【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 如下 ： 表 寄存器初始狀態(tài) 特殊功能寄存器 初始態(tài) 特殊功能寄存器 初始態(tài) ACC PSW 07H DPL IP IE TMOD SCON P0P3 00H 00H 00H 00H xxx00000B 0x00000B 00H xxxxxxxxB 1111111B B SP TH0 TL0 TH1 TL1 TCON SBUF PCON 00H 07H 00H 00H 00H 00H 00H 00H 0xxxxxxxB 8051 的復(fù)位方式 分為手動(dòng)和自動(dòng)復(fù)位。 RESET/Vpd是 一 個(gè) 復(fù)用腳， 在 Vcc掉電期間，可以使用后備電源使單片機(jī) RAM數(shù)據(jù)不丟失。 8 0 5 1R E S E TR E S E T 8 0 5 1V c c V c cS W2 2 u1 K91 K4 7 0 R2 2 u9上 電 自 動(dòng) 復(fù) 位 手 動(dòng) 復(fù) 位 電 路 圖 復(fù)位電路 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 8 Pin30:ALE/ 當(dāng)訪問(wèn)外部程序器時(shí)， ALE(地址鎖存 )的輸 出用于鎖存地址的低位字節(jié)。而訪問(wèn)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器時(shí)， ALE 端將有一個(gè) 1/6 時(shí)鐘頻率的正脈沖信號(hào)， 確定單片機(jī)是否工作， 也可以當(dāng)作一個(gè)時(shí)鐘向外輸出。 而且 當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器， ALE 會(huì)跳過(guò)一個(gè)脈沖。 如果單片機(jī)是 EPROM，在編程其間 ,prog 將用于輸入編程脈沖。 Pin29: 當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器時(shí) ,此腳輸出負(fù)脈沖選通信號(hào)， PC 的 16 位地址數(shù)據(jù)將出現(xiàn)在 P0 和 P2 口上，外部程序存儲(chǔ)器則把指令數(shù)據(jù)放到 P0 口上，由 CPU 讀入并執(zhí)行。在編程時(shí)， EA/Vpp腳還需加上 21V的編程電壓。 液位傳感器設(shè)計(jì) 在鍋爐液位控制系統(tǒng)中 ,傳感器的選擇是非常重要的 ,傳感器是能感受規(guī)定的被測(cè)量 ,并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置 ,它通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成 ,它的性能直接影響到整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng) ,對(duì)檢測(cè)精確度起著重要的作用。 傳感器的種類很多 ,有溫度傳感器 ,加速度傳感器 ,光學(xué)傳感器 ,壓力傳感器的 ,本設(shè)計(jì)主要采用的是由高亮二級(jí)管和光敏三級(jí)管所組成的液位傳感器來(lái)對(duì)液位進(jìn)行控制，又用光電式傳感器和壓電式傳感器來(lái)對(duì)溫度和壓力進(jìn)行檢測(cè) ,在把檢測(cè)的電信號(hào)輸入到單片機(jī)進(jìn)行分析 ,這個(gè)設(shè)計(jì)的 重點(diǎn)是液位的控制 ,所以下面我要對(duì)液位傳感器進(jìn)行設(shè)計(jì)。 采用的是四對(duì)高亮二極管和光敏三極管所組成的液位傳感器，這種液位傳感器如下圖 1 2 3 4ABCD4321DCBALED1K1KGND設(shè) 計(jì)班 級(jí)指導(dǎo)教師日 期遼寧工程技術(shù)大學(xué)電氣與控制工程學(xué)院曹 德 寶自動(dòng)化 0 3 6閻 馨2020 年 6 月 24 日鍋爐液位控制系統(tǒng) 圖 液位傳感器 由圖 可知，液位傳感器的主要元件是 高亮二極管和光敏三極管 ,它們都屬于光電元件 ,光電元件主要采用的是 光電效應(yīng) ,光電效應(yīng)分外光電效應(yīng)、內(nèi)光電效應(yīng)和光生伏特效應(yīng) , 光電效應(yīng)的原理是 PN 結(jié)加反向電壓時(shí)，反向電流的大小取決于 P 區(qū)和 N 區(qū)中少數(shù)載流子的濃度，當(dāng)光照 PN結(jié)時(shí)，光子能量 h大于材料的禁帶寬度，在 PN 結(jié)及其附近產(chǎn)生光生電子、空穴對(duì)，從而使 P區(qū)和 N 區(qū)少數(shù)載流 子濃度增加， 載流子 在外加反向電壓和 PN 結(jié)內(nèi)電場(chǎng)作用下定向運(yùn)動(dòng)，分別在兩個(gè)方向上渡越 PN結(jié)，使反向電流明顯增攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 9 大。如果入射光照 強(qiáng) 度變化，光生電子 及 空穴對(duì)的濃度將相應(yīng)變動(dòng)，通過(guò)外電路的光電流強(qiáng)度也會(huì)隨之變動(dòng) 。 光敏二極管 的作用 就把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成了電信號(hào)。 圖 光敏三極管的結(jié)構(gòu)示意圖 圖 基本電路 而光敏三極管有兩個(gè) PN 結(jié)，因而可以獲得電流增益，它比光敏二極管具有更高的靈敏度 ,也是把光信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)。 光敏三級(jí)管是由高亮二極管進(jìn)行發(fā)光 的 , 高亮二極管是一種把電能轉(zhuǎn)變成光能的半導(dǎo)體器件。它的原理和光敏二極管相似 ,也是產(chǎn)生光電效應(yīng)。只不過(guò)原理正好相反 ,當(dāng)有電流導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生光電流 ,照射在 PN結(jié)上 ,在內(nèi)部產(chǎn)生光電流 , 它具有體積小、功耗低、壽命長(zhǎng)、響應(yīng)快、機(jī)械強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，并能和集成電路相匹配。因此，廣泛地用于計(jì)算機(jī)、儀器儀表和自動(dòng)控制設(shè)備中。 水位檢測(cè)是通過(guò)四對(duì)高亮二極管和光敏三極管分別安裝在四個(gè)不同的位置，由上至下四個(gè)輸出端口分別接單片機(jī)的 、 、 、 口，實(shí)時(shí)對(duì)鍋爐里的水位進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)水位到達(dá)某一光敏三極管的位置時(shí) ，其輸出端口就向單片機(jī)輸出高電平；當(dāng)水位低于此光敏三極管的位置時(shí)，其輸出端口就向單片機(jī)輸出低電平。由上至下的第一個(gè)位置為水位上限報(bào)警線，即當(dāng)水位高于此位置時(shí)，開水房控制系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)報(bào)警，提醒工作人員注意，加水電磁閥有可能出故障；第二個(gè)位置是自動(dòng)停止加水線，即當(dāng)水位高于此位置時(shí)，控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉加水電磁閥，停止加水；第三個(gè)位置是自動(dòng)加水線，即當(dāng)水位低于此位置時(shí)，控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)接通加水電磁閥，開水加水；第四個(gè)位置是水位下限報(bào)警線，即當(dāng)水位低于此位置時(shí)，開水房控制系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)報(bào)警，提醒工作人員注意，加水電磁閥可 能出故障。 ADC0809A/D 轉(zhuǎn)換器 A/D 是把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào) ,把由傳感器傳來(lái)的液位控制的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào) ,然后再通過(guò) 8051單片機(jī)的分析處理進(jìn)行 LED顯示和液位、壓力和溫度的報(bào)警 。 D／ A 轉(zhuǎn)換基本原理 D／ A 轉(zhuǎn)換器的功能是將 數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào) 。 使每一個(gè)二進(jìn)制信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的電流 ，電流的大小 則 正比于相應(yīng)的二進(jìn)制位的權(quán)。輸入二進(jìn)制數(shù)據(jù) D7～ DO 控制 電子開關(guān)組，當(dāng)某 一位為 “1” 時(shí)，則電子開關(guān)閉合，基準(zhǔn)電壓 Vin 接電阻解碼網(wǎng)絡(luò)，使μ AEV+I Φ結(jié)構(gòu)示意圖和圖形符號(hào) 基本電路a ) b)EU 0ceIcR LNNPa)結(jié)構(gòu)示意圖 b)基本電路μ AEV+I Φ結(jié)構(gòu)示意圖和圖形符號(hào) 基本電路a )b)EU 0ceIcR LNNPa)結(jié)構(gòu)示意圖 b)基本電路攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 10 某一支路電阻上有電流流過(guò)。當(dāng)某一位為 “ 0” 時(shí)，則電子開關(guān)斷開，該支路電阻上無(wú)電流流過(guò)。加權(quán)電阻解碼網(wǎng)絡(luò)各支路的電阻值與二進(jìn)制數(shù)據(jù) D7～ DO 的 “ 權(quán) ” 相對(duì)應(yīng)，“ 權(quán) ” 大的電阻值小， “ 權(quán) ” 小的電阻值大。因此各支路的電流不僅決定于輸入數(shù)字量的值 (0或 1)，還決定于 “ 權(quán) ” ，各支路的電流如下： 式（ ） 因此，總電流為 Iou 70 1 2 3 4 5 6 7 8 0 2 ( 2 4 )2 r e f io u t iiVI I I I I I I I I DR ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? 該總電流經(jīng)電流轉(zhuǎn)換器后有 : 708 0 22 r e f io u t o u t iiVV R I D E N?? ? ? ? ? ? ? ?? 其中 70 8 0, 2 (2 6)2ref i iiVE N D???? 由式（ ）看出，盡管使用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不同，但對(duì)于 D／ A轉(zhuǎn)換器的輸入輸出來(lái)說(shuō)是等效的。就 8位 D／ A 轉(zhuǎn)換器而言，每一數(shù)字輸入位所代表的輸出模擬量是其相鄰的 2倍，這樣就組成二進(jìn)制數(shù)字量到模擬量的轉(zhuǎn)換器。 0008811 1 178222222r e f r e fr e f r e fVVIDRRVVI D DRR? ? ???? ? ??? 12 2 268222re f re fVVI D DRR? ? ??? 33 3 35844 4 44855 5 53866 6 62877 7 718222222.222.2.222re f re fre f re fre f re fre f re fre f re fVVI D DRRVVI D DRRVVI D DRRVVI D DVVI D DRR? ? ???? ? ???? ? ???? ? ?? ? ??? 式（ ） 式（ ） 式（ ） 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 11 D／ A轉(zhuǎn)換芯片的主要性能指標(biāo)如下 : ① 分辨率。 信號(hào)的敏感程度 數(shù)字量的數(shù)位表示 ， 分辨率為 n 位的 D／ A 轉(zhuǎn)換器，可以對(duì)滿量程的 1／ 2n的增量做出 反饋 。 ② 相對(duì)精度。 在 校準(zhǔn)前提下有效刻度內(nèi)模擬量的輸出與理論值之差，用 ISB來(lái)表示和該偏差相對(duì)滿刻度的百分比 。 ③ 轉(zhuǎn)換時(shí)間。數(shù)字變化量是滿刻度時(shí)，達(dá)到終值 177。LSB ／ 2 所需要的時(shí)間，通常為幾十納秒至幾微秒。 ④ 非線性誤差。通常給出在一定溫度下的最大非線性度，一般為 ％～ ％。 其工作 步驟 是：比較開始時(shí)，首先對(duì)二進(jìn)制計(jì)數(shù)器的最高位置 “1” ，然后進(jìn)行轉(zhuǎn)換 和 比較判斷。 如果 模擬輸入 Uin 大于 Ui，比較器輸出為 1，輸出鎖存器的最高位保持為 1。 依照此方法從低到高依次進(jìn)行比較 。將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)來(lái)完成 A/D 轉(zhuǎn)換 ?？偣残枰貜?fù)這種過(guò)程 n次。 ADC0809 轉(zhuǎn)換芯片 本次設(shè)計(jì) 的 A／ D 轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)硬件是由 ADC0809 轉(zhuǎn)換芯片和四個(gè)可變電位器組成的。ADC0809 是 8 位 8 通路逐次逼近式 A／ D轉(zhuǎn)換器，輸入電壓在 (O～ 5)V，最大不可調(diào)誤差小 177。1LSB 。 ADC0809 芯片的引腳圖如圖 26 所示。 8 路模擬通道 要 能 正常 工作，首先通過(guò)地址譯碼鎖存器選通所要開通的 8路模擬通道中的一路開關(guān)，將模擬信號(hào) 進(jìn)行 A/D的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)放到三態(tài)數(shù)據(jù)鎖存器中 ，由 CPU 讀取 后由 CPU 啟動(dòng)新一次 的地址譯碼，重復(fù)以上完成新一次的 A/D轉(zhuǎn)換。下圖為 ADC0809 芯片的引腳圖。 1 2 3 4ABCD4321DCBAT i t l eN u m b e r R e vi s i o nS i z eL e t t e rD a t e : 1 9 J u n 2 00 7 S he e t o f F i l e : E : \ 曹德寶 \ 2 2\ B A C K U P ~ 1 11 11 . B k p D r a w n B y :I N 026m s b2 1212 220I N 1272 3192 418I N 2282 582 615I N 312 714l s b 2 817I N 42E O C7I N 53A D D A25I N 64A D D B24A D D C23I N 75A L E22r e f ( )16E N A B L E9S T A R T6r e f ( + )12C L O C K10A D C 0 80 9 圖 ADC0809 芯片的引腳圖 攀枝花學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 12 鍵盤及顯示接口 采用三位 7段 LED 顯示器， LED 顯示器是單片機(jī)應(yīng)用中最常用的輸出部件，它是由若干發(fā)光二極管組成，當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)，相應(yīng)的一個(gè)點(diǎn)或一個(gè)筆畫發(fā)光，不同組合的二極管導(dǎo)通，就能顯示出各種字符。用 LED 是因?yàn)樗哂酗@示清晰、亮度高、使用電壓低、光電轉(zhuǎn)換效能高、壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。 LED（發(fā)光二極管）最早出現(xiàn)在 19 世紀(jì) 60年代，現(xiàn)在我們可以經(jīng)常在 電氣和電子設(shè)備上看到這些二極管作為指示燈來(lái)用。 在微型機(jī)系統(tǒng)中， LED常用的顯示方法有兩種。一種是靜