【正文】 //A/D 轉(zhuǎn)換初始化 initial()。 //D 口輸出 i 的值 } //中斷服務(wù)程序 天津科技大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 void interruptadint(void) { ADIF=0。 ADIE=1。 //定義一個(gè)共用體，用于存放 A/D 轉(zhuǎn)換的結(jié)果 unsigned char i。我們先要將單片機(jī)及各個(gè)期間進(jìn)行初始化，然后軟件設(shè)定水位的基本上下限值和超限報(bào)警的上下限，之后啟動(dòng)壓力傳感器，將傳感器獲得的模擬信號(hào)經(jīng)過 A/D 裝換器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，送入單片機(jī)中。 設(shè)計(jì)算法 即設(shè)計(jì)出解題的方法和具體步驟。 89 系列單片機(jī)的復(fù)位信號(hào)是從 RST 引腳輸入到 芯片 內(nèi)的施密特觸發(fā)器 中的。一是在給電路通電時(shí)馬上進(jìn)行復(fù)位操作；二是在必要時(shí)可以由手動(dòng)操作；三是根據(jù)程序或者電路運(yùn)行的需要自動(dòng)地進(jìn)行。對(duì)于 T1 我們用來監(jiān)控主程序的運(yùn)行，我們給T1設(shè)定一定的定時(shí)時(shí)間，在主程序中對(duì)其進(jìn)行復(fù)位 ，如果不能在一定的時(shí)間里對(duì)其進(jìn)行復(fù)位， T1 的定時(shí)中斷就會(huì)使單片機(jī)復(fù)位。看門狗 (Watchdog)電路是自行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行的重要保證，幾乎所有的工控系統(tǒng)都包含看門狗電路。 圖 38穩(wěn)壓電源工作原理圖 二、 LM7805 LM7805 三端穩(wěn)壓電源所需外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過流、過熱及調(diào)整管的保 護(hù)電路，使用起來可靠、方便，而且價(jià)格便宜，在電子制作中經(jīng)常采用。當(dāng) Vcc2Vcc1+ 時(shí)，由 Vcc2 向 DS1302 供電，當(dāng) Vcc2 Vcc1時(shí)，由 Vcc1 向 DS1302 供電 SCLK：串行時(shí)鐘，輸入 I/O：三線接口時(shí)的雙向數(shù)據(jù)線 CE：輸入信號(hào)，在讀、寫數(shù)據(jù)期間，必須為高。正常工作時(shí)，線圈上的電壓上正下負(fù)，二極管 VD1 截止，對(duì)電路沒有影響。 1602 字符型 LCD 引腳圖 如圖 35 所 示。 １ＬＳＢ。 一、 TLC0834 主要特點(diǎn) TLC0834 是 TI 公司生產(chǎn)的 8 位逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器，具有輸入可配置的多通道多路器和串行輸入輸出方式。 此類傳感器通常也稱為：投入式液位傳感器、投入式水位變送器、水庫(kù)水位遙控傳感器、水塔水位監(jiān)控變送器、污水池水位控制傳感器、污水凈化池液位變送器、儲(chǔ)水罐水位傳感器、儲(chǔ)水池水位變送器、儲(chǔ)油罐油位變送器、油箱油油位傳感器、油井油位變送器、地下水井水位傳感器、礦井水位變送器、水塘大壩水位監(jiān)控傳感器、消防水箱水位變送器、消防水池水位變送器、裝水容器液位傳感器、水缸水位變送器。 /EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE 脈沖。 P3口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能 ，如 表 31 所示 。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 天津科技大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 圖 31AT89C51單片機(jī)管腳圖 VCC：供電電源 GND：接地 P0口： P0 口為一個(gè) 8位漏極開路雙向 I/O 口，每個(gè)引腳可吸收 8個(gè) TTL 門電流。5 個(gè) 中斷源 4K 字節(jié)可編程 FLASH 存儲(chǔ)器 此次顯示水位用的是5 7 點(diǎn)陣 2行 16 位字符長(zhǎng)度的 1602 液晶顯示器。 缺點(diǎn)六：當(dāng)分辨率低于顯示器的默認(rèn)分辨率時(shí)，畫面模糊會(huì)非常明顯，而CRT 即使當(dāng)前分辨率低于默認(rèn) 1 倍也不會(huì)十分明顯。 二、 LCD 顯示器 液晶顯示品種多，內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，字符型液晶顯示電路板有兩種點(diǎn)陣顯示字符： 5 7 和 5 10；每種點(diǎn)陣又分為 1行、 2行和 4 行三類，沒行有 1 80等多種字符位長(zhǎng)度， LCD液晶顯示器主要是在兩片平行的玻璃當(dāng)中放置液 天津科技大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 態(tài)的晶體，它兼有液體的流動(dòng)性和晶體的光學(xué)特性，兩片玻璃中間有許多垂直和水平的細(xì)小電線，透過通電與否來控制桿狀水晶分子改變方向，將光線折射出來產(chǎn)生顯示畫面。 （ 5）電流繼電器和電壓繼電器屬于常用的電磁繼電器之一。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會(huì)在彈簧的反 作用力返回原來的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）吸合。 三、 AD 轉(zhuǎn)換器芯片型號(hào)的選取 串行 AD轉(zhuǎn)換器的集成芯片也是種類繁多，其中 TLC0832 與 TLC0834 都是被廣泛應(yīng)用的芯片。 本次設(shè)計(jì)中將壓力傳感器安裝于水塔的底部，根據(jù)流體的性質(zhì)，傳感器檢測(cè)的壓力大小只與水塔中水位的高度成正比，而與水塔的截面積無關(guān)。激光的光束很窄，在水位計(jì)中通過光學(xué)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成約 20mm 寬的光束，這樣即使被測(cè)物面很粗糙，漫反射光也能被傳感器接收。 5．射線水位計(jì)：核輻射放出的射線 (如丫射線等 )具有較強(qiáng)的穿透能力，且穿過不同厚度的介質(zhì)有不同的衰減特性，核輻射式水位計(jì)正是利用這一原理來檢測(cè)水位的。可實(shí)現(xiàn)非接觸檢測(cè)、檢測(cè)范圍寬、并且檢測(cè)不受介質(zhì)密度、介電常數(shù)、導(dǎo)電性等的影響，因此它的適用范圍非常廣泛，包括水渠、油罐、粘稠、腐蝕性及有毒水位等的水位檢測(cè)中。不同水位計(jì)可分為如下幾種： 1． 直讀水位計(jì)： 如圖 23所示 開始 初始化 設(shè)定報(bào)警值 設(shè)定上下限值 AD 數(shù)據(jù)采集 是否超報(bào)警上限 上限報(bào)警 繼電器控制水泵 下限報(bào)警 顯示采集數(shù)據(jù) 是否超報(bào)警下限 是否正常范圍 天津科技大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 直讀式水位檢測(cè)方法：是一種直接用與被測(cè)容器連通的玻璃管或玻璃板來顯示容器中的水位高度，它是最原始但仍應(yīng)用較多的一種水位檢測(cè)儀表 。 整個(gè)系統(tǒng)組成框圖 如圖 21所示?，F(xiàn)場(chǎng)采集單元對(duì)水塔的水位信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，同時(shí)完成數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、存貯；中央監(jiān)控單元可以定期或不定期地從現(xiàn)場(chǎng)采集單元獲取數(shù)據(jù)并完成圖像監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、報(bào)表、打印及個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，中央監(jiān)控單元處于主控位置，而現(xiàn)場(chǎng)采集單元可以隨時(shí)響應(yīng)中央監(jiān)控單元的命令。 一、 PLC 水塔水位控制系統(tǒng)：利用液位傳感器，量取水塔內(nèi)水位的高低，并把傳輸?shù)臄?shù)據(jù)傳往 PLC（可編程邏輯控制器），然后經(jīng)由 PLC 進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、比較，最后輸出 控制水泵和電磁閥。本研究課題給出了以 Atmel 公司 AT89C5l 單片機(jī)為核心器件的水塔水位檢測(cè)控制系統(tǒng)仿真設(shè)計(jì)。一旦斷水，輕則給人們生活帶來極大的不便，重則可能造成嚴(yán)重的生產(chǎn)事故及損失。為了達(dá)到水資源的合理利用，我們可以充分應(yīng)用新的 信息 技術(shù) 實(shí)現(xiàn)水位智能控制。 本設(shè)計(jì)介紹的是一種用 AT89C51 單片機(jī)做主控元件的半導(dǎo)體壓力傳感器 水塔水位測(cè)量系統(tǒng)。水塔供水的主要問題是塔內(nèi)的水需要始終保持在適當(dāng)?shù)奈恢?，不能出現(xiàn)“空水”、“溢水”狀況發(fā)生。 singlechip microputer。為保證住宅小區(qū)用戶用水量的供應(yīng)，必須實(shí)現(xiàn)對(duì)水塔水位的智能控制。因此，設(shè)計(jì)一套成本低，安裝方便，靈敏性好，節(jié)約水源，方便家庭和單位控制水塔水位的理想控制裝置具有十分重要的意義。非接觸型水位測(cè)量系統(tǒng)的感應(yīng)元件與被測(cè)水位不接觸，測(cè)量部件不會(huì)受被測(cè)介質(zhì)的影響，也不影響被測(cè)介質(zhì)，因而其應(yīng)用范圍更加廣泛。除此之外，該系統(tǒng)還包括了以差壓傳感器為主的 信號(hào)采集模塊，以水泵為主的注水啟停驅(qū)動(dòng)模塊及報(bào)警、顯示模塊等。 第三節(jié) 本課題主要研究?jī)?nèi)容 水塔智能水位控制系統(tǒng)是一個(gè)完整的液位控制系統(tǒng)，它包括采樣、處理、控制等部分組成，課題將研究整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想、基本結(jié)構(gòu)框架、主要硬件設(shè)計(jì)與軟件程序這幾部分問題。根據(jù)水位測(cè)量所涉及的水位存儲(chǔ)容器、被測(cè)介質(zhì)以及工藝過程的不同，水位計(jì)類型的選用也不同。它可將各種物位、液位介質(zhì)高度的變化轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)，遠(yuǎn)傳至操作控制室供二次儀表或計(jì)算機(jī)裝置進(jìn)行集中顯示、報(bào)警或自動(dòng)控制。將兩種信號(hào)混合處理，所得信號(hào)頻正比于罐頂?shù)揭好嬷g的距離。 6．激光水位計(jì)：其檢測(cè)原理類似于超聲波水位計(jì)，只是采用光波代替了超聲波。壓力傳感器一般由彈性敏感元件和位移敏感元件（或應(yīng)變計(jì)）組成。 （ 2）按工作原理及特點(diǎn)可分為積分型、逐次逼近型、并行比較型 /串并行型、∑△調(diào)制型、 VF變換型等。 一、 繼電器的介紹 繼電器是具有隔離功能的自動(dòng)開關(guān)元件，在本次設(shè)計(jì)當(dāng)中主要來做自動(dòng)控制作用，系統(tǒng)采用 +5V 的直流電來控制 220V 的交流電，以達(dá)到控制水泵的作用，因?yàn)槭窃谶@里是以一種弱電來控制強(qiáng)電，所以安裝和使用的過程當(dāng)中一定要注意用電安全注意事項(xiàng)。 （ 2）干簧繼電器是一種新型密封觸點(diǎn)的繼電器，它既能導(dǎo)磁又能導(dǎo)電，兼有普通電磁繼電器的觸點(diǎn)和磁 路系統(tǒng)的雙重作用，具備快速動(dòng)作、靈敏度高、穩(wěn)定可靠和消耗功率低等優(yōu)點(diǎn)。這種顯示塊有共陰極和共陽極兩種，八個(gè)二極管的陰極并接成一個(gè)公共端稱為共陰極；八個(gè)二極管的陽極并接成一個(gè)公共端，稱 為共陽極。 缺點(diǎn)三： 液晶顯示 器 的亮度和對(duì)比度不是很好。 體積小、重量輕 液晶顯示器通過顯示屏上的電極控制液晶分子狀態(tài)來達(dá)到顯示的目的，在重量上比相同顯示面積的傳統(tǒng)顯示器要輕得多。由于將多功能 8 位 CPU 和閃速 存儲(chǔ)器 組合在單個(gè)芯片 中。1288 位內(nèi)部 RAM 空閑方式停止 CPU的工作，但允許RAM，定時(shí) /計(jì)數(shù)器， 串行通信 口及 中斷系統(tǒng) 繼續(xù)工作。 P1 口管腳寫 1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 天津科技大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 P3口： P3 口管腳是 8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL 門電流。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。 /PSEN： 外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。 四、 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 如 圖 32 所示 為 AT89C51 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 ，其重要包括中央處理器 CPU、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、內(nèi)部程序存儲(chǔ)器、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、并行 I/O 口、串行口、中斷控制電路、時(shí)鐘電路等幾部分組成。 %FS/年（機(jī)械振動(dòng)頻率 20Hz～ 1000Hz） 電氣連接： 5 芯導(dǎo)氣屏蔽電纜全密封； 壓力連接：投入式 連接螺紋材 料： 304 不銹鋼 三、 工作原理 將壓力傳感器安裝在水塔底部，水塔內(nèi)水位液面與底部形成一定壓力，水位液面越高，壓力越大；水位液面低，壓力越小。另外，其輸入基準(zhǔn)電壓大小可以調(diào)整。在這里，模擬信號(hào)以單端方式輸入，參考 電壓 為５Ｖ，即Ａ／Ｄ模擬量的輸入范圍為０～５Ｖ。 讀操作時(shí)， E高電平有效 7 DB0 低 4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 0位（最低位） 8 DB1 低 4 位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 1位 9 DB2 低 4 位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 2位 10 DB3 低 4 位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 3位 11 DB4 高 4 位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 4位 12 DB5 高 4 位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 5位 13 DB6 高 4 位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 6位 14 DB7 高 4 位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 7位（最高位）（也是 busy flag） 15 BLA 背光電源正極 16 BLK 背光 電源負(fù)極 寄存器選擇控制表 如下 RS R/W 操作說明 0 0 寫入指令寄存器（清除屏等） 0 1 讀 busy flag（ DB7），以及讀取位址計(jì)數(shù)器（ DB0~DB6）值 1 0 寫入數(shù)據(jù)寄存器（顯示各字型等） 1 1 從數(shù)據(jù)寄存器讀取數(shù)據(jù) 第五節(jié) 繼電器輸出 在水塔水位控制系統(tǒng)中，水塔內(nèi)的水位及液位面與水塔底部的壓力必須依靠電機(jī) 水泵的啟停來維持，而電機(jī)水泵的啟停又由繼電器控制，其控制電路 如 圖 天津科技大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 36 所示。采用雙電源供電（主電源和備用電源），可設(shè)置備用電源充電方式，提供了對(duì)后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。圖中其余部分是起電壓調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓作用的控制部分。 圖 39 報(bào)警電路圖 報(bào)警裝置的設(shè)計(jì)思路是首先把上、下限報(bào)警值分別存在 XMAX和 XMIN單元中，然后取本次采樣值 Xi先與上限值 MAX 進(jìn)行比較，如果大于上限報(bào)警值，單片機(jī)發(fā)出高電平信號(hào)，使繼電器斷開，水泵電機(jī)停止向水塔內(nèi)注水，同時(shí)，單片機(jī) 輸出低電平，使 LED1 亮，進(jìn)行上限報(bào)警；如果采樣值 Xi 小于上限報(bào)警值，則繼續(xù)講采樣值 Xi 與下限報(bào)警值想比較，若小于下限報(bào)警值，單片機(jī)送出低電平信號(hào)，這時(shí)繼電器吸合，水泵電機(jī)開始向水塔內(nèi)注水，同時(shí)，單片機(jī) 輸出低電平，使 LED2 亮，進(jìn)行下限報(bào)警；如果采樣值既不大于上限值也不小于下限值， 則直接送采樣值到顯示模塊進(jìn)行實(shí)時(shí)液位顯示。那么定時(shí)時(shí)間到后就會(huì)使單片機(jī)復(fù)位。 二、 復(fù)位電路 復(fù)位電路，就是利用它把電路恢復(fù)到起始狀態(tài)。5% ，即 ～ 。程序設(shè)計(jì)過程應(yīng)當(dāng)包括分析、設(shè)計(jì)、編碼、測(cè)試、排錯(cuò)等不同階段。 編寫程序文檔 許多程序是提供給別人使用的，如同正式的產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)提供產(chǎn)品說明書一樣，正式提供給用戶使用的程序，必須向用戶提供程序說明書。 AD轉(zhuǎn)換程序如下 include union adres {int y1。 //選擇 A/D 通道為 RA2，打開 A/D 轉(zhuǎn)換器 /