【正文】 為數(shù)據(jù)方向位，當 R/=1 W, 時，表示從 AT24C02中讀取數(shù)據(jù)， 當 R/=0時， 表示向 AT24C02中寫入數(shù)據(jù)。其數(shù)值由連接電路決定。 WP 寫保護 如果 WP管腳連接到 Vcc，所有的內(nèi)容都被寫保護只能讀。 SDA 串行數(shù)據(jù) /地址 AT24C02 雙向串行數(shù)據(jù) /地址管腳用于器件所有數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收， SDA 是一個開漏輸出管腳，可與其它開漏輸出或集電極開路輸出進行線或（ wireOR）。數(shù)據(jù)傳送是由產(chǎn)生串行時鐘和所有起始停止信號的主器件控制的。故不能直接使用。使用非常方便。此項工作通常采用 AT24C02芯片來完成。地址譯碼引腳 C、 B、 A 分別與地址總線的低 3 位 A A A0 相連，以選通 IN0~IN7 中的 1 個通路 。 （ 2）查詢方式 單片機與 ADC0809 的接口如圖 57 所示。查詢方式是在單片機把啟動信號送到 ADC 之后，執(zhí)行別的程序，同時對 0809 的 EOC 引腳的狀態(tài)進行查詢，以檢查 ADC 變換是否已經(jīng)結束，如查詢到變換已經(jīng)結束，則讀入轉換完畢的數(shù)據(jù)。通過恰當?shù)耐饨与娐罚?0809 可對0~5V的模擬信號進行轉換。 （ 2） ADC0809 結構及轉換原理 ADC0809 的結構框圖 如圖 56 所示 。 其主要引腳功能如下： IN0~IN7 是 8 路模擬信號輸入端； D0~D7 是 8 位數(shù)字量輸出端； A、 B、 C 與 ALE 控制 8 路模擬通道的切換， A、 B、 C 分別與 3 根地址線或數(shù)據(jù)線相連， 3 位編碼對應 8 個通道地址端口。 DA輸出采用了光耦隔離式 DA輸出，在報警輸入端與 CPU之間也采用了光耦隔離 ,以消除外部干擾。 74L S273用于對繼電器輸出狀態(tài)硬件鎖存 ,以防止輸出狀態(tài)被干擾。 93C46為串行 EEPROM，用于保存開機設定時的原始參數(shù)，這樣當系統(tǒng)掉電時，設定的數(shù)據(jù)能永久保存，再開機上電時無需再重新設定參數(shù)，即可以運行于掉電前的狀態(tài)。隨著 RC電路的充電， RESET的電位就會逐漸下降，只要保證 RESTE為高電平的時間大于 10ms就能正常復位了。AT89C51的第 9引腳是復位引腳，在晶振頻率選用 6MHz時， C取 22μ F， R1取 8K左右。為了確保復位，這個時間一般要延長，大約在 10ms以上就可以了。計算機無論是在剛開始通電時、斷電后，還是系統(tǒng)出現(xiàn)故障時都需要復位。因此提供給 LED 顯示器的段碼（或字型碼）正好是 1B。 分別用于控制 3 臺水泵電動機的啟?？刂菩盘枴? 及 用于 6 個按鍵的輸入口 ,6 個鍵盤的功能分別為 :一個用于切換手自動操作功能鍵 。 表 53 P3 口的第二功能 單片機各端口的第二功能完全是自動的，不需要用指令來轉換。 基于單片機的水泵 智能控制系統(tǒng) 20 Pl 口 :P1 口只能作為通用的 I/O 口使用。 MCS51 系列把芯片引腳數(shù)目定為 40 個，但單片機為實現(xiàn)其功能所需要的信號數(shù)目卻遠遠超過這個數(shù)，為解決這個矛盾，當引腳數(shù)量有限時，唯一可行的辦法，即給其中的一些信號引腳賦以雙重功能。若 PC 值在內(nèi)部程序存儲器的容量范圍內(nèi)，就訪問內(nèi)部的程序存儲器。 RST:復位信號，用于單片機的初始化操作。 ALE 信號是以晶體振 蕩頻率的六分之一的固定頻度周期性出現(xiàn)的正脈沖信號。在原理圖的 18 和 19 引腳， X1 和 X2 就分別是放大器的輸出和輸入端。單片機使用的是 +5V電源，在本系統(tǒng)中，有專門的輔助電源，產(chǎn)生 +5V電壓，從 31 腳 VCC 接入，一般要接 +5V電源，加引腳是一個接地引腳。 硬件設計電路設計 本系統(tǒng)控制電路所采用的單片機是 89C51，它是 40 引腳， DPI 封裝的集成電路芯片。可編程串行通道 。128B 字節(jié)內(nèi)部 RAM。因為 80C51是一種功能強，靈活性高且價格合理的單片機，可方便地應用在各種控制領域。繼電器組實現(xiàn)泵組的配套電機的軟起動。如圖 5－ 1 所示 圖 51 硬件框圖 1 輸入模塊：電接點信號采樣通道由 R/V 轉換器轉為電壓信號，經(jīng)電壓比較器與基準電壓比較后變?yōu)楦?、低電平，光電?離后送入主控制模塊。它既可以用來測量大的壓力，也可以用來測量微小的壓力。它具有結構簡單、體積小、重量輕、使用壽命長等優(yōu)異的特點。當金屬絲受外力作用而壓縮時，長度減小而截面增加，電阻值則會減小。 （ 2） 電阻應變片的工作原理 金屬電阻應變片的工作原理是吸附在基體材料上應變電阻隨機械形變而產(chǎn)生阻值變化的現(xiàn)象，俗稱為電阻應變效應。 （ 1） 金屬電阻應變片的內(nèi)部結構 它由基體材料、金屬應變絲或應變箔、絕緣保 護片和引出線等部分組成。電阻應 變片應用最多的是金屬電阻應變片和半導體應變片兩種。下面我們主要介紹這類傳感器。 表 41 P3 口各引腳第二功能 口線 引腳 第 二功能 10 RXD（串行輸入口） 11 TXD（串行輸出口） 12 INT0(外部中斷 0) 13 INT1(外部中斷 1) 14 T0（定時器 0 外部輸入） 15 T1（定時器 1 外部輸入） 16 WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫脈沖） 17 RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀脈沖） 值得強調(diào)的是， P3 口的每一條引腳都可以獨立定義第一功能的輸入輸出或第二功能。在訪問外部存儲器時，它可以作為擴展電路高 8 位地址總線送出高 8 位地址，在對 EPROM 編程和程序驗證期間，它的接收高 8 位地址。 b)P1 口 ：是 8 位準雙向 I/O 口由于這種接口輸出沒有高阻狀態(tài)，輸入也不能瑣存，故不是 真正的 I/O 口。 （ 7） EA/VPP：當 EA 端保持高電平時，訪問內(nèi)部程序存儲器，但在 PC（程序計數(shù)器）值超過 0FFFH 時，將自動轉向執(zhí)行外部程序存儲器內(nèi)的程序， 當 EA 保持低電平時，則只訪問外部程序存儲器，不管是否有內(nèi)部程序存儲器，對于常用的 80C51 來說，無內(nèi)部程序存儲器，所以 EA 腳必須常接地，這樣才能只選擇外部程序存儲器。對于 EPROM 型的單片機，在 EPROM編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖（ PROG）。即使不訪問外部存儲器， ALE 端仍以不變的頻 率周期性地出現(xiàn)正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。推薦在此引腳與 VSS 引腳接一個約 5K 的下拉電阻，與 VCC 引腳之間連接一個約10uf 的電容，以保證可靠地復位。在單片機內(nèi)部，接至上述振蕩器的反相放大器的輸出端。 XTAL1 接外部晶體的一個引腳。 基于單片機的水泵 智能控制系統(tǒng) 13 （ 1） 電源引腳 VCC 和 VSS。 單片機的組成 單片微型計算機簡稱單片機，它在一塊芯片上集成了各種功能部件：中央處理器（ CPU）、隨機存取存儲器（ RAM）、只讀存儲器（ ROM）、定時器 /計數(shù)器、和各種輸入 /輸出（ I/O）接口（ 如并行 I/O 口、串行 I/O 口和 A/D 轉換器）等。 而我們所設計的自動監(jiān)控 設備，實現(xiàn)了水泵 的智能控制，并且從長時間來看， 3 臺水泵 的啟動、停止時間基本一樣，避免了單臺機 器長時間持續(xù)運轉，降低了機器的磨損程度 ，節(jié)約了能源，提高了水泵 的利用率和維修周期。 通過鍵盤的設置和編程，進行三臺水泵 監(jiān)控時間的切換。根據(jù)不同場合、不同需要可以采取任意臺水泵組成水泵組。泵組由多臺異步交流電機拖動離心式水泵并聯(lián)組成。該自動控制系統(tǒng)通過安裝在壓力罐上的電接點壓力表，把氣壓罐工作壓力變成開關量信號傳送到 單片機，經(jīng)單片機與給定參量進行比較和邏輯控制算法，運算后輸出控制信號，作用到固態(tài)繼電器，控制電機水泵機組的啟停，按實際用水量供水并使供水壓力恒定。 水泵組電動機利用固態(tài)繼電器將單片機的 5V 直流電信號變換為 380V 交流信號，強電信號通過交流接觸器作用于電動機，啟動電動機運轉。 傳感器采用接點式壓力表，用于檢測水管道的壓力。 （ Hd）：水泵中心至水面的垂直 高度 （ Hs）：水泵中心至最高供水點垂直度 （ Ht）：吸程高度和揚程高度之和 Ht=Hd+Hs （ Q）： 流量是泵在單位時間內(nèi)輸送出去的液體量。壓力水罐在供水工程中的作用：一是用以臨時存儲管網(wǎng)運行中出現(xiàn)的富余水量；二是當管網(wǎng)中產(chǎn)生很大的水錘沖擊力時，可起到保護管道的作用； 三是利用供水自動控制，供水壓力大且易于調(diào)整。 2．壓力水罐智能恒壓供水系統(tǒng) 壓力水罐式供水工程安裝示意圖如圖 2－ 1所示。由此可以看出，采用變頻供水技術比水泵單純工作在額定狀態(tài)下節(jié)能，經(jīng)測算最大可以達到 40％的節(jié)能效果。 方法有兩種： 水泵在額定狀態(tài)下工作，在供水主管道安裝瀉流閥門，當用水量小于額定供水量時，把多余的水排放掉。這種方式的節(jié)能效果是最佳的，但由于最不利點一般距離水泵較遠，壓力信號的傳輸在實際應用中受到諸多限制，因此工程中很少采用。這種控制方式其實是水泵出口恒壓控制的特殊形式。 (1)出口恒壓控制 水泵出口恒壓控制是將壓力傳感器安裝在水泵出口處，使系統(tǒng)在運行過程中水泵出口水壓恒定。 近年來，變頻供水系統(tǒng)已實現(xiàn)水泵電機的軟啟動、無沖擊電流，有效地保護電網(wǎng)及水泵。電源的頻率與水泵的轉速成正比，水泵的轉速與供水量成正比，變頻調(diào)速控制柜通過改變水泵電源 的頻率，控制水泵的轉速，進而調(diào)整水泵的供水量，實現(xiàn)對用戶按需供水的目的。 智能 恒壓 供水方式 目前，常見的智能恒壓供水方式有兩種，即變頻調(diào)速供水方式和壓力水罐智能恒壓供水控制方式。 隨著資源的日益緊張，節(jié)能技術應用已愈來愈受到人們的關注。由于該系統(tǒng)取消了設于樓宇頂部的高位水箱，對建筑物結構安全有利。但這種供水方式供水壓力穩(wěn)定，運行安全可靠。高層建筑還可分層設立水箱。水壓不可調(diào)，不能兼顧近期與遠期的需要 。這種供水方式，水泵工作在額定流量額定揚程的條件下，水泵處于高效區(qū)。 （ 2）恒速泵加水塔的供水方式 這種方式是水泵先向水塔供水，再由水塔向用戶供水。以 下就其設備、運行方式、安全性等方面逐一分析。 （ 7） 單片機在汽車設備領域中的應用 單片機在 汽車電子中的應用非常廣泛，例如汽車中的發(fā)動機控制器，基于 CAN 總線的汽車發(fā)動機智能電子控制器， GPS 導航系統(tǒng)，制動系統(tǒng)等等。 （ 6） 在各種大型電器中的模塊化應用 某些專用單片機設計用于實現(xiàn)特定功能，從而在各種電路中進行模塊化應用，而不要求使用人員了解其內(nèi)部結構。例如工廠流水線的智能化管理，電梯智能化控制、各種報警系統(tǒng)，與計算機聯(lián)網(wǎng)構成二級控制系統(tǒng)等。[3] 單片機的應用 單片機廣泛應用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設備、航空航天、專用設備的智能化管理及過程控制等領域，大致可分如下幾個范疇： （ 1） 在智能儀器儀表上的應用 單片機具有體積小、功耗低、控制功能強、擴展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點，廣泛應用于儀器儀表中，結合不同類型的傳感器，可實現(xiàn)諸如電壓、功率、 頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。所以 C8051 為核心的單片機占據(jù)了半壁江山。甚至單片機廠商還可以根據(jù)用戶的要求量身定做，制造出具有特色的單片機芯片。如 80C51 就采用了 HMOS(即高密度金屬氧化物半導體工藝 )和 CHMOS(互補高密度金屬氧化物半導體工藝 )。單片機由芯片內(nèi)僅有 CPU 的專用處 理器發(fā)展而來。盡管它的大部分功能集成在一塊小芯片上，但是它具有一個完整計算機所需要的大部分部件： CPU、內(nèi)存、內(nèi)部和外部總線系統(tǒng)，目前大部分還會具有外存。目前對 供水控制的研究以及已開發(fā)的系統(tǒng)各有所長。上世紀九十年代后，許多高層建筑逐漸采用“貯水池 +變頻調(diào)速水泵”的供水系統(tǒng)。 本文結合水泵的具體應用，基于傳感器，單片機元器件 組成的智能供水控制系統(tǒng)的方案，給出了 系統(tǒng)硬件設計及軟件實現(xiàn)方法，實現(xiàn)對水泵 運行的智能控制 。該系統(tǒng)充分利用現(xiàn)代化新型、先進的元器件，設計泵組－壓力水罐恒壓供 水智能控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用 單片機作為控制單元的核心部件，應用靈活的單片機控制泵組 壓力水罐供水系統(tǒng)。系統(tǒng) 有 3臺供水 水泵，水泵的啟停是按先起先停、 先停先起 原則設計的。 該系統(tǒng)雖然沿用很久，但因為技術不復雜，設備 簡單，所 在我國的二次供水中一直長期使用。 近年來隨著科技的飛速發(fā)展 ,單片機的應用不斷深入 ,帶動控制 技術日新月異。 單片機的發(fā)展趨勢及應用 單片機是指一個集成在一塊芯片上的完整計算機系統(tǒng)。 單片機也被稱為微控制器（ Microcontroller），是因為它最早被用在工業(yè)控制領域。 縱觀單片機的發(fā)展過程，可以預示單片機的發(fā)展趨勢，大致有：