【文章內(nèi)容簡介】 是壽命長， 1000 寫/擦循環(huán)，數(shù)據(jù)可保留 10 年，全靜態(tài)工作是 0Hz24MHz，在工作時需要提供+5V 的電壓，擁有三級加密程序存儲器，其具體的端口功能說明如表 31 所示。表 31 引腳功能P0 口 它是具有八位的 IN/OUT 接口，是雙向的，在輸送數(shù)據(jù)的時候，需要寫“1”，并且是高阻抗輸入，它輸出的每一位都可以帶動八個邏輯門電路。 P1 口 具有八位兩個方向的 IN/OUT 接口，它里面有一個上拉電阻器，在用作輸入時候，需要寫“1”，那么它里面的那個上拉電阻器就會把端口拉到高并會在某一個腳的外面的信號變低后輸出 ，如果它在用作輸出的時候它吸取電流可以帶動 4 個門電路。P2 口 具有八位兩個方向的 IN/OUT 接口，它里面有一個上拉電阻器，在用作輸入時候，需要寫“1”，那么它里面的那個上拉電阻器就會把端口拉到高并會在某一個腳的外面的信號變低后輸出 ，如果它在用作輸出的時候它吸取電流可以帶動 4 個門電路。P3 口 具有八位兩個方向的 IN/OUT 接口，它里面有一個上拉電阻器，在用作輸入時候，需要寫“1”，那么它里面的那個上拉電阻器就會把端口拉到高并會在某一個腳的8外面的信號變低后輸出 ，如果它在用作輸出的時候它吸取電流可以帶動 4 個門電路。RST 它是一個復(fù)位端口。ALE/PROG外部程序或數(shù)據(jù)被訪問的時候 ALE 會輸出一個脈沖存住地址的低八位 bit 并跳過一個信號，就算在不訪問外部儲存器的情況下 ALE 這個端口也能輸出一個以 1/6頻率的脈沖。/PSEN 它在輸出兩個脈沖時有效，其是對外部的程序讀取指令時的一個信號，當是外部數(shù)據(jù)被訪問的時候，信號不會被產(chǎn)生出來 。EA/VPP 當要被訪問時必須要經(jīng)過它的允許，例如在一般情況下會把 EA 與地相接，因為在EA 端保持低電位時 CPU 就可以訪問的地址為 0000H—FFFFH。XTAT1 晶振輸入端。XTAT2 晶振輸出端。在 AT89C51 單片機中， P3 口除了作為一個可編程的輸入輸出接口外還有另外一個非常重要的作用，其 P3 口另外一個作用如表 32 所示。表 32 P3 口第二功能 串行輸入口 定時／計數(shù)器 0 串行輸出口 定時／計數(shù)器 1 中斷 0 寫數(shù)據(jù)選通 中斷 1 讀數(shù)據(jù)寫通 前置放大器電路在本次設(shè)計中采用的是 LM358 運算放大器，它在傳感器放大、工業(yè)控制等場合中是我們常常用到的雙運放放大器，在雙電源或單電源時都能夠?qū)λ５倪m用。其引腳功能圖如 32 所示。它具有 2 個輸出、 4 個輸入、1 個電源、1個接地 8 個引腳。圖 32 LM358 引腳功能圖LM358 它的參數(shù)由表 33 所示。表 32 LM358 參數(shù)基極直流 45nA 輸入電壓 9失調(diào)電流 50nA 共模抑制比 80d失調(diào)電壓 電源抑制比 100dB在本次系統(tǒng)的設(shè)計中由 LM358 所構(gòu)成的前置運算放大電路是把電容式變送器所采集到的液位信息（420mA）經(jīng)過 260Ω 的電阻轉(zhuǎn)變?yōu)?05V 的電壓。其電路圖如圖 33 所示。LM358 里的輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換的 ANALOPG IN 相連接。圖 33 前置放大器電路 A/D 轉(zhuǎn)換器電路A/D 轉(zhuǎn)換器又叫模數(shù)轉(zhuǎn)換器，在這里它是實現(xiàn)把電壓值變?yōu)閱纹瑱C能識別的二進制信號。隨著技術(shù)的發(fā)展，大量功能各異的模數(shù)轉(zhuǎn)換器也相應(yīng)的被研發(fā)出來，根據(jù)它的工作特性可將其為直接型和間接型。在本次系統(tǒng)中采用的是 10位串行輸出、逐次比較型的模數(shù)轉(zhuǎn)換器 TLC1549。它具有兩個數(shù)字輸入端，一個片選（/CS ） 、1 個 I/O CLOCK 端口、1 個 DATA OUT 輸出口，其最大誤差僅為。在工作時具有 6 個工作模式，其中四個快速模式和兩個慢速模式，其中模式一是最常用的工作模式，它是 10 個時鐘周期轉(zhuǎn)換并且片選為高。其具體的引腳功能圖如圖 34 所示。圖 34 TLC154910TLC1549 在工作當中有四種工作模式，在本次設(shè)計中，TLC1549 采用模式一，模式一為快速工作模式，在這個工作方式當中片選變?yōu)楦唠娖剑谶B續(xù)一段時間里每次傳輸?shù)目偸鞘畟€時鐘脈沖。DATA OUT 會隨著片選的開始和結(jié)束脫離或恢復(fù)到高阻態(tài)，在 DATA OUT 恢復(fù)到高阻態(tài)時是在固定的時間內(nèi)。其中，在片選上升沿禁止 I/O CLOCK 端需要一個啟動時間和兩個內(nèi)部系統(tǒng)時鐘周期 [4]。其時序圖如圖 35 所示。圖 35 TLC1549 模式一時序圖在這個模塊電路設(shè)計如圖 36，其中 TLC1549 中片選（/CS）端連接到 口上，在數(shù)據(jù)輸出時片選（/CS）為高電位，當片選(/CS)從高電位變?yōu)榈碗娢粫r，器件回到初始的狀態(tài)，但是在輸出寄存器中仍然保存得有上次的結(jié)果。I/O CLOCK 端口連接單片機 端口上，在軟件編程時會使系統(tǒng)產(chǎn)生一個時鐘信號。數(shù)據(jù)輸出段（DATA OUT）連接在 口上，經(jīng)過前置運算放大器處理后的 05V 電壓與 ANALOG IN 端相連接。11圖 36 A/D 轉(zhuǎn)換電路圖上圖中運用 LM3365 與 TLC1549 相連接。其 LM336 功能引腳圖如圖 37 所示，LM3365 內(nèi)部是一個恒壓源電路，它與 TLC1549A/D 轉(zhuǎn)換器的 REF+引腳和REF引腳并連，它為 TLC1549 提供一個 5V 的基準電壓，基準電壓其功能是為A/D 轉(zhuǎn)換提供了一個絕對電壓，和輸入的值相比較以確定適當?shù)臄?shù)字信號輸送。圖 37 LM3365 晶 振其設(shè)計的電路如 38 圖所示，與單片機的晶振輸入端和輸出端相連接，它是由兩個電容和一個振蕩器構(gòu)成，其工作原理是在把交變電壓施加到晶片上時，晶片會因為機械變形而震動，而晶片的震動也會產(chǎn)生交變的電壓，在這種變化在物理中我們稱作是壓電效應(yīng)。單片機工作時必須要有它所提供的脈沖信號，這個信號決定系統(tǒng)工作的速度，在本次設(shè)計的系統(tǒng)中設(shè)計了一個符合 AT89C51單片機標準的晶振頻率 12MHz。12圖 38 晶振 看門狗電路在使用單片機工作過程中，往往受到一些條件的干擾而發(fā)生程序讀取錯誤出現(xiàn)死循環(huán)等死機的情況，這種情況出現(xiàn)時會導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常工作或者更加嚴重的后果。那么，在系統(tǒng)運行時就需要一個“看門狗”來使系統(tǒng)出現(xiàn)不正常工作時進行重置。 “看門狗”工作原理是系統(tǒng)正常工作的時候會向它輸送一個脈沖，當單片機死機時，則不會向它輸送脈沖，那么“看門狗”就會發(fā)送一個信號，讓工作恢復(fù)正常。在本次設(shè)計中的“看門狗”是以 IMP813 芯片為核心，IMP813 芯片在電路中起著計數(shù)器重定的工作。假如在 1600ms 內(nèi) “看門狗”定時器沒有被觸發(fā)，那么 IMP813 引腳 WDO 將會輸出一個低電位。其具體設(shè)計的復(fù)位電路可以分為：（1）上電復(fù)位，上電復(fù)位的信號是由觸發(fā)器產(chǎn)生，在產(chǎn)生時，它會對這個脈沖計時，當計時到達 秒后就會由復(fù)位發(fā)生器輸送一個信號，這個信號就會讓復(fù)位信號無效，若當電壓小于 ，那么產(chǎn)生的這個脈沖則會使復(fù)位信號發(fā)生作用。（2）手動復(fù)位，IMP813 的/MR 引腳與地相連，這個引腳在與地相接不超過 時會就會有一個復(fù)位過程。（3）自動復(fù)位，自動復(fù)位是 IMP813 芯片的 WDI 的端口在 1600ms 內(nèi)沒有被觸發(fā)，則 WDO 引腳就會從高電位變?yōu)榈碗娢唬瑫r間持續(xù)到 140ms 以上時，系統(tǒng)就會收到一個由 IMP813 芯片產(chǎn)生的復(fù)位脈沖。在電路中 WDO 端口與/MR端口相連接，IMP813 中 RST 端口與單片機中的復(fù)位端口相連接， WDI 端口與單13片機的 端口相連接，系統(tǒng)在正常工作時端口 會不斷的輸出脈沖（軟件中實現(xiàn)） ，如果發(fā)生單片機死機時，那么引腳 就會沒有脈沖輸出，使IMP813 的 WD 在 產(chǎn)生低電平產(chǎn)生復(fù)位信號[5]。具體復(fù)位電路由圖 39 所示。 圖 39 IMP819 電路設(shè)計 鍵盤電路如圖 310 所示，在本系統(tǒng)中采用三個獨立鍵盤實現(xiàn)功能的切換和上下限加減的設(shè)置。其 SWSWSW3 分別于單片機 、 相連接。圖 310 鍵盤鍵盤有兩種類型，一種是編碼的按鍵，另一種是非編碼的按鍵，其中非編碼按鍵是通過指令編程來實現(xiàn)它的具體功能。在單片機的使用中，我們都是使14用的是非編碼的鍵盤，鍵盤與單片機之間是為線與的關(guān)系，在軟件編程過程中需注意按鍵的消抖，以保證按鍵能正常的操作。 顯示電路在單片機的顯示電路中常常用到 LED（數(shù)碼管顯示）和 LCD（液晶顯示） ，然而由于 LED 顯示壽命長、結(jié)構(gòu)簡單、耗能小等特點而被廣泛的運用在各個行業(yè)之中。如圖 311 所示，LED 數(shù)碼管為 8 段碼數(shù)碼管，其 8 段為a、 b、