【正文】 外 ROM 芯片的選通。 石英晶振起振后要能在 XTAL2 線上輸出一個 3V 左右的正弦波，以便使MCS51 片內(nèi)的 OSC 電路按石英晶振相同頻率自激振蕩。 1．內(nèi)部結構 ADC0809 由八路模擬開關、地址鎖存與譯碼器、比較器、 256 電阻階梯、樹狀開關、逐次逼近式寄存器 SAR、控制電路和三態(tài)輸出鎖存器等組成。例如： D1=1，則上面開關閉合而下面開關斷開， D1=0 時的情況正好與此相反。比較器對輸入模擬電壓 VIN 和 VST 進行比較。當 ALE線為高電平時， ADDA、ADDB 和 ADDC 三條地址線上地址信號得以鎖存，經(jīng)譯碼后控制八路模擬開關工作。 VCC為 +5V 電源輸入線， GND 為地線。 ② 地址鎖存器：共有 8 位，用于鎖存 CPU 送來的 RAM 單元地址和端口地址。 ⑥ 命令寄存器和狀態(tài)寄存器：皆為 8 位寄存器。 PC5— PC0為 I/O 數(shù)據(jù) /控制線，共有 6 條，在通用 I/O 方式下，用作傳送 I/O 數(shù)據(jù)；在選通 I/O 方式下，用作傳送命令 /狀態(tài)信息。 T/IN 和 OUT/T ： T/IN 是計數(shù)器輸入線，其上脈沖用于對 8155 片內(nèi) 14位計數(shù)器減 1。 179。 179。 179。 179。 179。 179。 179。表示 0 或 1。例如：只有 D5=1 狀態(tài)時， B 口的中斷才被允許。定時器長度字用于設定定時器的工作方式和定時器的 定時初始值。 ②選通 I/O 方式：由命令字中 D3D2狀態(tài)設定， A 口和 B 口都可獨立工作于這種方式。 8155 收到 ASTB 上負脈沖信號后做兩件事：一是從 PA7— PA 0 上把輸入的數(shù)據(jù)鎖存到 A 口寄存器；二是通過 A 口緩沖器滿觸發(fā)器 QABF的置位而使 A 口緩沖器滿輸出線 A BF 變?yōu)楦唠娖?，以通知“輸入設備” 8155 已從 A口收到了它的輸入數(shù)據(jù)。 A 口和 B 口都可設定為本工作方式：若命令字中D0=1 和 D3D2=10B（或 11B），則 A 口設定為本工作方式；若命令字中 D1=1和 D3D2=11B，則 B口設定為本工作方式。 4． 3 硬件電路及接口設計 4． 3． 1 MCS51 單片機與 BCD 碼撥盤的接口設計 1 BCD 碼撥盤 撥盤種類很多，作為人機接口使用的最方便的撥盤是十進制輸入， BCD碼輸出的 BCD 碼撥盤。 表 5 BCD 碼撥盤的輸入輸出狀態(tài)表。 3 多片 BCD 碼撥盤與單片機的接口 在應用系統(tǒng)中，要輸入多位十進制數(shù)時，應將多片 BCD 碼撥盤拼接。當選中某位時，該位的控制端置 0，其他三個控制端置 1。磁極上繞有三相控制繞組，分別對應于 A、 B 和 C 三相 電源。但 A極和 C 極上的齒又分別和轉(zhuǎn)子上對應齒錯新的 1/3 齒距（即 3176。這就是所謂的三相單三拍通電方式。 按上述順序通電，步進電機正轉(zhuǎn)；按相反順序通電，步進電機反轉(zhuǎn)。因此輸入部件的構件要求能把交流放大，并且阻抗高。 LED（ Light— Emitting Diode）是發(fā)光二極管的簡稱。因此， LED 上所顯示字形不同，相應字形碼也不一 圖 第二級的采樣和保持電路 樣。正常顯示時 G 腳接 +5V，各發(fā)光二極管是否點亮取決于 a— SP 各引腳上是否是低電平 0 伏。 LE 為高電平時鎖存輸入數(shù)據(jù)，h+I 為輸入數(shù)據(jù)大于等 于 10 指示位，若輸入數(shù)據(jù)大于或等于 10，則 h+I 輸出高電平，否則輸出為低電平； VCR 為輸入等于 15 指示位，若輸入數(shù)據(jù)等于15，則 VCR 輸出高電平，否則為高阻狀態(tài)。圖中， B 口和所有 LED 的 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g、 SP 引線相連，各 LED控制端 G 和 8155C 口相連，故 B 口為字形口和 C 口為字位口，因為 CPU 可以通過 C 口控制各 LED 是否點亮。 MC14495 芯片是由 4 位鎖存器、地址譯碼器和筆段 ROM 陣列以及帶有限流電阻的驅(qū)動電路（輸出電流為 10mA）等三部分電路組成。若G 腳接地，則 LED 被點亮；若 G 腳 TTL 高電平，則它被熄滅。例如：若在共陰 LED 管的 SP、 g、f、 e、 d、 c、 b、 a 管腳上分別加上 7FH 控制電平（即： SP 上為 0 伏，不亮；其余為 TTL 高電平，全亮），則 LED 顯示管顯示字形為“ 8”。 V D 2V D 1V D 3 V D 4R?1KR?1KR?1KR?1KR?1KR?1KR?1KR?1KR?1KC?0 .0 1 u FC?0 .0 1 u FC?0 .0 1 u FC?0 .0 1 u FC?0 .0 1 u FC?0 .0 1 u FR?1KR?1KR?1KR?1K 圖 電磁流量計初級輸入放大電路 4． 3． 4 MCS51 對 LED 的接口 在單片機系統(tǒng)中， LED 和鍵盤是兩種很 重要外設。檢測流體的性質(zhì)，通常與流體的共同電位 C 對比， + 27 V7406P P P MLAMLBMLCA T 89C 51 圖 AT89C51 與步進電機接口電路 流量信號特別是 A、 B 兩極間的直流成分相重疊。 （ 1）步進電機控制電路 89C51 對三相步進電機的控制電路如圖 所示。的規(guī)律轉(zhuǎn)動起來；若把通電順序改為 ABCA，則步進馬達就會沿逆時針方向一每個脈沖 3176。）。因此，步進電機在需要精確定位場合應用廣泛。四個與非門輸出8， 4， 2， 1 端分別接入 ， ， ， 。這時撥盤輸出的 BCD 碼為正邏輯（原碼），如表 924 所示。撥盤撥到不同位置時，輸入控制線 A 分別與 4 根 BCD 碼輸出線中的某根或某幾根接通。 C 8155 利用 ASTB 上升沿檢測 QABF和 QIEA（由命令字 D4位設定）觸發(fā)器都為 1 狀態(tài)就使 A INTR 線變?yōu)楦唠娖剑员阆?8031 提出中斷請求。在輸入設備輸入下一個數(shù)據(jù)后， 8155 重復上述過程。 當“輸入設備”輸入一個數(shù)據(jù)并把它送到 A 口時，該設備還向 8155的 ASTB (A 口選通 )線上發(fā)送一個低電平選通信號。其中， A、 B 兩口的輸入 /輸出由 D1D0 決定， C 口各位由 D3D2 狀態(tài)決定。但應注意：8155 命令寄存器和狀態(tài)寄存器是共用一個端口地址的，這由對該端口進行讀還是寫來區(qū)分。若定時器正在計數(shù)或開始計數(shù)前，則 D6=0；若定時器已計滿，則 D6=1，并在硬件復位或?qū)λx出后又恢復為 0。 179。 計數(shù)器高 8 位 0 179。 計數(shù)器低 8 位 0 1 179。 C 口 0 1 179。 B 口 0 1 179。 A 口 0 1 179。 命令 /狀態(tài)寄存器 0 1 179。 表 4 8155 端口地址分配 CE IO/M A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 所選端口 0 1 179。若 ALE=1，則 8155 允許 AD7— AD0 上地址鎖存到“地址鎖存器”；否則， 8155 的地址鎖存器處于封鎖狀態(tài)。 ② I/O 總線（ 22 條）： PA 7— PA 0為通用 I/O 線，用于傳送 A 口上的外設數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳送方向由 8155 命令字決定（見圖 721）。 A 口和 B 口的 I/O 寄存器為 8位，即可以存放外設的輸出數(shù)據(jù)又可以存放外設的輸入數(shù)據(jù)； C 口的 I/O 寄存器只有 6 位，用于存放 I/O 數(shù)據(jù)或命令 /狀態(tài)信息。 1．內(nèi)部結構和引腳功能 （ 1）內(nèi)部結構 8155 共由七部分電路組成，它們主要是雙向數(shù)據(jù)總線緩沖器、地址鎖存器、地址譯碼器和讀寫控制器、 RAM 存儲器、 I/O 寄存器、命令寄存器和狀態(tài)寄存器以及定時器 /計數(shù)器等。 OE 為“輸出允許”線，高電平時能使21— 28引腳上輸出轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。 2．引腳功能 ADC0809 采用雙列直插式封裝，共有 28 條引腳，如圖 所示，現(xiàn)分為四組簡述如下： I N 026m s b 2 1212 220I N 1272 3192 418I N 2282 582 615I N 312 714l s b2 817I N 42E O C7I N 53A D D A25I N 64A D D B24A D D C23I N 75A L E22r e f ( )16E N A B L E9S T A R T6r e f ( + )12C L O C K10ADC0809 圖 ADC0809 引腳圖 （ 1） IN0— IN7（ 8 條） IN0— IN7為八路模擬電壓輸入線，用于輸入被轉(zhuǎn)換的模擬電壓。 A/D 轉(zhuǎn)移前， SAR 為全 0。 SAR中高位 D1 控制左邊兩只樹狀電子開關，低位 D0 控制右邊四只樹狀開關。 ADC0809 是一種 8 位逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器，可以和微機直接接口。 在單片機應用系統(tǒng)中，除單片機本身需要復位以外，外部擴展 I/O 接口電路等也需要復位，因此需要一個包括上電和按鈕復位在內(nèi)的系統(tǒng)同步復位電路。若 EA =1，則允許使用片內(nèi) ROM；若 EA =0，則允許使用片外 ROM。 3．控制線（ 6 條） ① ALE/ PROG ：地址鎖存允許 /編程線，配合 P0 口引腳的第二功能使用。當 P1口作為通用 I/O 使用時， — 的功能和 P0 口的第一功能相同，也用于傳送用戶的輸入輸出數(shù)據(jù)。現(xiàn)對它們綜述如下： ① — ：這組引腳共有八條，為 P0口所專用，其中 ， 為最低位。在 MCS51 系列中，各類單片機是相互兼容的，只是引腳功能略有差異。通過 PID控制算法，編寫出相應的流量控制子程序，實現(xiàn)對流量的控制，達到預期的控制要求；三、各子程序。通過模擬電量來控制閥門的動作，從而調(diào)節(jié)流量，實現(xiàn)流量的精確控制。 第三章 總體設計 3． 1 硬件構成與工作原理 本系統(tǒng)主要由水泵、流量傳感器、電動閥門和 MCS51 單片機控制系統(tǒng)以及液體管線和控制線、監(jiān)視線等組成。離散化處理的方法為：以 T 作為采樣周期， k 作為采樣序號，則離散采樣時間 kT 對應著連續(xù)時間 t，用求和的形式代替積分，用增量的形式代替微分，可作如下近似變換： t? kT （ k=0， 1， 2） ?t0 dt)t(e?T??k0j )jT(e=T??k0j ej dt)t(de ? T ]T)1k[(e)kT(e ?? = T 1ekek ?? 上式中，為了表示方便 ,將類似于 e（ kT）簡化成 ek等。數(shù)字 PID控制器與模擬 PID 控制器相比，具有非常強的靈活性，可以根據(jù)試驗和經(jīng)驗在線調(diào)整參數(shù)，因此可以得到很好的控制性能。而電磁流量計以電磁感應定律為基礎，通過安裝在管道兩側(cè)的磁鐵，以流動的液體當作切割磁力線的導體，由產(chǎn)生的感應電動勢測知管道內(nèi)液體的流速和流量。 AD 轉(zhuǎn)換器將連續(xù)的模擬量轉(zhuǎn)化為單片機能接受的離散的數(shù)字量。系統(tǒng)軟件主要包括主程序，流量控制程序和供主程序調(diào)用的各個小的子程序。在不銹鋼不耐某些工藝介質(zhì)腐蝕的強腐蝕 的場所，如工藝介質(zhì)為濕氯氣時，濕氯氣中含有的微量鹽酸會使不銹鋼波紋管很快被腐蝕，則控制閥閥桿不能采用波紋管密封的形式。 因此，選擇控制閥，除了閥體結構、材質(zhì)、執(zhí)行機構、口徑計算外，還應根據(jù)控制流體的壓力、溫度、壓差、流體的性質(zhì)，合理選擇上閥蓋的結構形式和填料函，以防止流體沿著控制閥閥桿泄漏出來，即應充分考慮閥桿密封的性能和使用壽命。 1． 4 控制閥概述 控制閥是自動控制系統(tǒng)中非常重要的一個環(huán)節(jié)，猶如人的手和腳。（ ～ 1）﹪，可用于昂貴介質(zhì)的精確測 量，而一些低精度流量計成本較為低廉，用于對控制調(diào)節(jié)等一般要求的場合。 共模干擾：頻率相位與流量信號一致的干擾信號，產(chǎn)生的主要原因之一是絕緣電阻和分布電容產(chǎn)生分壓；之二是雜散電流在地線上產(chǎn)生壓降。 2．磁路系統(tǒng) 磁路系統(tǒng)的作用是要產(chǎn)生一個磁場，而產(chǎn)生的磁場波形由選用的勵磁方式?jīng)Q定。 5）應用口徑范圍大，小口徑、微小口徑常用于醫(yī)藥衛(wèi)生等有衛(wèi)生要求的場所，中小口徑常用于高要求或難測場合，如造紙工業(yè)測量紙漿液，大口徑多用于給排水工程。電磁流量計已基本實現(xiàn)小型化、智能化、一體化，并已有 級精度的商品化電磁流量計出現(xiàn)。但是由于感應電勢很小，一般為毫伏數(shù)量級，故對抗干擾要求很高，且流體必須具有導電性。渦淪流量計的基本原理是渦輪在流體流動的作用力推動之下不斷轉(zhuǎn)動，渦輪轉(zhuǎn)動的角速度， 也就是訊號的頻率數(shù)，它基本上與流體介質(zhì)的體積流量值成正比，測量這一頻率數(shù)就可確定流體的瞬時流量和累積流量值。 工業(yè) 上常用的流量計種類很多，如按照其測量原理來分類，大致有四類：差壓式流量計，速度式流量計，