【正文】 們實用單片機學習創(chuàng)造了良好的條件，它使我們學習計算機原理以及結構的最理想的選擇。有一種電腦 ,大多數(shù)人都不是很熟悉，這臺智能電腦就是單片機 (也稱為微控制器 )。各種各樣的產品 一南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 6 旦使用了單片機 ,它能起到產品升級的效果 ,因此往往能在產品名稱前加上形容詞 —— “ 智能 ” ,如智能小車等等。但是單片機也有其優(yōu)點，一般的電腦體積很大價格又高，而單片機小巧而且不超過10 塊，因此也得到廣泛使用。通過下載不同的程序可以實現(xiàn)不同的功能，通過有些程序完成的功能，可能是其它器件不能完成的或者很難完成的。一樣的道理，如果把巨型計算機上的操作系統(tǒng)和應用軟件拿到家用 PC 上來運行，家用 PC 的也是承受不了的。 Stc89c52 的實物圖如圖 11 所示： 南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 7 圖 11 單片機芯片 自從 20 世紀 70 年代推 出單片機以來，隨著計算機技術的發(fā)展和在控制系統(tǒng)中的應用，單片機在家用以及實時監(jiān)監(jiān)控和智能儀表等領域得到了廣泛應用。所有Protel99 設計文件都被存儲在唯一的綜合設計數(shù)據(jù)庫中，并顯示在唯一的綜合設計編輯窗口 [2] 。同時 protel99 的友好界面使得用戶很快就學會如何操作，方便用戶查找到 各種所需的工具。 Keil 介紹 Keil C51 一款基于 C 語言開發(fā)的軟件，在很多功能上 C 語言有明顯的優(yōu)勢，容易被用戶看懂，不像匯編那樣那樣不易一下子看懂，通 過 C 語言用戶的學習更加容易了， C 語言在可讀性等方面具有很高的優(yōu)勢，所以 C 語言被廣泛使用，這樣 keil 也就被廣泛使用。 Protues 介紹 Protues 軟件是一款 EDA工具軟件。在編譯方面，它也支持 IAR、 Keil 和 MATLAB 等多種編譯，由于支持的處理器比較多，加上支持的編譯種類豐富，他也得到了世界上的廣泛應用。 南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 10 第二章 方案比較與論證 本次設計開始的時候想到兩種設計方案，方案一是 把 光電傳感器裝在滴瓶的瓶口，通過監(jiān)測瓶口液體沒有了便進行報警。 (可以把光電傳感器裝在瓶口處） 圖 22 滴瓶 方案二 方案二：對滴管中的液滴進行監(jiān)控，當?shù)喂苤虚L時間沒有液體滴過，就認為是液體點完，從而報警。因此方案二更好，貼近實際而且精度 也高。 檢測原理 光電液體檢測其主要利用光在通過介質時產生的反射和折射現(xiàn)象來改變光的方向和光量的大小來實現(xiàn)的。 31 液位監(jiān)測原理 擴散反射型光電傳感器的投光器與受光器同樣封裝在一起，只是沒有反射板配合其工作。 圖 32 滴速檢測原理圖 液滴速度的檢測 液滴速度的檢測原理主要是檢測一滴液體的經過了幾個定時時間，因此只要把一滴除以一滴液體經過的定時次數(shù)而計算出的定時的時間（定時時間可以由定時的次數(shù)計算出來，該設計中定時一次時間為 10ms） 圖 33 液滴檢測示意圖 液滴累計 液滴的累計主要是通過單片機的中斷口來產生的，每一次滴液便產生一次中斷，然后計數(shù)，如此累加上去。然后把檢測結果送入單片機的中斷口，單片機則是充當了中樞環(huán)節(jié)，報警電路則使用蜂鳴器來實現(xiàn)，通過液體監(jiān)測的結果來判斷是否報警。通過該五部分的結合組成了液體點滴速度監(jiān)控裝置。 南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 16 單片機主機系統(tǒng)電路 STC89C52 單片機介紹 本次畢業(yè)設計采用 STC89C52 單片機，是 一種低功耗、高性能 單片機，由于做了很多的改進，因此它的性能比 51單片機更加強力。 AT89C52片內程序存儲器 8K 字節(jié)，數(shù)據(jù)存儲器 256 字節(jié)， AT89C52 可存儲更多程序。同時南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 17 STC89C52 單片機具有 8K字節(jié)的程序存儲空間以及 512字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲空間以及期內帶的 2K字節(jié)的 EEPROM 存儲空間，它的工作電議一般為 到 ，工作頻率一般為 0 到 40MHz，綜上所述，它是 51 型單片機的改進加強型。 P0 口 可以 作為單片機的輸出端口，每個引腳能驅動 8 個 TTL 負載，當 P0 為 1 時，可以看作是高阻抗輸入。 P1 口可以作為 I/O口，而且它內帶上拉電阻。 此外， 和 還可以作為定時器 /計數(shù)器 2 的外部技術輸入（ ）和定時器 /計數(shù)器 2 的觸發(fā)輸入（ ），具體參見下表 41： 在對 Flash ROM 編程和程序校驗時， P1 接收低 8 位地址。對端口寫入 1 時， 通過其內部的上拉電阻把端口變?yōu)楦唠娖?， P2 口在這時候可以用作 輸入口。起到復位輸入的作用。 ALE 表示地址鎖存控制信號，它是訪問外部程序存儲器時，鎖存低 8 位地址的輸出脈沖。訪問外部程序存儲器控制信號。在 Flash 編程期間，也接收 12 伏 VPP 電壓。 （ 10） XTAL1 即 19 引腳。 單片機主機系統(tǒng)設計 單片機主機系統(tǒng)電路主要由時鐘電路和復位電路構成。復位后系統(tǒng)將 I/O 口寄存器置為 0FFH，堆棧指針 SP 置為 07H， SBUF 內置為不定值，其余的寄存器全部清 0。 第 5 腳： RW 為讀寫信號線，分為高電平和低電平，高電平和低電平分別表示讀和寫操作。 南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 22 LCD1602 顯示屏的內部指令有 11 條， 11 條指令代表不同的功能，它的指令表如圖 49 所示： 圖 49 LCD1602內部指令表 指令 1：清除顯示指令，返回 00H 指令 2：復位光標的指令，光標返回到 00H 指令 3：光標以及顯示模式的設置（主要控制光標以及顯示文字的移動方向） 指令 4：表示顯示開關控制。 指令 5：光標以及顯示的移位（高低電平分別移動文字及光標） 指令 6：設置功能的命令（也有高低電平之分） 指令 7：字符發(fā)生器隨機存儲器的地址設置 指令 8： 雙倍數(shù)據(jù)速率 的 動態(tài)隨機存取存儲器 地址的設置 南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 23 指令 9：顯示是否忙碌，高低平表示忙碌，低電平表示空閑，而且高電平時雙行顯示 N，低電平時單行顯示 F 指令 10：寫入數(shù)據(jù)指令 指令 11：讀出數(shù)據(jù)指令 LCD1602 與 52單片機相連接 LCD模塊以及單片機模塊，分別如圖 410,411 所示： 圖 410 LCD模塊 圖 411 單片機與 LCD相連部分 LCD1602 顯示設計 LCD 內部地址如表 43 所示： 南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 24 表 43 LCD1602內部地址 滴速系統(tǒng)顯示電路（如圖 412所示）： LCD1602 主要顯示液體滴速，累計滴數(shù)，以及報警是否打開。 光電傳感器電路 本次設計主要采用的是型號為 CX24 的光電傳感器，該光電傳感器性能良好 ,因此適合用于 該畢業(yè)設計 ,CX24 光電傳感器的特點是： (1)小型體積 (2)2 個傳感器可貼近安裝 (3)防水效果好 (4)超群的穿透力 ,可不受灰塵和污垢的影響 (5)受外部光線的影響比較小 CX24 光電傳感器實物圖如圖 415 所示： 南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 26 圖 415 CX24光電傳感器實物圖 光電傳感器與單片機相連原理圖如圖 416 所示： 圖 416 光電傳感器與單片機相連原理圖 光電傳 感器主要與單片機的中斷口相連，當一滴液體進過光電傳感器便產生一次中斷，并送入到單片機的 INT0 口，便產生一次中斷然后開始計算液體點滴的速度，每一次中斷就計算一次，如此循環(huán)下去。 // 滴 /min uint8 ucBuzzerOn = 1。 EX0 = 1。 } ② 關閉中斷程序代碼如下： void CloseInterrupt(uint8 ucInterrupt) { if (ucInterrupt == 0) { EX0 = 0。 SetTimerTick(0, 0)。 } else { return 0。 南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 31 uint8 GetKey(uint8 type) { uint8 ucKeyValue = 0。 return 0。 return 0。 endif if (type == 0) { s_ucFastKey = ucKeyValue。 return ucKeyValue。 while (ScanKey() != 0) { ucKeyValue |= ScanKey()。 return ucKeyValue。 if (uiDelay FAST_KEY_RATE){return ucKeyValue。} if (x 15){return 0。 WriteComPort(LCD_SET_DDRAM_ADDR | 0x40+x)。} if (x 15){return。 WriteComPort(LCD_SET_DDRAM_ADDR | 0x40+x)。 uiLcd_y = y。 pucStr++。 uiLcd_x = 0。在按鍵部分也能起到去抖動的作用，如果按鍵部分不去抖動，會導致連續(xù)按下好幾次的負面效果，因此按鍵部分必須采用延時去抖動。 for (i=110。本設計可以實現(xiàn)的軟件仿真是 keil 軟件仿真調試， protus 軟件調試，而 protel 只能當做原理圖來進行配合理解。 南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 38 圖 65 焊接完成后的實物圖 軟件燒錄 程序運行運行成功以及仿真成功后把在 keil中編譯生成的 .hex 文件通過專用的燒錄軟件經過串口轉 USB 接口送入單片機，然后進行下載，圖 65 為軟件燒錄過程。 （ 2）可能由于檢測的時候抖動人為原因不能完全接近理想狀態(tài)。 問題二：本次設計主要存在的問題是不知道到底把光電傳感器裝在滴管還是滴瓶面，后來經過仔細，如果裝在滴瓶上面，滴瓶的弧形口不適合裝光電傳感器，即使裝上也不精確，但如果不裝在弧形口，裝在滴瓶中間或者中間一下部分，那么雖然試驗時是可以的，但是在實際中這樣就會浪費光電傳感器安置部分以下的液體，因此部分和實際需求，這次畢業(yè)設計就是要體現(xiàn)實際，接近現(xiàn)實，因此這點不符合。 無速度控制裝置 該系統(tǒng)缺少一個速度控制裝置 ，無法自動改變其速度，因此智能化水平還不夠高。其次對于沒有速度控制裝置，可以使用一個步進電機對滴管速度進行控制，使用步進電機的轉動擠壓管子從而改變液體的流動速度。 2021 [11]陳玨曉，程顯佳，楊雪蓮，薛建飛，董鑫 .基于單片機的液體點滴速度監(jiān)控裝置設計 .長沙通信 職業(yè)技術學院學報 .2021 [12]楊曉 .用單片機實現(xiàn)的液體點滴速度監(jiān)控裝置 [J]. 電子世界 .2021 [13]朱春萍 .《數(shù)字電路基礎》教學中 protus 仿真軟件的應用 .中國科教創(chuàng)新導刊 .2021 [14]顏曉河 ,董玲嬌 ,蘇紹興 .光 電傳感器的發(fā)展及其應用 .電子工業(yè)專用設備 .2021 [15]A. S. of interactions of electrons and positrons with matter in MCUPD of Atomic 。通過改進便可以使系統(tǒng)對速度過快 進行報警，也可以對速度過慢進行報警，而且能夠自動調節(jié)速度到預定的值，因此智能化水平大大提高。實際應用的時候還要根據(jù)液晶屏 顯示的當前速度來 手動調節(jié)液體 點滴 的速度。 南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 41 解決方法：主要是 把 光電傳感器安置在滴管的聚液 處 ，在那里可以檢測一滴滴的液體流過，因此適合計算速度值，也方便累計液體滴數(shù) ，而且實際應用中也可以節(jié)省藥液。