【正文】 時間 流程時間修改 鍵 名 按 確定 2 秒 ∧ 確定 鍵的作用 進(jìn)入時間 修改狀態(tài) 移位 數(shù)值 遞增改變 進(jìn)入下一流程時間調(diào)整 數(shù)碼管 第一位 (左起 ) 第二位 (左起 ) 第三位 (左起 ) 第四位 (左起 ) 顯示 流程代碼 流程時間的 百位 流程時間的 十位 流程時間 的 個位 手動轉(zhuǎn)動電機(jī) 鍵 名 按 選位 2 秒 確定 鍵的作用 進(jìn)入 調(diào)整狀態(tài) 電機(jī)轉(zhuǎn)動遇霍爾信號自動停 返回 運 行狀態(tài) 手動工位選擇 鍵 名 按 選位 2 秒 ∧ 確定 鍵的作用 進(jìn)入 調(diào)整狀態(tài) 工位號增 1 本次工位 選擇有效 數(shù)碼管 第一位 (左起 ) 第三位 (左起 ) 顯示 E左交換柱 R右交換柱 當(dāng)前 工位代碼 （三） 工位 時間修改 流程時間修改時不用停止當(dāng)前循環(huán)，可在任何運行狀態(tài)或電機(jī)轉(zhuǎn)動狀態(tài)下進(jìn)行，修改完成后按下 確認(rèn) 鍵返回當(dāng)前狀態(tài)，在修改過程中，不會影響當(dāng)前的運行狀態(tài)。 圖 具有記憶、保護(hù)功能 1) 停電時可自動記憶當(dāng)前狀 態(tài)；來電時自動烣復(fù)停電前原狀態(tài)繼續(xù)運行； 2）無電情況下，芯片內(nèi)部數(shù)據(jù)可保存 10 年。原理圖如下： 大齒輪小齒輪電機(jī)帶動小齒輪轉(zhuǎn)。進(jìn)水閥開關(guān)由水位控制，低水位開，高水位關(guān)。在設(shè)計中用可讀性強的 C 語言在相應(yīng)環(huán)境下進(jìn)行程序設(shè)計，調(diào)試并進(jìn)行仿真測試以實現(xiàn)所需功能。 因此國家有規(guī)定鍋爐的用水必須經(jīng)過軟化處理后方可使用 。 隨之，對控制系統(tǒng)的要求也不斷提高，由以往的手動控制改為自動控制 。單片機(jī)在控制領(lǐng)域中， 具有如下特點： ? 單片機(jī)具有體積小、控制功能強、成本低等特點，因而可方便地組裝各種智能式控制設(shè)備和儀器，做到機(jī)、電、儀一體化。 系統(tǒng)軟件設(shè)計采用 面向過程的結(jié)構(gòu)化設(shè)計語言 C 語言 實現(xiàn) 硬件的工作。水處理控制器的設(shè)計 0669 1 摘要 由于單片機(jī)在工控領(lǐng)域的優(yōu)點，使 以單片機(jī)為內(nèi)核的控制器 在生產(chǎn)生活中得到了廣泛的應(yīng)用 。 本文撰寫的主導(dǎo)思想是軟、硬件相結(jié)合，以硬件為基礎(chǔ)，來進(jìn)行各功能模塊的編寫。 ? 易擴(kuò)展，很容易構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng)，為應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計和生產(chǎn)帶來極大的方便。 單片機(jī) 由于其自身的特點使其在水處理控制領(lǐng)域有了很大的發(fā)展。 所以， 本 次畢業(yè)設(shè)計的對象為鍋爐水處理控制系統(tǒng)的控制器。 水處理控制器的設(shè)計 0669 3 第二章 系統(tǒng)設(shè)計說明 一 . 水 處理控制器的介紹 1. 水處理的工藝流程 此控制器的控制對象為四工位平面閥為： 松床位，再生位，置換位和清洗位。換位時電機(jī)轉(zhuǎn)動，進(jìn)水閥關(guān)。小齒輪轉(zhuǎn)動一圈，平面閥轉(zhuǎn)換一個工位，即大齒輪與小齒輪的齒數(shù)比為平面閥上的工位數(shù)霍爾（磁鐵放在霍爾下面） 圖 12. 換位原理 為了便于生產(chǎn)過程中的操作設(shè)計出相應(yīng)的人機(jī)界面，使各過程可以在可視狀態(tài)下進(jìn)行。 具有水位自動檢測、控制和自動報警、保護(hù)、提示功能 1) 當(dāng)水位超高時， 6秒后水位高限紅燈亮，自動停運，水位恢復(fù)正常后紅燈滅、系統(tǒng)進(jìn)入保護(hù)、工位循環(huán)停止，直至水位降到設(shè)定低位，恢復(fù)工位循環(huán)，水位降至低于低位超過 30 秒，低限紅燈亮，水箱缺水，但工位循環(huán)繼續(xù)進(jìn)行，提醒運行人員前去檢查處理； 2) 自動電機(jī)定位，若電機(jī)轉(zhuǎn)動換位過程中，被卡大于 90 秒，無霍爾元件到位信號，則過載燈亮，蜂鳴器發(fā)出警報聲，工位循環(huán)停，提醒運行人員前去檢查處理 ； 3) 選位功能，可隨意的進(jìn)行人為工位選擇；復(fù)位功能，可立即清除當(dāng)前數(shù)據(jù)，返回初始狀態(tài)； 4) 鍵盤防誤功能； （一）開、關(guān)機(jī)及復(fù)位 按 電源 開關(guān) 鍵 ，控制器自動按前次停機(jī)時記憶工位及剩余時間開始工作。如果在修改狀態(tài)下， 15 秒不觸動任何鍵即返回當(dāng)前狀態(tài)。按 “∧” 鍵，代碼變到下一個，按下 確定鍵，退出選位狀態(tài)，就進(jìn)入選定工 位； 3 、 電機(jī)轉(zhuǎn)位 操作 按 選位 鍵 2秒不放， 右邊三個數(shù)碼管中中間一個顯 示當(dāng)前工位代碼 ，按 “ ”鍵，電機(jī)開始轉(zhuǎn)動，直到霍爾發(fā)出到位信號， 電機(jī)自動停止， 按 “∧” 鍵代碼變到下一個工位，按 確定 鍵 ，退出 轉(zhuǎn)位 操作，返回 運行狀態(tài)； 電機(jī)卡住故障處理 電機(jī) 卡住時，應(yīng)先排除故障，再進(jìn)行 電機(jī)轉(zhuǎn)位 操作 ； 同時進(jìn)行 選位 和 電機(jī)轉(zhuǎn)位 操作 在 選位 狀態(tài)時， 可 同時進(jìn)行 選位和 電機(jī)轉(zhuǎn)位 操作。 (1).選擇符合要求的器件 (2).充分了解 個器件的功能和原理并掌握其實現(xiàn)電路 （ 3） .設(shè)計電路 （ 4） .程序設(shè)計 第二部分 工程 模塊 的建立 一 .選擇 CPU 根據(jù)設(shè)計要求選擇 C8051F2XX系列器件型號為 F221 的單片機(jī)用 CIP51TM 微控制器內(nèi)核。 ? 片內(nèi)有 21 個特殊功能寄存器 SFR。 為尋址功能，適用于布爾處理的位處理機(jī)。當(dāng)使用芯片內(nèi)部時鐘是，此引腳段用于外接石英晶體和微調(diào)電容；當(dāng)使用外部時鐘時，用于接外部時鐘脈沖信號。 ○ 4 程序設(shè)計中的定義 在程序設(shè)計中要對應(yīng)用的 I/O 口引腳進(jìn)行定義，本設(shè)計應(yīng)用到的輸入輸出端口有 P0， P 1,P2,P3 的部分口，原程序代碼下： , //CPU與 7289通訊用端口定義 sbit key=P2^2。 // 輸出部分定義 sbit Mt=P0^0。 //1進(jìn)水閥，底電平繼電器吸合 //顯示燈的定義 sbit CDXD=P2^5。 sbit WaterHS=P0^4。 圖 表 引腳序號 引腳名稱 引腳功能描述 1 RTCC 接電源 2 VCC 電源： +~6V 3 NC 懸空 4 GND 接地 5 NC 懸空 6 CS SPI 總線片選信號，低電平有效 7 CLK SPI 總線時鐘輸入信號，上升沿有效 8 DIO SPI 總線時數(shù)據(jù)信號，雙向 9 INT 鍵盤中斷請求信號，低電平有效 10 SG/KR0 數(shù)碼管 g 段 /鍵盤行信號 0 11 SF/KR1 數(shù)碼管 f 段 /鍵盤行信號 1 12 SE/KR2 數(shù)碼管 e 段 /鍵盤行信號 2 13 SD/KR3 數(shù)碼管 d 段 /鍵盤行信號 3 14 SC/KR4 數(shù)碼管 c 段 /鍵盤行信號 4 15 SB/KR5 數(shù)碼管 b 段 /鍵盤行信號 5 16 SA/KR6 數(shù)碼管 a 段 /鍵盤行信號 6 17 DP/KR7 數(shù)碼管 dp 段 /鍵盤行信號 7 18 KC0/DIG0 數(shù)碼管字選信號 0/鍵盤列信號 0 水處理控制器的設(shè)計 0669 12 19 KC1/DIG1 數(shù)碼管字選信號 1/鍵盤列信號 1 20 KC2/DIG2 數(shù)碼管字選信號 2/鍵盤列信號 2 21 KC3/DIG3 數(shù)碼管字選信號 3/鍵盤列信號 3 22 KC4/DIG4 數(shù)碼管字選信號 4/鍵盤列信號 4 23 KC5/DIG5 數(shù)碼管字選信號 5/鍵盤列信號 5 24 KC6/DIG6 數(shù)碼管字選信號 6/鍵盤列信號 6 25 KC7/DIG7 數(shù)碼管字選信號 7/鍵盤列信號 7 26 OSC1 晶振輸出信號 27 OSC2 晶振輸入信號 28 RST 復(fù)位信號，低電平有效 電路及簡析 硬件 設(shè)計中的電路設(shè)計如下： 圖 水處理控制器的設(shè)計 0669 13 為了使電源更加穩(wěn)定，一般要在 Vcc 到 GND 之間接入 47～ 470uF的電解電容。數(shù)碼管必須是共陰式的，不能直接使用共陽式的。為了使鍵盤掃描得以正常進(jìn)行，下拉電阻 R1～ R8 和位選電阻 R17～ R24 是必須的。但是下拉電阻一個都不能省去，除非完全 不使用鍵盤。 SPI 信號線的具體意義請參見下表： 信號名稱 引腳序號 描述 CS 6 SPI 總線片選輸入信號， 低電平有效 CLK 7 SPI 總線時鐘輸入信號， 上升沿有效 DIO 8 SPI 總線數(shù)據(jù)信號， 雙向 （ 1） SPI 總線時序圖 操作 SPI 總線的時序圖請參見圖 圖 .2 和圖 3。執(zhí)行這一類指令時，不需要附帶任何其它數(shù)據(jù)。 (3) 左移指令 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 水處理控制器的設(shè)計 0669 15 1 0 1 0 0 0 0 0 該指令使數(shù)碼管所有的顯示自右向左移動一位（以第 3 章中圖 的接法為準(zhǔn)），處于閃爍和消隱狀態(tài)的顯示位也一起被移動。 (5) 循環(huán)左移指令 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 0 1 0 0 0 1 0 與左移指令類似，但原來最左邊被移出的顯示數(shù)據(jù)不是被丟棄，而是補在最右邊。 (1) 下載數(shù)據(jù)并且按方式 0 進(jìn)行譯碼 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 0 0 0 0 a2 a1 a0 dp x x x d3 d2 d1 d0 在指令格式中，高 5 位的 10000 是命令字段； a2a1a0 是數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)的位地址，位地址編號按從左到右的順序依次為 0、 7； dp控制小數(shù)點是否顯示， dp＝ 0 時該位的小數(shù)點被點亮， dp＝ 1 時該位的小數(shù)點被熄滅； xxx是無關(guān)位； d3d2d1d0 是要顯示的數(shù)據(jù)。 (4) 閃爍控制 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 0 0 0 1 0 0 0 d7 d6 d5 d4 d3 d2 d1 d0 該指令控制數(shù)碼管各位的閃爍屬性。在指令格式中，第 1 字節(jié)是命令字段；第 2 字節(jié)的 d7d6d5d4d3d2d1d0 分別對應(yīng)數(shù)碼管的第 0 至第 7 位， 0－消隱， 1－顯示。在某位數(shù)碼管里，各段的點亮順序按照“ g,f,e,d,c,b,a,dp”進(jìn)行。 (8) 讀鍵盤數(shù)據(jù)指令 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 0 0 0 1 0 1 0 1 d7 d6 d5 d4 d3 d2 d1 d0 當(dāng)有鍵按下時， ZLG7289B 的 INT 引腳會變成低電平。 void send(char sebuf) { char i。 clk=0。i8。 delay_8us()。 TR2=1。 cs=0。 delay_50us()。 delay_8us()。 dio=1。 cs=1。 dio=1。 水處理控制器的設(shè)計 0669 18 cs=1。在進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)時， CIP51 程序停止執(zhí)行，將外部端口引腳置于一個已知狀態(tài)，將SFR 初始化為缺省狀態(tài)，禁止中斷和定時器。當(dāng)看門狗定時器溢出時， WDT 將強制 CPU 進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。該定時器檢測對其控制器寫操作的時間間隔，如果這個時間間隔超過了編程的極限值，將產(chǎn)生一個 WDT復(fù)位。 ? 禁止 WDT 向 WDTCN 寄存器寫入 0xDE 后再寫入 0xAD 將禁止 WDT。 WDTCN = 0xad。它有以下優(yōu)點： ○ 1 同步工作 ○ 2 實時處理 ○ 3 故障處理 C8051F200提供了 5個中斷請求源，其中兩個為外部中斷請求 0INT 和 1INT ，2 個為片內(nèi)定時器 /計數(shù)器 T0 和 T1 的溢出中斷請求 TF0 和 TF1，一個為片內(nèi)串行口發(fā)送或接收中斷請求 TI或 TCON和 SCON 的相應(yīng)位鎖存。 (2) —— ()保留位。 ES=0，禁止串行口中斷。 EX1=0，禁止外部中斷 1。 EX0=0,禁止外部中斷 0。 (2) —— () 保留位。 (5) PT1()定時器 1 中斷優(yōu)先級設(shè)定位。 (7) PT0() 定時器 0 中斷優(yōu)先級