【正文】 數(shù)據(jù)以一個字節(jié)或多達31個字節(jié)的字符組方式通信。下面將主要的性能指標作一綜合：l 實時時鐘具有能計算2100年之前的秒、分、時、日期、星期、月、年的能力，還有閏年調(diào)整的能力。l ，小于300nA。l 與TTL兼容Vcc=5V。 綜上所述，選用DS1302時間芯片完全滿足設(shè)計的需求?；旧希梢愿鶕?jù)以下幾個方面的指標選擇一個A/D器件。一般把8位以下的A/D轉(zhuǎn)換器歸為低分辨率A/D轉(zhuǎn)換器，9~12位的稱為中分辨率轉(zhuǎn)換器，13位以上的稱為高分辨率轉(zhuǎn)換器。A/D轉(zhuǎn)換器的精度應(yīng)與測量裝置的精度相匹配。2) A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率A/D轉(zhuǎn)換器從啟動轉(zhuǎn)換到轉(zhuǎn)換結(jié)束，輸出穩(wěn)定的數(shù)字量，需要一定的轉(zhuǎn)換時間。根據(jù)采樣定理和實際需要，一個周期的波形需采10個樣點，那么這樣的A/D轉(zhuǎn)換器最高也只有處理頻率為1KHz的模擬信號。對于其他模擬信號一般都要加采樣保持器。有的轉(zhuǎn)換器提供了不同量程的引腳，只有正確使用，才能保證轉(zhuǎn)換精度。ADC0804是單路8位逐次比較型雙極性輸入A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換時間小于。不同設(shè)備間串口通信的過程中，需要采用相同的的接口標準才能通信。區(qū)別于RS232，RS485的特性包括：1) RS485的電氣特性：邏輯“1”以兩線間的電壓差為＋（2~6）V表示；邏輯“0”以兩線間的電壓差為－（2~6）V表示。4) RS485接口的最大傳輸距離標準值為4000英尺，實際上可達3000米，另外RS232C接口在總線上只允許連接1個收發(fā)器，即單站能力。PC機作為上位機，一般情況下帶有RS232C通信接口，鑒于RS485接口的優(yōu)點與系統(tǒng)實際工作環(huán)境的需要，系統(tǒng)采用RS485接口標準，使用RS232/RS485轉(zhuǎn)換器與PC機連接進行通信。 電機控制模塊設(shè)計方案由于設(shè)計中沒有規(guī)定水泵電機的參數(shù)規(guī)格，而且不同型號的水泵參數(shù)不盡相同，電氣參數(shù)的不同使得在電路上的設(shè)計差異較大，因此在此僅作理論演示。繼電器主要產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)：1) 額定工作電壓。是指繼電器中線圈的直流電阻，可以通過萬能表測量。而對于線圈所加的工作電壓，否則會產(chǎn)生較大的電流而把線圈燒毀。這時的電流遠遠小于吸合電流。根據(jù)以上的參數(shù)，結(jié)合設(shè)計的演示性，選用額定工作電壓120VAC/24VDC，工作電流3A，控制電壓5VDC的小型繼電器。對P0端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。程序校驗時，需要外部上拉電阻。此外，（）和定時器/計數(shù)器2的觸發(fā)輸入（），具體如下所示：l 在FLASH編程和校驗時，P1口接收低8位地址字節(jié)。在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVX DPTR）時，P2口送出高八位地址。P3口：P3口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P3輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。表31 端口引腳第二功能端口號第二功能RXD（串行輸入口)TXD(串行輸出口)INTO(外中斷0)INT1(外中斷1)TO(定時/計數(shù)器0)T1(定時/計數(shù)器1)WR(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通)RD(外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通)此外，P3口還接收一些用于FLASH閃存編程和程序校驗的控制信號。一般情況下，ALE仍以時鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。該位置位后，只有一條MOVX和MOVC指令才能將ALE激活。需注意的是：如果加密位LB1被編程，復(fù)位時內(nèi)部會鎖存EA端狀態(tài)。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。根據(jù)電路設(shè)計規(guī)范和AT89S52芯片手冊，設(shè)計時鐘電路與復(fù)位電路如圖32：圖32 復(fù)位電路及時鐘電路圖中網(wǎng)絡(luò)標號RST連接單片機RST引腳，具有上電復(fù)位與手動復(fù)位的功能；XTAL1與XTAL2連接單片機XTAL1和XTAL2引腳，且并聯(lián)兩個30pF匹配電容使晶振起振。它是將每個獨立按鍵按一對一的方式直接接到單片機的I/O口上，通過程序掃描查詢方式實現(xiàn)與單片機系統(tǒng)交互的。其作用就是通過按動它們實現(xiàn)對高低警戒液位的設(shè)置。74LS47上BI/ROB，LI，RBI引腳為控制引腳，主要用于測試和脈沖控制，均為低電平有效，設(shè)計上不適用此項功能，因此均接高電平。根據(jù)以上的設(shè)計思路，設(shè)計電路圖如圖35：圖35 顯示部分電路圖 存儲單元硬件設(shè)計存儲模塊的硬件設(shè)計比較簡單，由于AT89S52單片機為數(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。74LS273也可以作為地址鎖存器來用，作鎖存器時，對273來說，1（CLR）腳必須接高電平，ALE信號經(jīng)過反相后接11腳（因為單片機的ALE信號是以下降沿方式出現(xiàn)）對373來說，1腳接低電平，保證使能，11腳直接接單片機的ALE信號。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時鐘的連續(xù)運行。RST是復(fù)位/片選線，通過把RST輸入驅(qū)動置高電平來啟動所有的數(shù)據(jù)傳輸。上電運行時，在Vcc≥，RST必須保持低電平。根據(jù)DS1302的特點，設(shè)計電路如圖39：圖39 時間單元電路在實際應(yīng)用中，起控制、輸入輸出的三個端口上拉較弱，容因產(chǎn)生信號串擾，因此加上了上拉電阻與單片機P1口相連，加強信號的穩(wěn)定性；為了保證時鐘的可靠性，在Vcc1上使用了CR2032紐扣電池作為備用電源，輸出電壓為3V，從而保證了系統(tǒng)掉電狀態(tài)下，時鐘能夠繼續(xù)保持運行。/RD為高電平時，DB0~DB7處于高阻抗：/RD為低電平時，數(shù)據(jù)才會輸出。VIN(+) VIN() 差動模擬電壓輸入。DB0~DB7 8位的數(shù)字輸出。另外，以阻抗型液位傳感器為模型，液位傳感器阻值變化與液位的高度是成正比的，因此需要將電阻值轉(zhuǎn)換為電壓值匹配A/D轉(zhuǎn)換器。因此，液位高度的變化同樣正比于輸入電壓，故而A/D轉(zhuǎn)換器輸出的數(shù)據(jù)正比于液位高度。由于MAX485為半雙工通信方式，不能同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，只能通過控制RE和DE引腳的狀態(tài)來進行發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。硬件電路如圖313：圖313 串行通信模塊電路圖 其他外圍電路的設(shè)計繼電器電路設(shè)計。電源指示燈設(shè)計如圖315。它兼顧了多種高級語言的特點，并具備匯編語言的功能。本設(shè)計使用KEIL C51 μVision3為開發(fā)編譯環(huán)境，使用C語言編寫程序，實現(xiàn)各模塊功能設(shè)計。具體分為以下幾個模塊列表描述。為了將這個數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為為壓縮BCD碼，再將，得到的商左移四位（相當于乘以16）為壓縮BCD碼高四位，余數(shù)為壓縮BCD碼低四位，二者相加，就是最終的結(jié)果。if(ac2)quotient++。return play。0x3c否是否有按鍵按下是調(diào)用延時程序Key_value==P3amp。0x3c。break。0x3c)){manage_key5()。}} 顯示模塊的軟件設(shè)計由于使用了靜態(tài)鎖存顯示，需要對顯示數(shù)據(jù)進行處理后進行鎖存控制。_nop_()。_nop_()。} A/D轉(zhuǎn)換模塊軟件設(shè)計A/D轉(zhuǎn)換的控制變量有兩個，即adWR與adRD；上文中已說明了它的功能，故不再重復(fù)。 電機控制模塊軟件設(shè)計本設(shè)計采用單片機主控芯片控制繼電器外圍電路，用于驅(qū)動電機的啟動與關(guān)停。_nop_()。amp。}else if(prelq=downlq amp。makemark(0)。通信協(xié)議命令控制字如表43。由于采用半雙工的通信方式，需要控制變量E的置位與復(fù)位轉(zhuǎn)換發(fā)送與接收的狀態(tài)。 時間模塊軟件設(shè)計DS1302內(nèi)部寄存器的定義直接影響著軟件的設(shè)計，大概可分為時間控制寄存器和內(nèi)部RAM寄存器。無論是讀還是寫，二者結(jié)構(gòu)類似。DS1302讀寫程序如下：ds_read(){uchar j。j){iodat=iodat1。_nop_()。for(i=8。SCLK=1。}}51系列單片機中有片外存儲器讀寫的指令MOVX，無需用戶復(fù)雜的控制、輸入出處操作，故不再陳述。版本的更新帶來了更美觀的操作界面，更人性化的操作方式，增強了某些模塊的功能。上位機軟件設(shè)計要求：上位機軟件是操作人員與設(shè)計系統(tǒng)交互的一個平臺。2） 能夠?qū)崟r監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備獲取的液位、電機狀態(tài)等參數(shù)。6） 能夠?qū)σ呀?jīng)獲取的數(shù)據(jù)進行顯示、保存、數(shù)據(jù)處理（包括數(shù)值分析及繪圖）。主窗口與各個標簽頁的子窗口的相關(guān)功能見表45：表45 界面功能描述標簽對象功能主窗口關(guān)閉按鈕用來關(guān)閉程序。標簽一（串口聯(lián)機）串口號選擇組合框用以選擇串行口，選擇范圍COM1COM8打開串口在串口號選擇后，使用此按鈕串口硬件建立連接；在串口打開時，該按鈕顯示為 關(guān)閉串口，用來斷開串口的連接。設(shè)置系統(tǒng)時間按鈕該按鈕初始時不可用，在打開串口且聯(lián)機成功后為可用狀態(tài)。時間日期系列組合框選定時間日期，用以設(shè)定指定時間按鈕時間的寫入。讀取液位參數(shù)按鈕該按鈕初始時不可用，在打開串口且聯(lián)機成功后為可用狀態(tài)。上液位滑塊確定上液位參數(shù)，設(shè)置范圍：大于當前下液位滑塊參數(shù)值，小于5米。完成后顯示接收記錄數(shù)據(jù)項目數(shù)。圖45 上位機軟件界面效果圖 上位機串口通信功能的實現(xiàn)在VC++中，最基本的串口操作是使用Windows API（Application Programming Interface）完成的。然而微軟提供了串口編程控件MSComm（Microsoft Communications Control）。在本設(shè)計中，便使用了MSComm控件進行串口編程。說明：接收緩沖區(qū)接收到指定字符時差生OnComm事件。格式為“BBB,P,D,S”BBBB為波特率，P為奇偶校驗，D為數(shù)據(jù)位數(shù)，S為停止位數(shù)。說明：寫入緩沖區(qū)變量類型為VARIANT。在此次上位機軟件中OnComm事件處理的思路是這樣的：由于采用的是主從式通信方式，在某個功能按鈕按下后，上位機使用SetOutPut函數(shù)發(fā)送指令，等待系統(tǒng)設(shè)備的響應(yīng)，待接收到設(shè)備響應(yīng)時，響應(yīng)OnComm事件，根據(jù)返回的指令設(shè)置下一次響應(yīng)OnComm事件的字符數(shù)或發(fā)送相應(yīng)的數(shù)據(jù)。6) PortOpen屬性功能：打開或關(guān)閉串口，或者返回串口開、關(guān)狀態(tài)說明：傳入?yún)?shù)為BOOL行，為TRUE時，打開串口；為FALSE時關(guān)閉串口。說明：返回數(shù)據(jù)類型為VARIANT型變量，該屬性在串口沒有打開時不能用，在運行時只讀。3) Settings屬性功能：設(shè)置返回波特率、奇偶校驗、數(shù)據(jù)位、停止位參數(shù)。1) CommPort屬性功能：設(shè)置并返回端口號說明：串口號設(shè)置返回范圍從1到16。MSComm控件在編程時比較方便，程序員不必去花時間了解較為復(fù)雜的API函數(shù)。通過使用API函數(shù)控制實現(xiàn)串口通信要復(fù)雜一些，但是可以進行深層次的使用。(**為數(shù)字，可自行增加)選擇路徑按鈕變更文件保存路徑，默認路徑為C:\COMDATA\數(shù)據(jù)顯示列表框用以顯示讀取數(shù)據(jù)。標簽四（數(shù)據(jù)選項）讀取數(shù)據(jù)按鈕該按鈕初始時不可用，在打開串口且聯(lián)機成功后為可用狀態(tài)。設(shè)置參數(shù)按鈕該按鈕初始時不可用，在打開串口且聯(lián)機成功后為可用狀態(tài)。標簽三（液位選項）讀取當前液位按鈕該按鈕初始時不可用，在打開串口且聯(lián)機成功后為可用狀態(tài)。設(shè)置指定時間按鈕該按鈕初始時不可用，在打開串口且聯(lián)機成功后為可用。標簽二（時間選項）讀取設(shè)備時間按鈕該按鈕初始時不可用，在打開串口且聯(lián)機成功后變?yōu)榭捎?。電機狀態(tài)組框啟動按鈕按下后用以顯示實時電機開啟/關(guān)閉狀態(tài)。界面的設(shè)計與軟件的功能息息相關(guān)，具有良好的層次結(jié)構(gòu)，使軟件使用者更容易上手。4） 能夠設(shè)置系統(tǒng)設(shè)備液位、系統(tǒng)時間、高低液位警戒線等參數(shù)。上位機軟件在已有的系統(tǒng)軟硬件基礎(chǔ)上有較大的開發(fā)空間，強大功能的上位機軟件是整個系統(tǒng)不可缺少的一部分。VC++，但是其以界面簡潔、占用資源少、操作方便、相關(guān)資料豐富等優(yōu)點，仍為廣大程序開發(fā)人員使用。VC++的應(yīng)用非常廣泛，從桌面應(yīng)用程序到服務(wù)器端軟件，從系統(tǒng)軟件到應(yīng)用軟件，從單擊程序到分布式應(yīng)用程序，從圖形圖像處理到游戲的開發(fā)，VC++無處不在。ddat=ddat1。i){IO_DATA=ddat0。}}ds_write(uchar ad){uchar i。_nop_()。for(j=8。我們最終處理的對象是時間數(shù)據(jù)或狀態(tài)數(shù)據(jù)，在獲取數(shù)據(jù)時，首先寫入地址，然后讀取數(shù)據(jù)；寫入數(shù)據(jù)時，先寫入地址，再輸出數(shù)據(jù)。地址、數(shù)據(jù)的寫操作流程是相同的。接收過程：清零E，使系統(tǒng)處于接收狀態(tài)；等待，直到接收完畢，讀串行通信緩沖區(qū)SBUF；繼續(xù)保持接收狀態(tài)。通信檢測流程如圖44所示。通信波特率設(shè)計為4800bps，過高的波特率在沒有檢糾錯方式的情況下易發(fā)生數(shù)據(jù)的丟失，過低的波特率會使傳輸變慢；8位有效數(shù)據(jù)位；無奇偶校驗位；1位停止位。 key==0){RELAY=0。key=0。ad_read()。以下是液位檢測與電機控制部分源程序代碼：check_lq(){ad_start()。第二階段是數(shù)據(jù)的提取過程，由于P0口做輸入時的特性，首先軟件上將P0口寄存器置為0xFF，延遲適當時間后adRD復(fù)位，輸出A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果，隨之通過P0口讀入數(shù)據(jù)，還原adRD為高，該階段結(jié)束。_nop_()。_nop_()。它的特點是在ALE輸入信號的下降沿到來時鎖存信號，因此首先置控制引腳高電平，延遲幾個時鐘周期待信號穩(wěn)定，P0口輸出處理后的數(shù)據(jù)，同樣延遲幾個時鐘周期待信號穩(wěn)定，控制引腳置低電平，數(shù)據(jù)鎖存，顯示輸出。}else break?！璫ase 0x1c:delay(30000)。 /*調(diào)用延時子程序*/if(Key_value==(P3amp。void judge_key(void){uchar Key_value=0