【正文】 key=1。兩個階段中可加如適當(dāng)?shù)难舆t，以滿足ADC0804 100ns的轉(zhuǎn)換時間。硬件設(shè)計中使用了74LS273鎖存數(shù)據(jù)。查詢式鍵盤的程序流程圖如下：鍵盤管理程序入口金小龍：基于單片機(jī)的液位控制系統(tǒng)的設(shè)計 26 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，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，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。當(dāng)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(fù)到未通電的釋放狀態(tài)。它完成將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS485電平的功能。利用該接口，可實現(xiàn)系統(tǒng)與上位機(jī)的通信。例如，如果用轉(zhuǎn)換時間為100us的 A/D轉(zhuǎn)換器，則其轉(zhuǎn)換速率為10KHz。選擇A/D轉(zhuǎn)換器件需要考慮器件本身的品質(zhì)和應(yīng)用的場合要求。它廣泛應(yīng)用于電話、傳真、便攜式儀器以及電池供電的儀器儀表等產(chǎn)品領(lǐng)域。應(yīng)用NAND的困難在于FLASH的管理和需要特殊的。單片機(jī)使用1位I/O口控制數(shù)據(jù)的鎖存。AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)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(jù)指針，三個16位定時器/計數(shù)器，一個 6向量2級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時鐘電路。7) 工作電壓范圍?？赏ㄟ^上位機(jī)軟件，可與監(jiān)控記錄系統(tǒng)進(jìn)行通信，能夠從PC機(jī)獲取當(dāng)前液位高度、電機(jī)狀態(tài)、設(shè)備系統(tǒng)時間、上下液位高度等數(shù)據(jù)，并可根據(jù)需要改變系統(tǒng)默認(rèn)的參數(shù)。對波導(dǎo)管的銹蝕、彎曲和傾斜都會影響測量精度。無論怎樣，這些方法的關(guān)鍵是利用液位傳感器將液位的相對位移量轉(zhuǎn)換成為電壓、電流、阻抗等便于進(jìn)行電處理的物理量。 單 片 機(jī) 廣 泛 用 于 儀 器 儀 表 中 ， 與 不 同 類 型 的 傳 感器 相 結(jié) 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(shè) 備 中 ， 單 片 機(jī) 已 廣 泛 用 于 電 視 機(jī) 、 錄 音 機(jī) 、 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(shè) 備 中 。安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） I 基于單片機(jī)的液位控制系統(tǒng)的設(shè)計摘 要液位測量廣泛應(yīng)用于工業(yè)、經(jīng)濟(jì)、生活等領(lǐng)域。 在 計 算機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 和 通 信 、 醫(yī) 用 設(shè) 備 、 工 商 、 金 融 、 科 研 、 教 育 、 國 防 、 航 空 航 天 等 領(lǐng) 域 都 有著 十 分 廣 泛 的 應(yīng) 用 。限于篇幅，下面僅簡單介紹電容測量法的基本原理?！窆饫w測量法光纖液位檢測是近年來出現(xiàn)的一種新技術(shù)。同時可以獲取設(shè)備運行時記錄的數(shù)據(jù)，并能夠?qū)?shù)據(jù)保存。例如設(shè)計電視機(jī)遙控器，2節(jié)干電池供電,至少應(yīng)該能在~。另外，AT89S52可降至 0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。 數(shù)據(jù)存儲模塊設(shè)計方案使用AT89S52內(nèi)部256字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲器記錄數(shù)據(jù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因而需要擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲?？梢钥闯鯮OM的存儲復(fù)雜，不適宜實時系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲。下面將主要的性能指標(biāo)作一綜合：? 實時時鐘具有能計算2100年之前的秒、分、時、日期、星期、月、年的能力，還有閏年調(diào)整的能力?；旧?，可以根據(jù)以下幾個方面的指標(biāo)選擇一個A/D 器件。根據(jù)采樣定理和實際需要，一個周期的波形需采10個樣點，那么這樣的A/D轉(zhuǎn)換器最高也只有處理頻率為 1KHz的模擬信號。不同設(shè)備間串口通信的過程中，需要采用相同的的接口標(biāo)準(zhǔn)才能通信。 電機(jī)控制模塊設(shè)計方案由于設(shè)計中沒有規(guī)定水泵電機(jī)的參數(shù)規(guī)格，而且不同型號的水泵參數(shù)不盡相同，電氣參數(shù)的不同使得在電路上的設(shè)計差異較大，因此在此僅作理論演示。這時的電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于吸合電流。此外， （ ）和定時器/計數(shù)器2的觸發(fā)輸入（），具體如下所示：? 在FLASH 編程和校驗時， P1口接收低8位地址字節(jié)。一般情況下，ALE仍以時鐘振蕩頻率的1/6 輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。根據(jù)電路設(shè)計規(guī)范和AT89S52芯片手冊，設(shè)計時鐘電路與復(fù)位電路如圖32：圖 32 復(fù)位電路及時鐘電路圖中網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號RST 連接單片機(jī)RST 引腳，具有上電復(fù)位與手動復(fù)位的功能；XTAL1與XTAL2連接單片機(jī) XTAL1和XTAL2引腳，且并聯(lián)兩個 30pF匹配電容使晶振起振。根據(jù)以上的設(shè)計思路，設(shè)計電路圖如圖35： 存儲單元硬件設(shè)計存儲模塊的硬件設(shè)計比較簡單，由于 AT89S52 單片機(jī)為數(shù)據(jù)線與低 8 位地址線復(fù)用，需要使用地址鎖存芯片 74LS373。上電運行時，在Vcc≥ 之前，RST必須保持低電平。DB0~DB7 8位的數(shù)字輸出。硬件電路如圖313：圖 313 串行通信模塊電路圖 其他外圍電路的設(shè)計繼電器電路設(shè)計。具體分為以下幾個模塊列表描述。void judge_key(void){uchar Key_value=0。它的特點是在ALE輸入信號的下降沿到來時鎖存信號，因Key_value=P3amp。 電機(jī)控制模塊軟件設(shè)計本設(shè)計采用單片機(jī)主控芯片控制繼電器外圍電路，用于驅(qū)動電機(jī)的啟動與關(guān)停。makemark(0)。 key==0){金小龍：基于單片機(jī)的液位控制系統(tǒng)的設(shè)計 28 RELAY=0。第二階段是數(shù)據(jù)的提取過程，由于P0 口做輸入時的特性，首先軟件上將P0口寄存器置為 0xFF，延遲適當(dāng)時間后adRD復(fù)位，輸出A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果，隨之通過P0口讀入數(shù)據(jù)，還原adRD為高，該階段結(jié)束。}} 顯示模塊的軟件設(shè)計由于使用了靜態(tài)鎖存顯示，需要對顯示數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后進(jìn)行鎖存控制。在程序查詢方式下，通過I/O端口讀入按鍵狀態(tài)，當(dāng)有按鍵按下時，相應(yīng)的端口變?yōu)榈碗娖?，這樣通過讀入I/O口狀態(tài)判斷是否有按鍵按下。主程序流程圖如圖41所示。定義 RE 和 DE 連接在一起的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號為 E，接入單片機(jī)P1 口，用于發(fā)送與接收的轉(zhuǎn)換。AGND,DGND 模擬信號以及數(shù)字信號的接地。當(dāng)RST為高電平時，所有的數(shù)據(jù)傳送被初始化，允許對DS1302進(jìn)行操作。a~g 用于共陽極數(shù)碼管的相應(yīng)管腳的連接。要使單片機(jī)按照設(shè)計要求正常工作，完整單片機(jī)最基本的工作要求，考慮到系統(tǒng)無需精確地定時功能，且為了方便串口通信波特率的計算，供系統(tǒng)時鐘。當(dāng)振蕩器工作時，RST 引腳出現(xiàn)兩個機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。對P1端口寫“1”時，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入口使用。是指繼電器產(chǎn)生釋放動作的最大電流。采用單一電源＋5V 工作，額定電流為300μA，采用半雙工通訊方式。 通信模塊設(shè)計方案AT89S52單片機(jī)內(nèi)部有一個全雙工異步串行I/O接口，占用 。確定A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換速率時，應(yīng)考慮系統(tǒng)的采樣速率。 A/D轉(zhuǎn)換器的品種繁多、性能各異，在設(shè)計數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)時，首先碰到的就是如何選擇合適的A/D 轉(zhuǎn)換器以滿足系統(tǒng)設(shè)計要求的問題。DS1302是由DS1202改進(jìn)而來，增加了以下的特性雙電源管腳用于主電源和備份電源供應(yīng)，Vcc1為可編程涓流充電電源，附加七個字節(jié)存儲器。NAND結(jié)構(gòu)能提供極高的單元密度，可以達(dá)到高存儲密度，并且寫入和擦除的速度也很快。高位顯示米單位，低位顯示分米單位，且高位小數(shù)點常亮。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。6) 功耗。液位測量高度≤5米，測量精度10%，AC220V供電。當(dāng)壓力超過規(guī)定數(shù)值時，壓力對液位測量精度將產(chǎn)生顯著影響。常見的有電阻法、光電法、測重法、電容法、浮標(biāo)法及聲光電的反射回波法等。 在 過 程 控 制 中 ， 單 片 機(jī) 既 可 作 為 主 計 算 機(jī) ， 又 可作 為 分 布 式 計 算 機(jī) 控 制 系 統(tǒng) 中 的 前 端 機(jī) ， 完 成 模 擬 量 的 采 集 和 開 關(guān) 量 的 輸 入 、 處 理和 控 制 計 算 ， 然 后 輸 出 控 制 信 號 。本設(shè)計以水箱供水為模型，用于對水箱液位信號進(jìn)行測量監(jiān)控記錄。工 程 應(yīng) 用 中 液 位 的 測 量 常 用 方 法 主 要 有 超 聲 波 、 激 光 紅 外 測 距 、 機(jī) 械 浮 子 、 壓力 傳 感 器 測 距 等 幾 種 。本方法所使用的電容通常由兩塊圓柱形極板或一個探極與罐壁構(gòu)成。根據(jù)光導(dǎo)纖維中光在不同介質(zhì)中傳輸特性的改變對液位進(jìn)行測量。能夠根據(jù)一定的算法，計算分析單位時間水箱消耗水量，繪制圖形，通過計算分析的結(jié)果，可以進(jìn)行區(qū)域用水統(tǒng)籌，降低能源的消耗。8) 供貨渠道暢通?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。數(shù)據(jù)存儲器可選擇的種類繁多，常用的有隨機(jī)存取存儲器（RAM）、只讀存儲器（ROM）與閃存（FLASH ）。FLASH是一個不錯的解決方案。? 31*8位暫存數(shù)據(jù)存儲RAM。1) A/D轉(zhuǎn)換器位數(shù)A/D轉(zhuǎn)換器位數(shù)的確定，應(yīng)該從數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的靜態(tài)精度和動態(tài)平滑性這兩個方面進(jìn)行考慮。把轉(zhuǎn)換時間減小，信號頻率可提高。典型的串行通訊標(biāo)準(zhǔn)是RS232 和RS485 ，它們定義了電壓，阻抗等，但不對軟件協(xié)議給予定義。選用繼電器作為電機(jī)控制的元件。5) 觸點切換電壓和電流。? 引腳號第二功能：（定時器/計數(shù)器T2的外部計數(shù)輸入），時鐘輸出（定時器/計數(shù)器T2的捕捉/重載觸發(fā)信號和方向控制）圖 31 AT89S52 引腳及網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號金小龍：基于單片機(jī)的液位控制系統(tǒng)的設(shè)計 12 MOSI （在系統(tǒng)編程用） MISO （在系統(tǒng)編程用） SCK （在系統(tǒng)編程用）P2口：P2口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ALE脈沖。由于單片機(jī)P0 口作普通I/O口時不能輸出高電平，因此需接上拉電阻，實際電路中，使用8*10KΩ電阻作為上拉電阻。上文中已敘述，使用 32KRAM 作為存儲芯片，因此選用與 51 系列兼容的 62256 隨機(jī)數(shù)據(jù)存儲器。只有在SCLK 為低電平時，才能將 RST置為高電平。VCC 電源供應(yīng)以及作為電路的參考電壓。由于使用單片機(jī)I/O口的驅(qū)動電流較弱，不滿足繼電器吸合電流參數(shù)的要求，所以需使用三極管驅(qū)動繼電器吸合。表41 初始化參數(shù)及含義模塊 變量/端口 初始值 功能adRD/ 1 A/D轉(zhuǎn)換芯片數(shù)據(jù)讀入控制，初始為不讀入adWR/ 0 A/D轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換控制，初始為停止E/ 0 通信接收發(fā)送控制，初始為接收DIS/ 0 顯示數(shù)據(jù)鎖存控制，初始為保持控制端口初始化 RELAY/ 1 繼電器控制，初始狀態(tài)為斷開TMOD 0x22 單片機(jī)片內(nèi)定時/計數(shù)器工作在方式二SCON 0x40 串行口為 8位UART工作方式TH1 0xf4TL1 0xf4 波特率設(shè)置為4800bps波特率發(fā)生器初始化 IE 0 禁止定時器中斷安徽工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 TR1 1 啟動定時器REN 1 允許串行口接收數(shù)據(jù)sec 0x00min 0x00hr 0x00date 0x01mon 0x01day 0x06時間初始化year 0x11初始化系統(tǒng)時間為2022年1月1日0時0分0秒星期六其中sec,min,hr,date,mon,day,year依次為秒、分、時、日、月、星期、年xmark 0x7531 數(shù)據(jù)存儲狀態(tài)標(biāo)志字節(jié)指針numtab 0x0001 數(shù)據(jù)存儲區(qū)指針uplq 0xCF 高液位警戒高度，初始值數(shù)據(jù)參數(shù)初始化 downlq 0x10 低液位警戒高度，初始值初始化過程中，調(diào)用A/D轉(zhuǎn)換模塊獲得首次液位數(shù)據(jù)，同時將其顯示，完成初始化工作金小龍：基于單片機(jī)的液位控制系統(tǒng)的設(shè)計 24 開始CPU 初始化參數(shù)設(shè)定是否有按鍵采樣子程序顯示實時液位數(shù)據(jù)處理子程序控制電機(jī)啟停按鍵處理是否圖 41 主程序流程圖 顯示與A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，顯示輸出的要求為壓縮BCD碼，而A/D轉(zhuǎn)換輸入的數(shù)據(jù)是8位16進(jìn)制碼，因此在實現(xiàn)顯示之前需要編碼的轉(zhuǎn)換。Key_value=P3amp。0x3c是否有按鍵按下調(diào)用延時程序Key_value==P3amp。其程序流程圖如圖43所示。}} 通信協(xié)議及通信模塊軟件設(shè)計1) 通信協(xié)議為了使PC上位機(jī)與設(shè)備實現(xiàn)有意義的通信，設(shè)計了簡單的通信協(xié)議。amp。該模塊分為兩個階段，第一階段是為A/D轉(zhuǎn)換啟動控制，通過 adWR復(fù)位→延遲→置位完成。default:break。} 按鍵部分軟件設(shè)計由于使用的按鍵較少，所以本文采用了獨立式鍵盤，即每個按鍵單獨占用一根口線。 系統(tǒng)主程序流程圖系統(tǒng)主程序的功能主要是完成對單片機(jī)的初始化，設(shè)置警戒液位的上下限，實時顯示液位值以及鍵盤掃描等工作。為了節(jié)省單片機(jī)