【正文】 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 。 根 據(jù)以上的設(shè)計思路，設(shè)計電路圖如 圖 5： 圖 5：顯示部分電路圖 13 圖 6： 62256 引腳圖 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。 12 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。 由于單片機 P0口作普通 I/O口時不能輸出高電平，因此需接上拉電阻，實際電路中，使用 8*10KΩ電阻作為上拉電阻。 XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。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)。該位置位后，只有一條 MOVX和 MOVC指令才能將 ALE激活。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。 端口號 第二功能 RXD(串行輸入口 TXD(串行輸出口 ) 10 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 ) 表 1 端口引腳第二功能 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 。 P3口 ： P3口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， p2 輸出緩沖器能驅(qū)動 4 個TTL 邏輯電平。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。 ? 在 flash編程和校驗時， P1口接收低 8位地址字節(jié)。 9 P1口 ： P1 口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， p1 輸出緩沖器能驅(qū)動 4個 TTL 邏輯電平。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時， P0口也被作為低 8位地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用。 2 硬件電路設(shè)計 AT89S52硬件設(shè)計 AT89S52引腳定義及功能介紹如 圖 2。 5) 觸點切換電壓和電流。 4) 釋放電流。 3) 吸合電流。是指繼電器正常工作時線圈所需要的電壓。 選用 繼電器作為電機控制的元件。 MAX485接口芯片是 Maxim公司的一種 RS－ 485芯片。而 RS485接口在總線上是允許連接多達 128個收發(fā)器。接口信號電平比 RS232C降低了，就不易損壞接口電路的芯片，且該電平與 TTL電平兼容，可方便與 TTL電路連接。 典型的串行通訊標(biāo)準(zhǔn)是 RS232和 RS485，它們定義了電壓 ， 阻抗等，但不對軟件協(xié)議給予定義 。在液位傳感器誤差 與參考電壓誤差 不大的情況下， ADC0804是完全滿足設(shè)計誤差要求的。 5) 滿刻度誤差 滿度輸出時對應(yīng)的輸入信號與理想輸入信號值之差。 4) A/D轉(zhuǎn)換器量程 A/D轉(zhuǎn)換時需要的是雙極性的，有時是單極性的。對一般的單片機而言，要在采樣時間內(nèi)完成 A/D轉(zhuǎn)換以外的工作，如讀數(shù)據(jù)、再啟動、存數(shù)據(jù)、循環(huán)計數(shù)等已經(jīng)比 較困難了。 確定 A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率時，應(yīng)考慮系統(tǒng)的采樣速率。 目前，大多數(shù)測量裝置的精度值不小于 %~%，故 A/D轉(zhuǎn)換器的精度取%~%即可，相應(yīng)的二進制碼為 10~11位，加上符號位，即為 11~12位。因此，取 10位或 11位是合適的。從靜態(tài)精度方面來說，要考慮輸入信號的原始誤差傳遞到輸出所產(chǎn)生的誤差，它是模擬信號數(shù)字化時產(chǎn)生誤差的主要部分。 A/D轉(zhuǎn)換器的品種繁多、性能各異，在設(shè)計數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)時，首先碰到的就是如何選擇合適的 A/D轉(zhuǎn)換器以滿足系統(tǒng)設(shè)計要求的問題。 備份電源管腳可由電池或大容量電容輸入 。 ? 可選工業(yè)級溫度范圍 40至 +85攝氏度。 ? 讀 /寫時鐘或 RAM數(shù)據(jù)時有兩種傳送方式單字節(jié)傳送和多字節(jié)傳送字符組方式 。 ? 31*8位暫存數(shù)據(jù)存儲 RAM。 DS1302 工作時功耗很低，保持?jǐn)?shù)據(jù)和時鐘信息時功率小于 1mW。 DS1302是 DALLAS 公司推出的涓流充電時鐘芯片，內(nèi)含有一個實時時鐘 /日歷和 315 字節(jié)靜態(tài) RAM，通過簡單的串行接口與單片機進行通信。在實際應(yīng)用中，系統(tǒng)設(shè)計在不掉電的工作環(huán)境下； 軟件上，上位機軟件對數(shù)據(jù)提取后即可保存在 PC機中， 5000項數(shù)據(jù)進行時間上的緩沖是充足的。 FLASH是一個不錯的解決方案。 NOR的傳輸效率很高 ,在 1～ 4MB的小容量時具有很高的成本效益 ,但是很低的寫入和擦除速度大大影響了它的性能。 NAND 閃存的缺點在于讀速度較慢，它的 I/O 端口只有 8個，比 NOR要少多了。 ROM又分一次性固化、光擦除和電擦除重寫兩種類型。 數(shù)據(jù)存儲器可選擇的種類繁多，常用的有隨機存取存儲器（ RAM）、只讀存儲器（ ROM）與閃存 (FLASH)。由于 74LS47譯碼為共陽極數(shù)碼管的碼表，因而選用 8段（帶小數(shù)點）共陽極 LED用于數(shù)據(jù)顯示。靜態(tài)顯示法的優(yōu)點是顯示程序十分簡單，顯示亮度大，由于 CPU不必經(jīng)常掃描顯示器，所以節(jié)約了 CPU的工作時間。 顯示模塊設(shè)計方案 顯示器是計算機的主要輸出設(shè)備，在簡單的工業(yè)控制系統(tǒng)中，常用的顯示器有數(shù)碼管顯示器（ LED），液晶顯示器（ LCD）等，該系統(tǒng)僅需顯示液位高度， 即 數(shù)字量，采用LED顯示器 已能滿足系統(tǒng)要求。 AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié) Flash， 256字節(jié) RAM， 32位 I/O口線，看門狗定時器， 2個數(shù)據(jù)指針，三個 16位定時器 /計數(shù)器，一個 6向量 2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。 綜上所述，采用與 MCS51兼容的 AT89S52單片機滿足設(shè)計要求。 14) 抗干擾性能好。 10) 燒錄器價格 ， 能否 ISP（在 線 系統(tǒng)編程 ）。 7) 工作電壓范圍。 3) Flash和 OTP（一次性可編程）。大致總結(jié)出以下幾點： 1) 單片機的基本參數(shù) 。系統(tǒng)總體方案框圖如圖 1： 單片機主控模塊A / D 轉(zhuǎn) 換 模 塊時 間 模 塊顯 示 模 塊存 儲 模 塊電 機 控 制 模 塊通 信 模 塊364215 圖 1：系統(tǒng)總體框圖 圖中，信號流向僅指示了通過數(shù)據(jù)地址總線或 I/O口上發(fā) 生 的數(shù)據(jù)信號，不包括控制信號。同時可以獲取設(shè)備運行時記錄的數(shù)據(jù)，并能夠?qū)?shù)據(jù)保存。它具有實時測量監(jiān)控水塔液位高度并顯示的功能，并根據(jù)實 時水量與設(shè)置的上、下液位參數(shù)的比較，啟動電機 供水 與 或 停止 水泵 。液位的變化分析，有助于人們進一步對自然環(huán)境、天氣變化甚至是災(zāi)害預(yù)警提供可靠的支持。 目前，市面上進行液位測量的儀表種類繁多， 但是同時具有測量、監(jiān)控、數(shù)據(jù)記錄 及處理的液位測量裝置并不多。目前，液位測量的方法比較多，常見的有電阻法、光電法、測重法（壓力法）、電容法、浮標(biāo)法及聲光電的反射回波法等。 在 工業(yè)上 ， 使用單片機可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 1976 年單片機的推出為電子電路設(shè)計提供了新的思路，也促進了模擬電路向數(shù)字電路發(fā)展的歷程。 【關(guān) 鍵 字】 單片機 ； 液位測量 ； 實時 監(jiān)控 ； 串口通信 【 論文類型 】 應(yīng)用型 Title： The Liquid Level Measurement and Real Time System Base On MCS Major: Electronics and Information Engineering Name： Han Yue Signature： Supervisor： Li Wenfeng Signature： ABSTRACT The liquid level measurement is widely used in industrial, economic, life and so on. The liquid level measurement device base on MCS as a technical is also widely used because of many characteristics such as high measurement accuracy, good repeatability, low power consumption and long useful time. When we study Scientific Outlook on Development thoroughly, the design of electronic aid should include the thought of sustainable development. So, beyond the liquid level measurement device base on MCS, expand the functions of realtime monitoring, data acquisition, serial munication. Through the new functions, the scientific method of the liquid level measurement could be bined with Statistical Science, be used to manage the water resources reasonable, reduce energy consumption. This thesis introduces the design process of the liquid level measurement and real time system by several parts as system schema, the design of hardware circuit, the software of host puter and system software. Summarize several problems in the design process and propose the solution to the problems. Describe the way of processing the liquid level measurement data. To put forward the train of thought. 【 Key words】 MCS 。在深入學(xué)習(xí)科學(xué)發(fā)展觀的同時，電子設(shè)備的設(shè)計也 需 融入可持續(xù)發(fā)展的設(shè)計理念?；趩纹瑱C的液位測量裝置具有測量準(zhǔn)確、重復(fù)性好、功耗低、使用壽命長的特點，是廣泛采用的技術(shù)。最后，本文 總結(jié)了設(shè)計過程中出現(xiàn)的問題及解決方法，簡要敘述了液位檢測監(jiān)控數(shù)據(jù)的處理方法，引出了 進一步設(shè)計開發(fā)的 思路。 Serial Communication 【 Type of Thesis】 Application Type 前言 上世紀(jì) 40 年代，電子計算機的誕生，標(biāo)志著人類電子技術(shù)進入了一個新的階段，無論是 阿塔納索夫 貝瑞計算機（ AtanasoffBerry Computer）還是 埃尼阿克（ ENIAC）計算機，它們龐大的體積，驚人的功耗以及 “緩慢 ”的運算速度給我們留下了深刻的印象。這些應(yīng)用，很大一方面體現(xiàn)在工業(yè)控制中 。但直接測量有許多不便和困難，因此許多領(lǐng)域采用儀器測量高度，實現(xiàn)自動監(jiān)測功能。重點討論基于單片機的液位測量監(jiān)控系統(tǒng)的硬件總體以及軟件實現(xiàn)。在液位測量這一領(lǐng)域中，如江河湖海、城市用水等方面，大量數(shù)據(jù)長時間，多網(wǎng)點的采集記錄分析具有普遍的意義。 目 錄 1 系統(tǒng)總體方案 ..................................................................................................................... 1 系統(tǒng)設(shè)計要求 ..................................................................................................................... 1 系統(tǒng)框圖 ..................................................................................................