【正文】 存儲(chǔ)器、輸入輸出設(shè)備構(gòu)成。基于該系統(tǒng)的單片機(jī)系統(tǒng) ,直到現(xiàn)在還被廣泛應(yīng)用 。液位信息經(jīng)傳感器采集后送入單片機(jī)，單片機(jī)進(jìn)行控制并送液晶顯示，可用鍵盤(pán)進(jìn)行控制液位上、下限。 方案二： 投入式液位傳感器 投入式液位傳感器 是一種用于測(cè)量液位的壓力傳感器。 以此也不適合在本次設(shè)計(jì)中使用。所以此設(shè)計(jì)選擇本方案， LM1042 液位檢測(cè)器 的具體原理圖見(jiàn)第三章。為減少執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)單片機(jī)的影響，提高穩(wěn)定性，在執(zhí)行機(jī)構(gòu)前加有光電隔離器，并由電磁繼電器控制電動(dòng)機(jī)的開(kāi)關(guān)。在實(shí)時(shí)性要求比較高的場(chǎng)合應(yīng)采用硬件完成。 液位檢測(cè)系統(tǒng)硬件的選擇 （ 1）主控元器件單片機(jī)的選擇 煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 6 AT89C52 是 一個(gè)低電壓、高性能 CMOS 八塊包含 8 k 字節(jié)的只讀 ,可反復(fù) CaXie 閃光程序內(nèi)存和 256字節(jié)的數(shù)據(jù)隨機(jī)存取記憶體 (RAM),這種裝置使用的高密度 ATMEL公司生產(chǎn)的、非易失的存儲(chǔ)技術(shù) ,通過(guò) mcs— 51 匯編語(yǔ)言指令系統(tǒng) emc 標(biāo)準(zhǔn)一般的 8位 ,內(nèi)置的CPU 和 Flash 存儲(chǔ)單元 AT89C52 單片機(jī) ,在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。提供了豐富的指令集 :清晰顯示 ,光標(biāo)的由來(lái) 。 ADC0809 CMOS數(shù)據(jù)采集設(shè)備 ,因?yàn)樗坏?8逐次逼近式 A / D 轉(zhuǎn)換器部分包括 8 頻道轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和控制邏輯與微處理器兼容。在硬件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)工作有：利用 C語(yǔ)言編寫(xiě)數(shù)據(jù)采集與控制、顯示程序軟件。 RST / Vpd 重置 ,外部的輸入端口電阻電容復(fù)位電路。寫(xiě)信給港口“ 1” ,通過(guò)內(nèi)部和耐高水平、港口 ,這次可使輸入口。 當(dāng)一剎那編程或證明， P2口也收到高地址和某一控制信號(hào)。當(dāng)振蕩器的工作 ,RST 銷(xiāo)出現(xiàn)兩個(gè)以上高水平機(jī)器周期將使單片機(jī)復(fù)位。禁 止 ALE PSEN:程序存儲(chǔ)器 (PSEN)輸出是允許程序內(nèi)存他媽的外選擇號(hào)碼 ,當(dāng)讀溝通的外部程序記憶的接受指揮 AT89C52(或數(shù)據(jù) ),每個(gè)機(jī)器周期兩個(gè) PSEN 是有效的輸出兩個(gè)脈沖。 特殊功能寄存器 在內(nèi)部存儲(chǔ)器 ,80 HFFH AT89C52的共 128個(gè)單位 SFR 特殊功能寄存器 (),SFR 地址空間不是所有的地址都被定義為 ,從 80年 HFFH 128字節(jié)只是冰山的定義 ,并且相當(dāng)多的未定義的。例如，下面的直接尋址指令訪問(wèn)特殊功能寄存器 0A0H（即 P2 口）地址單元。當(dāng)定時(shí)器 2工作在向上或向下技術(shù)工作方式時(shí)， EXF2不能激活中斷。 C/2T =1時(shí)，選擇外部事件計(jì)數(shù)方式（下降沿觸發(fā)）。 當(dāng)計(jì)數(shù) 器處在 工作 狀態(tài) ，當(dāng)在 T2別針外在輸入信號(hào)由 1到 0下落生產(chǎn)時(shí)時(shí)，記數(shù)器的價(jià)值加 1，在這工作之下，每個(gè)機(jī)器周期5SP2期間，繼續(xù)采樣對(duì)外在輸入。時(shí)鐘輸出頻率取決于振蕩頻率和定時(shí)器 2 捕獲寄存器（ RCAP2H， RCAP2L）的重新裝載值，公式如下（ 31）： 輸出時(shí)鐘頻率 =振蕩器頻率 /{4*[65536(RCP2H,RCP2L)]} （ 31） 在時(shí)鐘輸出方式下，定時(shí)器 2 的翻轉(zhuǎn)不會(huì)產(chǎn)生中斷，這個(gè)特性與作為波特率發(fā)生器使用時(shí)相仿。 10pF。定時(shí)器 2 的中斷是由 T2CON 中的 TF2 和EXF2 邏輯或產(chǎn)生的，當(dāng)轉(zhuǎn)向 中斷服務(wù)程序 時(shí)，這些標(biāo)志位不能被硬件清除，事實(shí)上，服務(wù)程序需確定是 TF2 或 EXF2 產(chǎn)生中斷，而由軟件清除中斷標(biāo)志位。 具有探針短路、開(kāi)路檢測(cè)的功能； 電源范圍 ～ 18V； 內(nèi)部有電源調(diào)節(jié)器； LM1042 的主要電氣性能參數(shù)見(jiàn)表 36 所列 表 36 LM1042 的主要電性能參數(shù) 符號(hào) 參數(shù) 條件 最小值 典型值 最大值 單位 VCC 電源電壓 13 18 V Is 電源電流 35 mA VREG 調(diào)節(jié)電壓 V 調(diào)節(jié)電壓穩(wěn)定度 VCC =13V ? % VV 36? 探針電流參考電壓 V T1 鋸齒波定時(shí) 15 31 42 ms 煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 15 TT 12? 3 16 ms TT 14? 鋸齒波定時(shí) s TSTAB 鋸齒波定時(shí)穩(wěn)定度 ? 5 % RT 鋸齒波電阻 3 V8 啟動(dòng)輸入邏輯高電平 V V8 啟動(dòng)輸入邏輯低電平 I8 啟動(dòng)輸入電流 VS =VCC 100 nA I8 啟動(dòng)輸入電流 VS =0V 300 nA V16 最大輸入電壓 RL =600Ω VREG VREG 最小輸入電壓 G1 探針 1 增益 腳 7 電壓80250mV 探針 1 增益非線性 2 0 2 % OS1 1 腳偏移 ? 5 mV G2 探針 2 增益 腳 7 電壓 探針 2 增益非線性 2 2 % OS7 7 腳偏移 ? 5 mV R7 輸入阻抗 5 MΩ V1 探針 1 輸入電壓范圍 VCC =918V VCC = 1 1 5 V V V5 探針 1 開(kāi)路閥值 5 腳處 VREG VREG 0.6 VREG 0.35 V V5 探針 1 短路閥值 V I14 14 腳輸入泄漏電流 腳 14 電壓 4V nA I1 1 腳輸入泄漏電流 腳 1電壓 300mV nA TR 重復(fù)周期 CR =22uF 17 36 s CR 電容放電時(shí)間 CR =22uF 135 ms CM 記憶電容值 uF C1 輸入電容值 uF LM1042 的引腳功能 液位檢測(cè)芯片 LM1042 的引腳圖如圖 33所示。此增益在該端開(kāi)時(shí)為 ，在該端對(duì)地短路時(shí)為 。 單片機(jī)的并行擴(kuò)展芯片 8155 8155 由 Intel 公司生產(chǎn)的可編程 RAM 和 I/O 擴(kuò)展 的 芯片， 比 MCS51 單片機(jī)接口簡(jiǎn)單，是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中 最最 廣泛使用的芯片。 單片機(jī)和 8155 之間的地址、數(shù)據(jù)、命令和狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸通過(guò)總線口。 AD0～ AD7：三態(tài)的地址 /數(shù)據(jù)總線。 ALE：地址鎖存信號(hào)。 當(dāng) CE＝ 0， IO/M ＝ 0時(shí)，選中 8155 片內(nèi) RAM，這時(shí) 8155 只能作片外 RAM 使用，其 RAM 的低 8位編址為 00H～ FFH；當(dāng) CE ＝ 0， IO/M ＝ 1時(shí)，選中 8155的 I/O 口，其端口地址的低 8位由 AD7～ AD0確定，如表 66所示。雙積分式 A/D 轉(zhuǎn)換器抗干擾能力強(qiáng)，轉(zhuǎn)換精度高，但速度不夠理想，常用于數(shù)字式測(cè)量?jī)x表中，計(jì)算機(jī)中廣泛采用逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器作為接口電路，它的結(jié)構(gòu)不太復(fù)雜，轉(zhuǎn)換速度也高。 引腳結(jié)構(gòu) 煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 21 圖 37 ADC0809 芯片引腳圖 IN0－ IN7： 8 條模擬量輸 入通道。當(dāng) ST 上跳沿時(shí)，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時(shí)，開(kāi)始進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間， ST應(yīng)保持低電平。因 ADC0809 的內(nèi)部沒(méi)有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號(hào)必須由外界提供，通常使用頻率為 500KHZ， VREF（＋）， VREF（－）為參考電壓輸入。該四運(yùn)算放大器可工作在低至 3V 或者高到 32V 的電源下，靜態(tài)電流大致為 MC1741 的靜態(tài) 電流的五分之一（對(duì)每一個(gè)放大器而言）。 第 6 腳： E端 是 使能端，當(dāng) E端由高電平跳 轉(zhuǎn)為 低電平時(shí)，液晶模塊執(zhí)行命令。 煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 25 圖 311 1602 與 8155 接口圖 在 8155 存儲(chǔ)器中存放的液位轉(zhuǎn)化結(jié)果經(jīng)單片機(jī)處理后送 1602 顯示。 該觸發(fā)器是由 6 個(gè)與非門(mén)共同組成，其中 G1 和 G2 構(gòu)成基本 RS觸發(fā)器。電磁繼電器一般 ,鐵芯線圈 ,一群或組接觸0 1 D=0 D=1 D=0 D=1 煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 27 簧片構(gòu)成。 2．直流電阻：這是指線圈的直流電阻。 電磁繼電器的選用 1．先需要了解必要的條件： (1)控制電路的電源電壓 ,能提供的最大電流 。 3．注意器具的容積。其接觸數(shù)量較多 ,可以改變所有的多路復(fù)用信號(hào)達(dá)到要求。目前它已成為大多數(shù)物種而言 ,用途最廣的一個(gè)對(duì)光電轉(zhuǎn)換器件。 光耦合器的主要優(yōu)點(diǎn)是： 信號(hào)傳輸中 ,輸入和輸出終端充分認(rèn)識(shí)電氣隔離輸入、輸出信號(hào)沒(méi)有效果 ,抗干擾能力強(qiáng)、壽命長(zhǎng)、傳動(dòng)效率高。本設(shè)計(jì)中電動(dòng)機(jī)的作用是控制進(jìn)水和放水，即用作水泵，選擇普通的鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。 ： 開(kāi)始 初始化 AD 轉(zhuǎn)化 子程序 讀 AD 轉(zhuǎn)化結(jié)果 液位是否越限 電動(dòng)機(jī)執(zhí)行 報(bào)警 顯示 結(jié)束 N Y 煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 31 鍵盤(pán)采用線反轉(zhuǎn)法，掃描法需要逐列掃描查詢，根據(jù)鍵的不同位置，每次查詢的位置不一樣。將第一步的方向傳輸轉(zhuǎn)過(guò)身來(lái) ,要將輸入行 D7 ~ ~ D0 D4 D3 組 ,輸出線。這個(gè)步驟 : 將被列為輸出線 ,行行行行作為輸入。 煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 32 兩處中斷均調(diào)用中斷服務(wù)子程序掃描鍵盤(pán)，上限值存在數(shù)組 e[ ]中，下限值存在數(shù)組 f[ ]。 第一步 ,即行依次輸出線 ,列為輸入行線。 D3 的能有幾關(guān)鍵位置 D0 的列 ,然后看 )的 I / O。而線反轉(zhuǎn)法比較方便，無(wú)論被按的鍵位于第一列還是最后一列，都只經(jīng)過(guò)兩步就可獲得此鍵的位置。 電源 由于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中所用到的電都是 220V，這與本設(shè)計(jì)所需要電源是不符的，因此要使用電壓轉(zhuǎn)換電路，將 220V 的電壓轉(zhuǎn)換成設(shè)計(jì)中所用到的 +15V 和 +5V。 光耦合器是光為媒介傳輸信號(hào)的設(shè)備 ,它把一個(gè)發(fā)光二極管和光敏三極管、殼管式密封在一個(gè) ,發(fā)光二極管和積極的輸入電壓信號(hào) ( V)會(huì)發(fā)光 ,光信號(hào)作用 ,在光敏三極管光無(wú)源生產(chǎn)基地晶體管傳導(dǎo)、輸出信號(hào)。輸入信號(hào)驅(qū)動(dòng) led,使特定波長(zhǎng)的光 ,光探測(cè)器接收和農(nóng)產(chǎn)品流通 ,然后進(jìn)一步放大后輸出。常見(jiàn)的中間繼電器主要有 J27 和 J2。小電器 ,如玩具 ,遙控裝置 ,應(yīng)選擇小型繼電器產(chǎn)品。(3)被控電路需要幾組 ,什么 樣的接觸。 3．吸合電流：是指繼電器生產(chǎn)和最小電流的抽吸作用。 電磁繼電器的工作原理 當(dāng)線圈通電后 ,鐵芯被磁化產(chǎn)生足夠的電磁力、并且移動(dòng)有限和 驅(qū)動(dòng)蘆葦、動(dòng)、靜觸頭閉合或獨(dú)立聯(lián)系 。當(dāng)SD=0且 RD=1 時(shí) ,不論輸入端 D為何種狀態(tài)，都會(huì)使 Q=1， Q=0，即觸發(fā)器置 1；當(dāng) SD=1且 RD=0 時(shí)，觸發(fā)器的狀態(tài)為 0,SD 和 RD 通常又稱為直接置 1和置 0端。 D 觸發(fā)器 D 觸發(fā)器結(jié)構(gòu)及工作原理 邊沿 D 觸發(fā)器 : 負(fù)跳沿觸發(fā)的主從 RS觸發(fā)器工作時(shí)，要在正跳沿前加入輸入信號(hào)。 第 15 腳： BLA 是背光源正極； 第 16 腳： BLK 是背光源負(fù)極。輸出電壓范圍同時(shí)包括負(fù)電源電壓。并對(duì)此信號(hào)循環(huán)采集，轉(zhuǎn)換。 當(dāng) EOC 為高電平時(shí)，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，表明正進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換。 地址輸入和控制線： 4條。 ADC0809 ADC0809是帶有 8位 A/D轉(zhuǎn)換器、 8路多路開(kāi)關(guān)以及微處理機(jī)兼容的控制邏輯的 CMOS組件。 表 37 8155 芯片的 I/O 口地址 AD7～ AD0 選 擇 I/O 口 煙臺(tái)大學(xué)畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) ) 19 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 命令 /狀態(tài)寄存器 A 口 B 口 C 口 定時(shí)器低 8 位 定時(shí)器高 6 位及方式 8155 與 MCS51 單片機(jī)的接口方法 因 8155 的 AD0～ AD7 為三態(tài)雙向地址 /數(shù)據(jù)總線口，內(nèi)部有地址鎖存器，故 8155能直接與 MCS51 單片機(jī)的 P0 口相連而不需要任何外加鎖存電路。因此 ， P0 口輸出的低8 位地址信號(hào)不需外接鎖存器。單片機(jī)與 8155 之間的地址、數(shù)據(jù)、命令與狀態(tài)信息都是通過(guò)這個(gè)總線口傳送的。 3 個(gè)通用的并行 I / O 口通過(guò) PA、鉛、電腦。 256 字節(jié)的靜態(tài) RAM，最快 的 存取時(shí)間為 400ns； 使 15腳電壓保持恒定 6V； 12 腳：在該端與地之間連接一電容，用以設(shè)定探針 1測(cè)量的定時(shí)周期； 13 腳：在該端與地之間連接一電阻以設(shè)定 12 腳的充電電流，電阻值應(yīng)介于 3kΩ到 15kΩ之間，典型值為 12kΩ； 14 腳：在該端與探針電壓端 11腳之間連接一具有低漏電流的電容，作為探針 1測(cè)量時(shí)煙臺(tái)大