【正文】 ........15 時間單元硬件設計 ...................................................17 A/D 轉換單元硬件設計 ...............................................18 通信單元硬件設計 ...................................................19 其他外圍電路的設計 .................................................20第 4 章 系統(tǒng)軟件設計 .....................................................22 系統(tǒng)軟件 ...........................................................22 系統(tǒng)軟件編譯開發(fā)環(huán)境 ...........................................22 系統(tǒng)主程序流程圖 ...............................................22 系統(tǒng)初始化 .....................................................22 顯示與 A/D 轉換的數(shù)據處理 .......................................24 按鍵部分軟件設計 ...............................................25 顯示模塊的軟件設計 .............................................26 A/D 轉換模塊軟件設計 ...........................................26 電機控制模塊軟件設計 ...........................................26 通信協(xié)議及通信模塊軟件設計 .....................................27 時間模塊軟件設計 ..............................................29 上位機軟件設計 .....................................................30 上位機軟件開發(fā)編譯環(huán)境 .........................................30金小龍：基于單片機的液位控制系統(tǒng)的設計 IV 上位機軟件的界面設計 ...........................................31 上位機串口通信功能的實現(xiàn) .......................................32 上位機軟件中的數(shù)據處理 .........................................34結論與展望 ...............................................................35致謝 .....................................................................37參考文獻 .................................................................38附錄 A 系統(tǒng)電路原理圖 ....................................................39附錄 B 外文文獻及譯文 ....................................................40附錄 C 主要參考文獻的題錄及摘要 ..........................................49附錄 D 系統(tǒng)軟件源代碼 ....................................................52安徽工程大學畢業(yè)設計（論文） V 插圖清單圖 21 系統(tǒng)總體框圖……………………………………………………………………… 1圖 31 AT89S52 引腳及網絡標號………………………………………………………… 11圖 32 復位電路及時鐘電路………………………………………………………………13圖 33 系統(tǒng)按鍵電路………………………………………………………………………14圖 34 74LS273 及 74LS47 引腳圖 ……………………………………………………… 14圖 35 顯示部分電路圖……………………………………………………………………15圖 36 62256 引腳圖……………………………………………………………………… 16圖 37 存儲的單元電路……………………………………………………………………16圖 38 DS1302 引腳圖………………………………………………………………………17圖 39 時間單元電路………………………………………………………………………17圖 310 ADC0804 引腳圖……………………………………………………………………18圖 311 A/D 轉換單元電路圖………………………………………………………………19圖 312 MAX485 引腳圖…………………………………………………………………… 19圖 313 串行通信模塊電路圖…………………………………………………………… 20圖 314 繼電器部分電路圖……………………………………………………………… 20圖 315 電源指示燈電路圖……………………………………………………………… 21圖 41 主程序流程圖………………………………………………………………………23圖 42 鍵盤程序流程圖……………………………………………………………………25圖 43 液位檢測流程圖……………………………………………………………………27圖 44 通信檢測流程圖……………………………………………………………………28圖 45 上位機軟件界面效果圖……………………………………………………………33圖 46 水箱液位控制結構圖………………………………………………………………33圖 51 MATLAB 繪制圖形……………………………………………………………………36金小龍：基于單片機的液位控制系統(tǒng)的設計 VI 表格清單表 31 端口引腳第二功能…………………………………………………………………12表 41 初始化參數(shù)及含義…………………………………………………………………22表 42 A/D 轉換幅值數(shù)據關系對照表…………………………………………………… 24表 43 通信協(xié)議……………………………………………………………………………28表 44 RS 狀態(tài)標志及含義 ……………………………………………………………… 29表 45 界面功能描述………………………………………………………………………31安徽工程大學畢業(yè)設計（論文） 1 引 言上世紀 40 年代，電子計算機的誕生，標志著人類電子技術進入了一個新的階段。 單 片 機 廣 泛 用 于 儀 器 儀 表 中 ， 與 不 同 類 型 的 傳 感器 相 結 合 ， 實 現(xiàn) 諸 如 電 壓 、 功 率 、 頻 率 、 濕 度 、 流 量 、 速 度 、 厚 度 、 壓 力 、 溫 度 等物 理 量 的 測 量 ； 在 家 用 電 器 設 備 中 ， 單 片 機 已 廣 泛 用 于 電 視 機 、 錄 音 機 、 電 冰 箱 、電 飯 鍋 、 微 波 爐 、 洗 衣 、 高 級 電 子 玩 具 、 家 用 防 盜 報 警 等 各 種 家 電 設 備 中 。金小龍：基于單片機的液位控制系統(tǒng)的設計 2 第 1 章 緒論 課題背景與研究意義在工農業(yè)生產中，常常需要測量液體液位。無論怎樣，這些方法的關鍵是利用液位傳感器將液位的相對位移量轉換成為電壓、電流、阻抗等便于進行電處理的物理量。液位傳感器不和被測介質接觸，不受被測介質影響，也不影響被測介質，故適用范圍廣泛。對波導管的銹蝕、彎曲和傾斜都會影響測量精度。液位的變化分析，有助于人們進一步對自然環(huán)境、天氣變化甚至是災害預警提供可靠的支持?？赏ㄟ^上位機軟件，可與監(jiān)控記錄系統(tǒng)進行通信，能夠從PC機獲取當前液位高度、電機狀態(tài)、設備系統(tǒng)時間、上下液位高度等數(shù)據，并可根據需要改變系統(tǒng)默認的參數(shù)。大致總結出以下幾點：1) 單片機的基本參數(shù)。7) 工作電壓范圍。14) 抗干擾性能好。AT89S52具有以下標準功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時器，2個數(shù)據指針，三個16位定時器/計數(shù)器，一個 6向量2級中斷結構，全雙工串行口，片內晶振及時鐘電路。因而采用 2位LED 顯示器便能滿足設計要求。單片機使用1位I/O口控制數(shù)據的鎖存。NOR和NAND是現(xiàn)在市場上兩種主要的非易失閃存技術。應用NAND的困難在于FLASH的管理和需要特殊的。 時間模塊設計方案通過單片機的定時器，可以設計時間功能，然而單片機自身的產生時間數(shù)據大大占用了系統(tǒng)的資源，降低了工作效率，甚至影響了其他功能的實現(xiàn)，因此在本設計方案中，采用了外部芯片提供時間信號，用以系統(tǒng)記錄時間信息。它廣泛應用于電話、傳真、便攜式儀器以及電池供電的儀器儀表等產品領域。? 簡單3線接口。選擇A/D轉換器件需要考慮器件本身的品質和應用的場合要求。由于模擬信號先經過測量裝置，再經A/D轉換器轉換后才進行處理，因此，總的誤差是由測量誤差和量化誤差共同構成的。例如，如果用轉換時間為100us的 A/D轉換器，則其轉換速率為10KHz。輸入信號最小值有的從零開始，也有從非零開始的。利用該接口，可實現(xiàn)系統(tǒng)與上位機的通信。3) RS485接口是采用平衡驅動器和差分接收器的組合，抗共模干擾能力增強，即抗噪聲干擾性好。它完成將TTL電平轉換為RS485電平的功能。2) 直流電阻。當繼電器吸合狀態(tài)的電流減小到一定程度時，繼電器就會恢復到未通電的釋放狀態(tài)。作為輸出口，每位能驅動8個TTL邏輯電平。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。在FLASH編程和校驗時， P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號。ALE/PROG——當訪問外部程序存儲器或數(shù)據存儲器時，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。EA/VPP——外部訪問允許，欲使CPU僅訪問外部程序存儲器（地址為0000H~FFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。并附加復位電路，組成單片機最小系統(tǒng)。下圖中，S2~S5便是控制顯示用的按鍵。為了保護LED數(shù)碼管，在74LS47與LED之間添加限流電阻，以滿足數(shù)碼管的工作需要。此次設計采用 DIP8 封裝，管腳功能如圖 38：圖 38 DS1302 引腳圖其中Vcc1為后備電源，Vcc2為主電源。如果傳送過程中RST置為低電平，則會終止此次傳輸，I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。/RD 外部讀取轉換結果的控制輸出信號。VREF 輔助參考電壓。即 （32）xNxRaIU?式中， 是轉化電壓， 恒定電流， 為被測電阻， 為比例系數(shù)。A，B 端為發(fā)送接收差分信號端，一般需在 A,B 端之間加匹配電阻，匹配電阻為 120Ω。C語言是一種編譯型程序設計語言。 系統(tǒng)初始化該模塊在系統(tǒng)上電開機時將系統(tǒng)端口、數(shù)據存儲區(qū)、標志位、指針、地址等賦予有含義的值。quotient = (numac)/5。查詢式鍵盤的程序流程圖如下：鍵盤管理程序入口金小龍：基于單片機的液位控制系統(tǒng)的設計 26 下面給出鍵盤掃描的主程序，其分支程序省略。} /*調用子函數(shù)*/else break。硬件設計中使用了74LS273鎖存數(shù)據。P0=dis_transform(prelq)。兩個階段中可加如適當?shù)难舆t，以滿足ADC0804 100ns的轉換時間。if(prelq=uplq amp。key=1。表43 通信協(xié)議上位機命令控制字 含 義下位機命令控制字 含 義0x00 請求聯(lián)機檢測 0xF0 響應聯(lián)機檢測成功0x01 讀系統(tǒng)時間 0xF1 響應寫時間指令，發(fā)送7字節(jié)時間數(shù)據0x02 設置系統(tǒng)時間 0xF2 響應度時間指令，接收7字節(jié)時間數(shù)據0x03 讀當前液位 0xF3 響應讀當前液位指令，發(fā)送1字節(jié)液位數(shù)據啟動 A/D 轉換讀取液位數(shù)據 開始實際液位≥高警戒液位且電機已啟動關閉電機記錄數(shù)據實際液位≤低警戒液位且電機關閉返回 啟動電機記錄數(shù)據是否 是否圖 43 液位檢測流程圖安徽工程大學畢業(yè)設計（論文） 29 0x04 讀記錄數(shù)據 0xF4 響應讀記錄數(shù)據指令，發(fā)送2字節(jié)數(shù)據量及 相應數(shù)據0x05 讀液位上下限 0xF5 響應讀液位上下限指令，發(fā)送2字節(jié)液位上 下限數(shù)據0x06 設置液位上下限 0xF6 響應設置液位上下限指令，接收2字節(jié)液位 上下限數(shù)據0x07 讀當前液位及電機 狀態(tài) 0xF7 響應讀當前液位及電機狀態(tài)指令，發(fā)送2字 節(jié)