【正文】 ....... 26 致 謝 ...................................................................................................................... 27 參考文獻 ................................................................................................................. 28 附錄 1 80C51 單片機的水箱控制系統(tǒng)電路圖 第 2 頁 水塔水箱 水位 自動控制器 的設計 [摘 要 ] 大型水塔水箱是很多公司生產過程中必不可少的部件，它的性能和工作質量的優(yōu)良不僅僅對生產有著巨大的影響，而且也關系著生產的安全。該系統(tǒng)采用單片機實現了水塔水位的自動控制，設計出一種成本低、高實用價值的水塔水位控制器。所以應用到眾多系統(tǒng)開發(fā)中。隨著 SCM 在架構上的不斷發(fā)展，新一代單片機不斷涌現，這些單片機的控制功能被不斷擴充，許多外圍功能部件被內裝化，如A/D、 PWM、 WDT 等，所以已不能用 SCM 來準確表達其內涵了。 一方面，出現了高速、大尋址范圍、強運算 能力的 8位、 16 位、 32 位通用型單片機。 80C51 變成有眾多 IC制造商支持并開發(fā)出上百個機種的大家族，先統(tǒng)一稱其為新一代的 80C51。（手動 1，自動 0） ： M2 起動 KM1 控制輸出信號。 ：手動停 M1 輸入信號，低電頻有效動作。 手動 /自動模式轉換控制如下： 全自動模式下，系統(tǒng)自動判斷水位的狀況，選擇不同的工作狀態(tài)。下面簡單介紹下其各個部分的功能。 數據存儲器， RAM，片內為 128B,片外最多可外擴 64KB。 串行口， 1 個全雙工的串行口，具有 4 中工作方式。 若采用 12MHz 的晶體振蕩器，則每個機器周期為 1us，每個狀態(tài)周期為 1／ 6us；在一數情況下，算術和邏輯操作發(fā)生在 N 期間，而內部寄存器到寄存器的傳輸發(fā)生在 P2 期間。圖如 31： 第 10 頁 圖 31 80C51震蕩電路原理圖 引腳及其功能說明： 80C51 單片機的 40 個引腳 [7]中有 2 個專用于主電源引腳， 2 個 外接晶振的引腳， 4 個控制或與其它電源復用的引腳，以及 32 條輸入輸出 I/O 引腳。當單片機振蕩器工作時，該引腳上出現持續(xù)兩個機器周期的高電平，就可實現復位操作，使單片機復位到初始狀態(tài)。 當 EA 端保持低電平時，無論片內有無程序存儲器，均只訪問外部程序存儲器。對于 MCS— 52 子系列單片機， 還有第 2功能： /計數器 2的計數脈沖輸入端 T2； /計數器 2的外部控制端 T2EX。 80C51 結構圖如圖 32 下： 引腳 第 2 功能 RXD（串行口輸入端 0） TXD（串行口輸出端） INT0（部中斷 0請求輸入端，低電平有效） INT1（中斷 1請求輸入端，低電平有效） T0（時器 /計數器 0計數脈沖端） T1（時器 /計數器 1數脈沖端） WR（部數據存儲器寫選通信號輸出端，低電平有效） RD（部數據存儲 器讀選通信號輸出端，低電平有效） 第 13 頁 圖 32 80C51結構圖 光電隔離簡介 水箱的控制器由 8051 系統(tǒng)構成。 EPROM2764 芯片實現系統(tǒng)功能說明 EPROM2764 芯片是 8K*8 字節(jié)的紫外線擦出、可編程只讀存儲器，單一 +5V 供電，工作電流為 75mA，維持為 35mA,讀出時 間最大為 250nS,封裝為 28 引腳的雙列直插式封裝。 4..2 控制器程序原理 系統(tǒng)主程序原理以及流程框圖 主程序要實現的是，對數據的初始化，并且判斷用戶是使用自動模式還是手動模式，根據用戶的具體需求： 若用戶選擇自動模式，則程序調用自動化子程序； 若用戶選擇手動模式，則程序調用手動子程序。 手動模式子程序首先判斷“水位是否 LG” ，若水位 LG 達到指標，則程序返回主程序；若水位 LG未達到指標，則程序運行“判斷 有無鍵合”： 若“判斷沒有鍵合”則子程序進行循環(huán)； 若“判斷鍵合”，則程序判斷“ M1是否鍵合”。這樣產品的體積變小了，成本也降低了 ， 長期使用也不會擔心精度達不到了。 由于自身缺少在實踐設計的經驗，所以在這次的設計中我自身也發(fā)現了很多不足的方面，從論文的本身的方面的結構到 具體設計中硬件設計知識和經驗的不足使得設計和論文存在的很多的問題，但是我的導師程老師的細心指導下，經過前后多次的修改和完善，最終完成了畢業(yè)設計的任務。 賈 老師淵博的專業(yè)知識，嚴謹的治學態(tài)度，精益求精的工作作風，誨人不倦的高尚師德 ，嚴以律己、寬以待人的崇高風范，樸實無華、平易近人的人格魅力對我影響深遠。從跨入大學的校門的那一刻起我就把這一信念作 為人生的又一座右銘。通過這次設計，我綜合運用大學四年所學知識去分析和解決問題，我深刻的了解和掌握了單片機的控制原理和設計方法。以前沒有單片機時，這些東西也能做，但是只能使用復雜的模擬電路，然而這樣做出來的產品不僅體積大，而且成本高，并且由于長期使用，元器件不斷老化，控制的精度自然也會達不到標準。 自動模式程序 : AUT： NOP ；空命令 JNB , LG ； 水位高 — LG 開始 初始化 自動？ 轉自動 轉手動 第 20 頁 JB LD ；水位沒低 LD CLR ；水位低報警 JB , LDD ；水位未低低 LDD CLR ；水位低低報警 JNB , Y1 ； M1 已啟動 — Y1 CLR ；否則啟動 M1 Y1: JNB ,Y2 ； M2 已啟動 Y2 CLR ；否則啟動 M2 Y2: ACALL DELAY ；延時 1 分鐘 AJMP AUT ；返回自動模式 LDD: JNB ,Y3 ；單獨運行 M1（ LDD〈水位〈 LD） CLR Y3: JB Y2 SETB AJMP Y2 LG: CLR ； 水位高報警 LD: AJMP MAIN ； 返回主程序 自動模式子程序原理 框圖如圖 42： 第 21 頁 圖 42 自動模式子程序原理框圖 開始 水位高？ 水位低？ M2 是否開 M2 是否開 水位低低 ? 水位低報警 開 M1 水位低低報警 開 M2 水位高報警 返回主程序 M1 是否開 開 M1 M1 是否開 延遲 1 分鐘 N Y N Yes Yes N no No 停 M2 Y Y N Y Y No 返回主程序 第 22 頁 手動 模式子程序原理框圖以及流程框圖 手動模式子程序運行的前置條件是，系統(tǒng)開始運行，并且用戶選擇使用自手動控制模式。當水位到達規(guī)定容量時，停止泵水。 其中輸入端 D0~D7 接至單片機的 P0 口，輸出端提供的是低 8位地址， G端接至單片機的地址鎖存允許信號 ALE。 繼電器隔離是用電信號控制繼電器的機械觸電來實現隔離控制。它為雙功能口，可以作為一般的準雙向 I/O 接口，也可以將每 1位用于第 2 功能，而且 P3口的每一條引腳均可獨立定義為第1功能的輸入輸出或第 2功能。 對于片內含有 EPROM 的單片機，當 EPROM 編程時，從 P0口輸入指令字節(jié)，而當檢驗程序時，則輸出指令字節(jié)。 當 EA 端保持高電平時，單片機訪問片內程序存儲器 4KB（ MS— 52 子系列為 8KB）。對于 CHMOS 芯片，該引腳懸空不接。 對于雙字節(jié)單機器指令，通常是在一個機器周期內從程序存儲器中讀人兩個字節(jié)，但 Movx 指令例外， Movx 指令是訪問外部數據存儲器的單字節(jié)雙機器周期指令，在執(zhí)行 Movx 指令期間，外部數據存儲器被訪問且被選通時跳過兩次取指操作。 時序 ： 80C51 單片機的一個執(zhí)器周期由 6 個狀態(tài) (s1— s6)組成，每個狀態(tài)又持續(xù) 2 個接蕩周期，分為 P1和 P2兩個節(jié)拍。 定時器 /計數器，片內有 2 個 16 位的定時器 /計數器，具有 4 種工作方式。枷執(zhí)行指令時，從程序存儲器中取來經譯碼器譯碼后