【正文】 發(fā)送的過程：置E為1，使系統(tǒng)處于發(fā)送數(shù)據(jù)狀態(tài)；將數(shù)據(jù)寫入串行通信緩沖區(qū)SBUF；等待，直到發(fā)送完畢，將E清0，返回接收狀態(tài)。 key==1){RELAY=1。_nop_()。if(Key_value==(P3amp。ac=quotient%10。用C語言來編寫目標(biāo)系統(tǒng)軟件，會大大縮短開發(fā)周期，增加軟件的可讀性，便于改進(jìn)和擴(kuò)充。為了簡化設(shè)計(jì)調(diào)試過程，使用系統(tǒng)內(nèi)部5V電壓作為模擬輸入，VIN()直接接地，通過接入傳感器分壓將阻抗轉(zhuǎn)換為電壓信號，接入電位器可實(shí)現(xiàn)模擬輸入。/WR 用來啟動轉(zhuǎn)換的控制輸入，相當(dāng)于ADC的轉(zhuǎn)換開始（/CS=0時(shí)），當(dāng)/WR由高電平變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，轉(zhuǎn)換器被清除；當(dāng)/WR回到高電平時(shí)，轉(zhuǎn)換正式開始。DS1302由Vcc1或Vcc2兩者中電壓較大者供電。具體來說，SS4 分別實(shí)現(xiàn)數(shù)字的增一與減一， SS5則作為高低警戒液位的模式選擇和確認(rèn)鍵。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲器的指令。對P3端口寫“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，P0口也被作為低 8位地址/ 數(shù)據(jù)復(fù)用。3) 吸合電流。而RS485接口在總線上是允許連接多達(dá)128個(gè)收發(fā)器。在使用中，影響A/D轉(zhuǎn)換器量程的因素有：量程變換和雙極性偏置；雙基準(zhǔn)電壓；A/D轉(zhuǎn)換器內(nèi)部比較器輸入端的正確使用。也就是說，一方面要求量化誤差在總誤差中所占的比重要小，使它不顯著地?cái)U(kuò)大測量誤差；另一方面必須根據(jù)目前測量裝置的精度水平，對A/D 轉(zhuǎn)換器的位數(shù)提出恰當(dāng)?shù)囊蟆? 可選工業(yè)級溫度范圍－40至＋85攝氏度。DS1302 是 DALLAS 公司推出的涓流充電時(shí)鐘芯片，內(nèi)含有一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷和31 字節(jié)靜態(tài) RAM，通過簡單的串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信。NAND閃存的缺點(diǎn)在于讀速度較慢，它的I/O端口只有8個(gè)，比NOR要少多了。靜態(tài)顯示法的優(yōu)點(diǎn)是顯示程序十分簡單，顯示亮度大，由于CPU不必經(jīng)常掃描顯示器，所以節(jié)約了CPU的工作時(shí)間。根據(jù)以上因素：系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求不高，因而運(yùn)算速度無需很快，且系統(tǒng)規(guī)模不大，采用分時(shí)復(fù)用的方式使用總線，對I/O口的數(shù)量可以要求進(jìn)一步降低。2) 單片機(jī)的增強(qiáng)功能。具有實(shí)時(shí)液位測量監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)處理等功能。下面簡單介紹超聲波法和微波法的測量原理。低溫液體（液氧、液氮、液氬、液化天然氣及液體二氧化碳等）得到廣泛的應(yīng)用，作為貯存低溫液體的容器要保證能承受其載荷；在發(fā)電廠、煉鋼廠中，保持正常的鍋爐汽包水位、除氧器水位、汽輪機(jī)凝氣器水位、高、低壓加熱器水位等，是設(shè)備安全運(yùn)行的保證；在教學(xué)與科學(xué)研究中，也經(jīng)常碰到需要進(jìn)行液位控制的實(shí)驗(yàn)裝置。 它 在 一 片 芯 片 上 集 成 了 完 整 的 計(jì) 算 機(jī) 系 統(tǒng) 。最后，本文總結(jié)了設(shè)計(jì)過程中出現(xiàn)的問題及解決方法，簡要敘述了所獲數(shù)據(jù)的處理方法，引出了進(jìn)一步設(shè)計(jì)開發(fā)的思路。 該 設(shè) 計(jì) 要 求 具 有 一 定 的 智 能 化 ， 可 操 作 性 和 穩(wěn) 定 性 好 。其特點(diǎn)是測量手段并不采用浮子之類的固態(tài)物，而是利用聲、光、射線、磁場等的能量。在液位測量這一領(lǐng)域中，如江河湖海、城市用水等方面，大量數(shù)據(jù)長時(shí)間，多網(wǎng)點(diǎn)的采集記錄分析具有普遍的意義。因而，選擇一個(gè)合適的單片機(jī)有時(shí)真的不太容易，要考慮的方面太多。13) 資料盡量豐富。系統(tǒng)中，要求測量范圍≤5m，測量精度為10%，假設(shè)測量范圍為 5m，在10%精度的要求下，其測量的有效值為5*10%= 。閃存則是一種不揮發(fā)性（NonVolatile ）內(nèi)存，在沒有電流供應(yīng)的條件下也能夠長久地保持?jǐn)?shù)據(jù)，其存儲特性相當(dāng)于硬盤，這項(xiàng)特性正是閃存得以成為各類便攜型數(shù)字設(shè)備的存儲介質(zhì)的基礎(chǔ)。為節(jié)省CPU的工作時(shí)間，且由于RAM存儲速度快、使用方便等特點(diǎn)，從而可以忽略了RAM掉電數(shù)據(jù)丟失的缺點(diǎn)。? 8腳DIP封裝或可選的8腳SOIC封裝。因此，取 10位或11位是合適的。4) A/D轉(zhuǎn)換器量程A/D轉(zhuǎn)換時(shí)需要的是雙極性的，有時(shí)是單極性的。2) RS485的數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps。根據(jù)繼電器的型號不同，可以是交流電壓，也可以是直流電壓。P0口：P0口是一個(gè)8位漏極開路的雙向I/O口。在使用8位地址（如MOVX RI）訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，P2口輸出P2 鎖存器的內(nèi)容。PSEN——程序儲存允許（PSEN ）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當(dāng)AT89S52由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次 PSEN有效，即輸出兩個(gè)脈沖，在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次PSEN信號。系統(tǒng)按鍵電路如圖33所示。 時(shí)間單元硬件設(shè)計(jì)DS1302 因其較小的體積，占用 I/O 口資源少等特點(diǎn)，是常用的時(shí)間芯片。以下是ADC0804管 腳及功能的介紹：/CS 芯片選擇信號。由于被測阻抗兩端電壓正比于被測電阻，可把被測阻抗轉(zhuǎn)換為電壓測量。然而匯編語言指令卻有程序的可讀性低，程序開發(fā)人員的開發(fā)時(shí)間長與開發(fā)難度大，程序移植性差等缺點(diǎn)。ac = num%5。break。_nop_()。ad_read()。通信檢測流程如圖44所示。 時(shí)間模塊軟件設(shè)計(jì)DS1302內(nèi)部寄存器的定義直接影響著軟件的設(shè)計(jì)，大概可分為時(shí)間控制寄存器和內(nèi)部RAM寄存器。}else if(prelq=downlq amp。} A/D轉(zhuǎn)換模塊軟件設(shè)計(jì)A/D轉(zhuǎn)換的控制變量有兩個(gè)，即adWR與adRD ；上文中已說明了它的功能，故不再重復(fù)。}else break。return play。本設(shè)計(jì)使用KEIL C51 μVision3為開發(fā)編譯環(huán)境，使用 C語言編寫程序，實(shí)現(xiàn)各模塊功能設(shè)計(jì)。由于 MAX485 為半雙工通信方式，不能同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，只能通過圖 312 MAX485 引腳圖控制 RE 和 DE 引腳的狀態(tài)來進(jìn)行發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。VIN(+) VIN() 差動模擬電壓輸入。RST是復(fù)位/片選線，通過把RST輸入驅(qū)動置高電平來啟動所有的數(shù)據(jù)傳輸。74LS47上BI/ROB，LI，RBI引腳為控制引腳，主要用于測試和脈沖控制，均為低電平有效，設(shè)計(jì)上不適用此項(xiàng)功能，因此均接高電平。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。表31 端口引腳第二功能端口號 第二功能 RXD（串行輸入口) TXD(串行輸出口) INTO(外中斷0) INT1(外中斷1) TO(定時(shí)/計(jì)數(shù)器0) T1(定時(shí)/計(jì)數(shù)器1) WR(外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通) RD(外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通)此外，P3口還接收一些用于FLASH 閃存編程和程序校驗(yàn)的控制信號。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。而對于線圈所加的工作電壓，否則會產(chǎn)生較大的電流而把線圈燒毀。PC機(jī)作為上位機(jī)，一般情況下帶有RS232C 通信接口，鑒于 RS485接口的優(yōu)點(diǎn)與系統(tǒng)實(shí)際工作環(huán)境的需要，系統(tǒng)采用RS485接口標(biāo)準(zhǔn)，使用RS232/RS485 轉(zhuǎn)換器與PC機(jī)連接進(jìn)行通信。ADC0804是單路8位逐次比較型雙極性輸入A/D轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換時(shí)間小于 。2) A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率A/D轉(zhuǎn)換器從啟動轉(zhuǎn)換到轉(zhuǎn)換結(jié)束，輸出穩(wěn)定的數(shù)字量，需要一定的轉(zhuǎn)換時(shí)間。綜上所述，選用DS1302時(shí)間芯片完全滿足設(shè)計(jì)的需求。時(shí)鐘 /RAM 的讀、寫數(shù)據(jù)以一個(gè)字節(jié)或多達(dá) 31 個(gè)字節(jié)的字符組方式通信。NOR的特點(diǎn)是芯片內(nèi)執(zhí)行(XIP, eXecute In Place)，這樣應(yīng)用程序可以直接在flash 閃存內(nèi)運(yùn)行，不必再把代碼讀到系統(tǒng)RAM中。為了解決靜態(tài)顯示占用I/O 口資源的缺點(diǎn)，在軟件上采用壓縮BCD 碼輸出顯示數(shù)據(jù)，硬件上使用一個(gè)8位鎖存器74LS273與兩個(gè)BCD數(shù)碼顯示譯碼驅(qū)動芯片 74LS47連接，減少對系統(tǒng)資源的占用時(shí)間。AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS 工藝的8位微控制器，具有 8K在線系統(tǒng)可編程Flash 存儲器。4) 封裝： DIP（雙列直插）,PLCC（PLCC 有對應(yīng)插座）還是貼片。它具有實(shí)時(shí)測量監(jiān)控水箱液位高度并顯示的功能，并根據(jù)實(shí)時(shí)水量與設(shè)置的上、下液位參數(shù)的比較，啟動電機(jī)供水或停止水泵。微波法：微波通過天線輻射出去，經(jīng)液面反射后被天線接收，然后由二次電路計(jì)算發(fā)射信號與接收信號的時(shí)間差得出液位。人工檢尺法可用于測量油罐液位，其歷史十分悠久。 在 工 業(yè) 上 ， 使 用單 片 機(jī) 可 以 構(gòu) 成 形 式 多 樣 的 控 制 系 統(tǒng) 和 數(shù) 據(jù) 采 集 系 統(tǒng) 。在深入學(xué)習(xí)科學(xué)發(fā)展觀的同時(shí)，電子設(shè)備的設(shè)計(jì)也需融入可持續(xù)發(fā)展的設(shè)計(jì)理念。 比 如 ， 常 見 的 液 位 控 制 系 統(tǒng) 多 采 用 浮 標(biāo) 、 電 極 等 ，這 種 控 制 形 式 結(jié) 構(gòu) 簡 單 成 本 低 廉 ， 但 是 控 制 精 度 不 高 ， 不 能 進(jìn) 行 數(shù) 值 顯 示 ； 另 外 容易 引 起 誤 操 作 ， 與 上 位 機(jī) 進(jìn) 行 信 息 交 互 比 較 困 難 。在此基礎(chǔ)上可以把電容量轉(zhuǎn)化為電壓、相移、頻率、脈寬等物理量，再進(jìn)行測量。目前，市面上進(jìn)行液位測量的儀表種類繁多，但是同時(shí)具有測量、監(jiān)控、數(shù)據(jù)記錄及處理的液位測量裝置并不多。系統(tǒng)總體方案框圖如圖21：電機(jī)控制模塊A/D 轉(zhuǎn)換模塊按鍵與顯示模塊時(shí)間模塊存儲模塊通信模塊單片機(jī)主控模塊圖 21 系統(tǒng)總體框圖圖中，信號流向僅指示了通過數(shù)據(jù)地址總線或I/O口上發(fā)生的數(shù)據(jù)信號，不包括控制信號。10) 燒錄器價(jià)格，能否ISP（在線系統(tǒng)編程）。 鍵盤模塊設(shè)計(jì)方案鍵盤在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中是一個(gè)很關(guān)鍵的部件，它能實(shí)現(xiàn)向單片機(jī)輸入數(shù)據(jù)、發(fā)送命令等功能，是人工干預(yù)單片機(jī)系統(tǒng)的主要手段。這種存儲器在斷電時(shí)將丟失其存儲內(nèi)容，故主要用于存儲短時(shí)間使用的程序。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，記錄某一記錄點(diǎn)（電機(jī)狀態(tài)改變時(shí)刻）的狀態(tài)與時(shí)間需要6字節(jié)數(shù)據(jù)，即年（20222099年）、月（112月）、日（131日）、時(shí)（023時(shí)）、分（059分）、狀態(tài)（0或1）這些數(shù)據(jù)，如果系統(tǒng)長時(shí)間的工作，將會有大批量的數(shù)據(jù)產(chǎn)生，假若數(shù)據(jù)存儲空間不夠大，將會產(chǎn)生數(shù)據(jù)的覆蓋，從而降低了對數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性。? ~。量化誤差與A/D 轉(zhuǎn)換器位數(shù)有關(guān)。3) 采樣 /保持器采集直流和變化非常緩慢的模擬信號時(shí)可不用采樣保持器。它規(guī)定連接電纜和機(jī)械、電氣特性、信號功能及傳送過程。故在電路中起著自動調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。它決定了繼電器能控制電壓和電流的大小，使用時(shí)不能超過此值，否則很容易損壞繼電器的觸點(diǎn)。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH單元的D0位置位，可禁止ALE 操作?？紤]到本設(shè)計(jì)實(shí)際需要的按鍵較少，故采用獨(dú)立式鍵盤接口電路。圖 37 存儲的單元電路74LS373 引腳位置和功能與 74LS273 差異不大，區(qū)別在于其 1 腳是輸出使能（OE） ，是低電平有效，當(dāng) 1 腳是高電平時(shí)，不管輸入 11118如何，也不管 11 腳（鎖存控制端，G）如何，輸出 2（Q0 ） 、5（Q1） 、6（Q2） 、9（Q3） 、12（Q4） 、15（Q5） 、16（Q6） 、19（Q7 ）全部呈現(xiàn)高阻狀態(tài)（或者叫浮空狀態(tài)） ；當(dāng) 1 腳是低電平時(shí)，只要 11 腳（鎖存控制端，G ）上出現(xiàn)一個(gè)下降沿，輸出2（Q0） 、5（Q1） 、6（Q2） 、9（Q3） 、12(Q4)、15(Q5)、16(Q6)、19(Q7)立即呈現(xiàn)輸入圖 36 62256 引腳圖腳 11118 的狀態(tài)。SCLK始終是輸入端，用來輸入串行時(shí)鐘信號。系統(tǒng)中使用 10K 電阻與 150pF 電容組成 RC 振蕩電路，根據(jù)技術(shù)手冊計(jì)算公式：圖 310 ADC0804 引腳圖 （31）KHzRCfclk60)(1.??其振蕩頻率約為606kHz ，滿足芯片要求。為了防止電源尖峰脈沖引發(fā)的噪聲干擾以及高頻信號線間的耦合干擾，在電源入口處及芯片頂端或底端，接入去耦電容，以增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。為了通過LED直觀顯示液位高度，進(jìn)行轉(zhuǎn)換的思路如下：設(shè)輸入8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)為 ， 的商即為以分米為單位的液位高度數(shù)據(jù)，余數(shù)為n5/以厘米為單位的數(shù)據(jù)，由于顯示位數(shù)僅為2位，最低位為分米，固使用“二舍三入”的辦法保留分米單位的整數(shù)倍數(shù)據(jù) 。 /*讀取鍵值*/switch（Key_value ）{case 0x38:delay(30000)。液位顯示部分程序簡略如下：display(){DIS=0。_nop_()。傳送以字節(jié)為單位，發(fā)送命令與數(shù)據(jù)。地址沒有讀操作。key=1。兩個(gè)階段中可加如適當(dāng)?shù)难舆t，以滿足ADC0804 100ns的轉(zhuǎn)換時(shí)間。硬件設(shè)計(jì)中使用了74LS273鎖存數(shù)據(jù)。查詢式鍵盤的程序流程圖如下：鍵盤管理程序入口下面給出鍵盤掃描的主程序，其分支程序省略。 系統(tǒng)初始化該模塊在系統(tǒng)上電開機(jī)時(shí)將系統(tǒng)端口、數(shù)據(jù)存儲區(qū)、標(biāo)志位、指針、地址等賦予有含義的值。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。VREF 輔助參考電壓。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)。為了保護(hù)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。并附加復(fù)位電路，組成單片機(jī)最小系統(tǒng)。ALE/PROG——當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將