【正文】 要的一部分，由于涉及到模擬部分，A/D轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。只有在SCLK為低電平時(shí)，才能將RST置為高電平。RST輸入有兩種功能：首先RST接通控制邏輯，允許地址/命令序列送入移位寄存存器；其次，RST提供終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。DS1302由Vcc1或Vcc2兩者中電壓較大者供電。該模塊中使用的兩個(gè)芯片管腳功如圖36：在62256中，A0~A14管腳為地址總線，共15位，尋址范圍可達(dá)到32kB；I/O0~I/O7為8位三態(tài)雙向數(shù)據(jù)接口；Vcc，Vss為電源和地；CS是片選接口，低電平有效；OE/WE分別是讀選通和寫(xiě)選通數(shù)據(jù)輸入輸入線，低電平有效。具體來(lái)說(shuō)，SS4分別實(shí)現(xiàn)數(shù)字的增一與減一，SS5則作為高低警戒液位的模式選擇和確認(rèn)鍵。在程序查詢方式下，通過(guò)I/O端口讀入按鍵狀態(tài)，當(dāng)有按鍵按下時(shí)，相應(yīng)的I/O端口變?yōu)榈碗娖剑幢话聪碌陌存I在上拉電阻作用下為高電平，這樣通過(guò)讀I/O口的狀態(tài)判斷是否有按鍵按下。由于單片機(jī)P0口作普通I/O口時(shí)不能輸出高電平，因此需接上拉電阻，實(shí)際電路中，使用8*10KΩ電阻作為上拉電阻。XTAL1：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。EA/VPP——外部訪問(wèn)允許，欲使CPU僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000H~FFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。一般情況下，ALE仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。表31 端口引腳第二功能端口號(hào)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(shí)/計(jì)數(shù)器0)T1(定時(shí)/計(jì)數(shù)器1)WR(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通)RD(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(yàn)的控制信號(hào)。P3口：P3口是一個(gè)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(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX DPTR）時(shí)，P2口送出高八位地址。此外，（）和定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的觸發(fā)輸入（），具體如下所示：l 在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口接收低8位地址字節(jié)。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。對(duì)P0端口寫(xiě)“1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。根據(jù)以上的參數(shù)，結(jié)合設(shè)計(jì)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。這時(shí)的電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于吸合電流。而對(duì)于線圈所加的工作電壓，否則會(huì)產(chǎn)生較大的電流而把線圈燒毀。是指繼電器中線圈的直流電阻，可以通過(guò)萬(wàn)能表測(cè)量。繼電器主要產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)：1) 額定工作電壓。在中斷工作方式下，該信號(hào)往往是CPU發(fā)出的中斷請(qǐng)求響應(yīng)信號(hào)。該信號(hào)可作為被CPU查詢的狀態(tài)信號(hào)，也可作為對(duì)CPU的中斷請(qǐng)求信號(hào)。加于該端的脈沖的上升沿使逐次逼近寄存止，重新從頭開(kāi)始轉(zhuǎn)換器清零，下降沿開(kāi)始A/D轉(zhuǎn)換。（5）ALE——地址鎖存允許信號(hào)，高電平有效。8位排列順序是D7為最高位，D0為最低位。 （6）工作溫度范圍為40～＋85攝氏度 （7）低功耗，約15mW。是目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣泛的8位通用A/D芯片。本系統(tǒng)采用4行4列的16鍵行列式鍵盤(pán)，占用單片機(jī)P1口的8個(gè)端口。P2口用于控制電磁閥和水泵動(dòng)作。15) 和其他外設(shè)芯片放在一起的綜合考慮。11) 仿真器。例如設(shè)計(jì)電視機(jī)遙控器，2節(jié)干電池供電,~。4) 封裝：DIP（雙列直插）,PLCC（PLCC有對(duì)應(yīng)插座）還是貼片。例如速度、程序存儲(chǔ)器容量、I/O引腳數(shù)量等。 主控模塊設(shè)計(jì)方案單片機(jī)作為主控模塊，使得在對(duì)單片機(jī)選型上有了較大的空間。工作過(guò)程如下：當(dāng)水位發(fā)生變化時(shí),引起連接在水位底部軟管管內(nèi)的空氣氣壓變化,氣壓傳感器在接收到軟管內(nèi)的空氣氣壓信號(hào)后,即把變化量轉(zhuǎn)化成電壓信號(hào)。這種控制方式是通過(guò)安裝在水泵出口管道上的壓力傳感器,把出口壓力變成標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)電信號(hào)的模擬信號(hào),經(jīng)過(guò)前置放大、多路切換、A／D變換成數(shù)字信號(hào)傳送到單片機(jī),經(jīng)單片機(jī)運(yùn)算和給定參量的比較,進(jìn)行PID運(yùn)算,得出調(diào)節(jié)參量。兩種方式的實(shí)現(xiàn)如下： (1)簡(jiǎn)單的機(jī)械式控制方式。1．3 本課題主要研究?jī)?nèi)容利用單片機(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(kāi)啟和關(guān)斷。在某些工業(yè)控制系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)的測(cè)量這一基本功能已不能滿足現(xiàn)代工業(yè)的要求，往往需要對(duì)大批數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，對(duì)其進(jìn)行后期處理分析，實(shí)現(xiàn)差錯(cuò)控制、工藝改善、資源優(yōu)化等一系列工作?！窆饫w測(cè)量法光纖液位檢測(cè)是近年來(lái)出現(xiàn)的一種新技術(shù)。●非接觸式測(cè)量法非接觸式測(cè)量法包括超聲波法、調(diào)制型光學(xué)法、微波法等。本方法所使用的電容通常由兩塊圓柱形極板或一個(gè)探極與罐壁構(gòu)成。隨著國(guó)家工業(yè)的迅速發(fā)展，液位測(cè)量技術(shù)被廣泛應(yīng)用到石油、化工、醫(yī)藥、食品等各行各業(yè)中。隨著科技的發(fā)展，液位測(cè)量技術(shù)趨于智能化、微型化、可視化。1 緒論單片機(jī)應(yīng)用發(fā)展迅速而廣泛。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信、醫(yī)用設(shè)備、工商、金融、科研、教育、國(guó)防、航空航天等領(lǐng)域都有著十分廣泛的應(yīng)用。1．1 課題背景與研究意義在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，常常需要測(cè)量液體液位?！窠佑|式測(cè)量法接觸式測(cè)量法是指測(cè)量用傳感器直接與容器內(nèi)存儲(chǔ)液體相接觸，從而獲得測(cè)量參數(shù)的方法。電容式液位測(cè)量裝置通常結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈敏度高、穩(wěn)定性好、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，適合于惡劣的工作環(huán)境，生產(chǎn)成本也不高；但電容液位測(cè)量器需要考慮溫度補(bǔ)償，且介質(zhì)的成分、水分、溫度、密度等不確定變化因素直接影響測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，另外檢測(cè)電路比較復(fù)雜，尤其是檢測(cè)微小電容量的變化。特別是接觸式測(cè)量裝置不能適用的特殊場(chǎng)合，如高粘度、強(qiáng)腐蝕性、污染性強(qiáng)，易結(jié)晶的介質(zhì)。目前，市面上進(jìn)行液位測(cè)量的儀表種類繁多，但是同時(shí)具有測(cè)量、監(jiān)控、數(shù)據(jù)記錄及處理的液位測(cè)量裝置并不多。液位的變化分析，有助于人們進(jìn)一步對(duì)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。利用protel進(jìn)行原理圖繪制，并利用Proteus進(jìn)行仿真2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案比較對(duì)于水位進(jìn)行控制的方式有很多,而應(yīng)用較多的主要有2種,一種是簡(jiǎn)單的機(jī)械式控制裝置控制,一種是復(fù)雜的控制器控制方式。 (2)復(fù)雜控制器控制方式。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)總框圖電機(jī)控制模塊A/D轉(zhuǎn)換模塊按鍵與顯示模塊時(shí)間模塊存儲(chǔ)模塊通信模塊單片機(jī)主控模塊 圖21 系統(tǒng)總體框圖 硬件設(shè)計(jì)方案 工作原理基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的水位控制器是以AT89C51芯片為核心,由鍵盤(pán)、數(shù)碼顯示、A／D轉(zhuǎn)換、傳感器,電源和控制部分等組成。該系統(tǒng)控制器特點(diǎn)是直觀地顯示水位高度,可任意控制水位高度。大致總結(jié)出以下幾點(diǎn)：1) 單片機(jī)的基本參數(shù)。3) Flash和OTP（一次性可編程）。 7) 工作電壓范圍。10) 燒錄器價(jià)格，能否ISP（在線系統(tǒng)編程）。14) 抗干擾性能好。P1口連接一個(gè)35的鍵盤(pán)。鍵盤(pán)接口及其軟件的設(shè)計(jì)任務(wù)主要包括：是否有鍵按下的檢測(cè)并判斷鍵值，有操作則進(jìn)行延時(shí)去消抖，并根據(jù)鍵值計(jì)算出調(diào)整量送執(zhí)行機(jī)構(gòu)開(kāi)啟進(jìn)水或排水閥，進(jìn)行一系列的動(dòng)作處理和執(zhí)行。其內(nèi)部有一個(gè)8通道多路開(kāi)關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號(hào)，只選通8路模擬輸入信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。 （3）轉(zhuǎn)換時(shí)間為100μs(時(shí)鐘為640kHz時(shí))，130μs（時(shí)鐘為500kHz時(shí)）　 （4）單個(gè)＋5V電源供電 （5）模擬輸入電壓范圍0～＋5V，不需零點(diǎn)和滿刻度校準(zhǔn)。（2）D7～D0——A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)輸出端，為三態(tài)可控輸出，故可直接和微處理器數(shù)據(jù)線連接。在單極性輸入時(shí)，VR(+)=5V，VR()=0V；雙極性輸入時(shí)，VR(+)、VR()分別接正、負(fù)極性的參考電壓。（6）START——A/D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)，正脈沖有效。該信號(hào)在A/D轉(zhuǎn)換過(guò)程中為低電平，其余時(shí)間為高電平。當(dāng)微處理器送出該信號(hào)時(shí)，ADC0808/0809的輸出三態(tài)門(mén)被打開(kāi)，使轉(zhuǎn)換結(jié)果通過(guò)數(shù)據(jù)總線被讀走。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。2) 直流電阻。在正常使用時(shí)，給定的電流必須略大于吸合電流，這樣繼電器才能穩(wěn)定地工作。當(dāng)繼電器吸合狀態(tài)的電流減小到一定程度時(shí)，繼電器就會(huì)恢復(fù)到未通電的釋放狀態(tài)。它決定了繼電器能控制電壓和電流的大小，使用時(shí)不能超過(guò)此值，否則很容易損壞繼電器的觸點(diǎn)。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯電平。在FLASH編程時(shí)，P0口也用來(lái)接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。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）。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）。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。P3口亦作為AT8