí)驗(yàn)裝置。本設(shè)計(jì)思想是用單片機(jī)做下位機(jī)，PC機(jī)做上位機(jī)，單片機(jī)和PC機(jī)相結(jié)合對(duì)水箱液位進(jìn)行測(cè)量和監(jiān)控。在過程控制中，單片機(jī)既可作為主計(jì)算機(jī)，又可作為分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中的前端機(jī)，完成模擬量的采集和開關(guān)量的輸入、處理和控制計(jì)算，然后輸出控制信號(hào)。單片機(jī)廣泛用于儀器儀表中，與不同類型的傳感器相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、流量、速度、厚度、壓力、溫度等物理量的測(cè)量；在家用電器設(shè)備中，單片機(jī)已廣泛用于電視機(jī)、錄音機(jī)、電冰箱、電飯鍋、微波爐、洗衣、高級(jí)電子玩具、家用防盜報(bào)警等各種家電設(shè)備中。該設(shè)計(jì)要求具有一定的智能化，可操作性和穩(wěn)定性好。1．2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展液位測(cè)量的方法比較多，依據(jù)測(cè)量方式的不同可分為接觸式與非接觸式兩種類型。在此基礎(chǔ)上可以把電容量轉(zhuǎn)化為電壓、相移、頻率、脈寬等物理量，再進(jìn)行測(cè)量。液位傳感器不和被測(cè)介質(zhì)接觸，不受被測(cè)介質(zhì)影響，也不影響被測(cè)介質(zhì)，故適用范圍廣泛。光纖液位測(cè)量有以下優(yōu)點(diǎn)：精度高、靈敏度好、抗電磁干擾、耐腐蝕、電絕緣性好、檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)無電、光路有抗擾性以及便于與計(jì)算機(jī)連接，便于與光纖傳輸系統(tǒng)組成網(wǎng)絡(luò)等。在液位測(cè)量這一領(lǐng)域中，如江河湖海、城市用水等方面，大量數(shù)據(jù)長(zhǎng)時(shí)間，多網(wǎng)點(diǎn)的采集記錄分析具有普遍的意義。并能通過調(diào)試。存在問題是精度不高,不能進(jìn)行數(shù)值顯示,另外很容易引起誤動(dòng)作,且只能單獨(dú)控制,與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信較難實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)利用單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)水位控制系統(tǒng)，要求選擇合適的水位傳感器及電磁閥，當(dāng)設(shè)定完水位后，系統(tǒng)根據(jù)水位情況控制電磁閥的開啟和關(guān)斷。通過鍵盤設(shè)置液位高、低和限定值以及強(qiáng)制報(bào)警值。因而，選擇一個(gè)合適的單片機(jī)有時(shí)真的不太容易，要考慮的方面太多。例如看門狗、雙指針、雙串口、RTC（實(shí)時(shí)時(shí)鐘）、EEPROM、擴(kuò)展RAM、CAN接口、I2C接口、SPI接口、USB接口。6) 功耗。9) 價(jià)格。13) 資料盡量豐富。其中,P0口用于A／D轉(zhuǎn)換和顯示。 圖22 AT89C51的管腳圖 鍵盤顯示模塊設(shè)計(jì)方案鍵盤顯示電路主要是實(shí)現(xiàn)水位設(shè)定值的輸入和顯示實(shí)時(shí)水位的功能。 A/D轉(zhuǎn)換模塊設(shè)計(jì)方案ADC0809是M美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的CMOS工藝8通道，8位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器。 （2）具有轉(zhuǎn)換起?？刂贫?。內(nèi)部各部分的作用和工作原理在內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖中已一目了然，在此就不再贅述，下面僅對(duì)各引腳定義分述如下： （1）IN0～I(xiàn)N7——8路模擬輸入，通過3根地址譯碼線ADDA、ADDB、ADDC來選通一路。（4）VR(+)、VR()——正、負(fù)參考電壓輸入端，用于提供片內(nèi)DAC電阻網(wǎng)絡(luò)的基準(zhǔn)電壓。在使用時(shí)，該信號(hào)常和START信號(hào)連在一起，以便同時(shí)鎖存通道地址和啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換。地 址選中通道ADDCADDBADDA000011110011001101010101IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7 圖2—3 ADC0809外部引腳圖7）EOC——轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，高電平有效。（8）OE——輸出允許信號(hào)，高電平有效。繼電器是一種電子控制器件，它具有控制系統(tǒng)（又稱輸入回路）和被控制系統(tǒng)（又稱輸出回路），通常應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中，它實(shí)際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動(dòng)開關(guān)”。根據(jù)繼電器的型號(hào)不同，可以是交流電壓，也可以是直流電壓。是指繼電器能夠產(chǎn)生吸合動(dòng)作的最小電流。是指繼電器產(chǎn)生釋放動(dòng)作的最大電流。是指繼電器允許加載的電壓和電流。圖31 AT89S52引腳及網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)P0口：P0口是一個(gè)8位漏極開路的雙向I/O口。在這種模式下，P0具有內(nèi)部上拉電阻。對(duì)P1端口寫“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。對(duì)P2端口寫“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。在使用8位地址（如MOVX RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。對(duì)FLASH存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG）。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的指令。為了便于接下來的說明，單片機(jī)各管腳網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)定義如圖31?？紤]到本設(shè)計(jì)實(shí)際需要的按鍵較少，故采用獨(dú)立式鍵盤接口電路。下圖中，S2~S5便是控制顯示用的按鍵。兩個(gè)芯片的管腳圖如圖34：圖34 74LS273及74LS47引腳圖3. 4 存儲(chǔ)單元硬件設(shè)計(jì)存儲(chǔ)模塊的硬件設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，由于AT89S52單片機(jī)為數(shù)據(jù)線與低8位地址線復(fù)用，需要使用地址鎖存芯片74LS373。此次設(shè)計(jì)采用DIP8封裝，管腳功能如圖38：圖37 DS1302引腳圖其中Vcc1為后備電源，Vcc2為主電源。X1和X2是振蕩源接口。如果傳送過程中RST置為低電平，則會(huì)終止此次傳輸，I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。SCLK始終是輸入端，用來輸入串行時(shí)鐘信號(hào)。圖311 MAX485引腳圖RO引腳接到單片機(jī)串口接收引腳RXD（），DI引腳接到單片機(jī)串口發(fā)送引腳TXD（）。A，B端為發(fā)送接收差分信號(hào)端，一般需在A,B端之間加匹配電阻，匹配電阻為120Ω。為了防止電源尖峰脈沖引發(fā)的噪聲干擾以及高頻信號(hào)線間的耦合干擾，在電源入口處及芯片頂端或底端，接入去耦電容，以增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。開始CPU初始化參數(shù)設(shè)定是否有按鍵采樣子程序顯示實(shí)時(shí)液位數(shù)據(jù)處理子程序控制電機(jī)啟停按鍵處理是否 圖4—1 主程序流程圖 顯示與A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，顯示輸出的要求為壓縮BCD碼，而A/D轉(zhuǎn)換輸入的數(shù)據(jù)是8位16進(jìn)制碼，因此在實(shí)現(xiàn)顯示之前需要編碼的轉(zhuǎn)換。if(ac2)quotient++。return play。 水位高報(bào)警 LD: AJMP MAIN 。其次，在這次課程設(shè)計(jì)中，我們運(yùn)用了以前學(xué)過的專業(yè)課知識(shí)，如：proteus仿真、匯編語言、模擬和數(shù)字電路知識(shí)等。附 錄 系統(tǒng)軟件源代碼include include define uchar unsigned charuchar hostmark。uchar xdata * idata xmark。uchar bdata ddat。sbit IO_DATA=P1^1。sbit E=P1^5。for(i=0。j++) { 。 if(ac2) quotient++。 return play。 _nop_()。 _nop_()。 _nop_()。 iodat=0x00。 io