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正文內(nèi)容

基于單片機的液位控制系統(tǒng)的畢業(yè)設計(編輯修改稿)

2025-07-24 22:42 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 232C標準,其中EIA(Electronic Industry Association)代表美國電子工業(yè)協(xié)會,RS(Emeded Standard)代表推薦標準,232是標識號,C代表RS232的最新一次修改(1969),在這之前,有RS232B、RS232A。它規(guī)定連接電纜和機械、電氣特性、信號功能及傳送過程。 區(qū)別于RS232,RS485的特性包括: 1) RS485的電氣特性:邏輯“1”以兩線間的電壓差為+(2~6)V表示;邏輯“0”以兩線間的電壓差為-(2~6)V表示。接口信號電平比RS232C降低了,就不易損壞接口電路的芯片,且該電平與TTL電平兼容,可方便與TTL電路連接。 2) RS485的數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps。 3) RS485接口是采用平衡驅(qū)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。 4) RS485接口的最大傳輸距離標準值為4000英尺,實際上可達3000米,另外RS232C接口在總線上只允許連接1個收發(fā)器,即單站能力。而RS485接口在總線上是允許連接多達128個收發(fā)器。即具有多站能力,這樣用戶可以利用單一的RS485接口方便地建立起設備網(wǎng)絡。 因RS485接口具有良好的抗噪聲干擾性,長的傳輸距離和多站能力等上述優(yōu)點就使其成為首選的串行接口。 PC機作為上位機,一般情況下帶有RS232C通信接口,鑒于RS485接口的優(yōu)點與系統(tǒng)實際工作環(huán)境的需要,系統(tǒng)采用RS485接口標準,使用RS232/RS485轉(zhuǎn)換器與PC機連接進行通信。 MAX485接口芯片是Maxim公司的一種RS485芯片。采用單一電源+5V工作,額定電流為300μA,采用半雙工通訊方式。它完成將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS485電平的功能。 第二章 硬件電路設計 AT89S52硬件設計P0口:P0口是一個8位漏極開路的雙向I/O口。作為輸出口,每位能驅(qū)動8個TTL邏輯電平。對P0端口寫“1”時,引腳用作高阻抗輸入。當訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時,P0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復用。在這種模式下,P0具有內(nèi)部上拉電阻。在FLASH編程時,P0口也用來接收指令字節(jié);在程序校驗時,輸出指令字節(jié)。程序校驗時,需要外部上拉電阻。 P1口:P1口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口,P1輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。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。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)。此外,()和定時器/計數(shù)器2的觸發(fā)輸入(),具體如下所示: l 在FLASH編程和校驗時,P1口接收低8位地址字節(jié)。 l 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) 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。對P2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。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)。在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲器(例如執(zhí)行MOVX @DPTR)時,P2口送出高八位地址。在這種應用中,P2口使用很強的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在使用8位地址(如MOVX @RI)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時,P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。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。 P3口:P3口是一個具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口,P3輸出緩沖器能驅(qū)動4個TTL邏輯電平。對P3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。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)。P3口亦作為AT89S52特殊功能(第二功能)使用,如下表所示。此外,P3口還接收一些用于FLASH閃存編程和程序校驗的控制信號。 RST——復位輸入。當振蕩器工作時,RST引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將使單片機復位。 ALE/PROG——當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)。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。要注意的是:每當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時將跳過一個ALE脈沖。對FLASH存儲器編程期間,該引腳還用于輸入編程脈沖(PROG)。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。該位置位后,只有一條MOVX和MOVC指令才能將ALE激活。此外,該引腳會被微弱拉高,單片機執(zhí)行外部程序時,應設置ALE禁止位無效。 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AT89S52由外部程序存儲器取指令(或數(shù)據(jù))時,每個機器周期兩次PSEN有效,即輸出兩個脈沖,在此期間,當訪問外部數(shù)據(jù)存儲器,將跳過兩次PSEN信號。 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)。需注意的是:如果加密位LB1被編程,復位時內(nèi)部會鎖存EA端狀態(tài)。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。FLASH存儲器編程時,該引腳加上+12V的編程允許電源Vpp,當然這必須是該器件是使用12V編程電壓Vpp。 XTAL1:振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。XTAL2:振蕩器反相放大器的輸出端。 為了便于接下來的說明,單片機各管腳網(wǎng)絡標號定義如圖31。 要使單片機按照設計要求正常工作,完整單片機最基本的工作要求,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。并附加復位電路,組成單片機最小系統(tǒng)。根據(jù)電路設計規(guī)范和AT89S52芯片手冊,設計時鐘電路與復位電路如圖: 圖中網(wǎng)絡標號RST連接單片機RST引腳,具有上電復位與手動復位的功能;XTAL1與XTAL2連接單片機XTAL1和XTAL2引腳,且并聯(lián)兩個30pF匹配電容使晶振起振。 由于單片機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。 按鍵設計 鍵盤在單片機應用系統(tǒng)中是一個很關(guān)鍵的部件,它能實現(xiàn)向單片機系統(tǒng)輸入數(shù)據(jù)、發(fā)送命令等功能,是人工干預單片機的主要手段??紤]到本設計實際需要的按鍵較少,故采用獨立式鍵盤接口電路。它是將每個獨立按鍵按一對一的方式直接接到單片機的I/O口上,通過程序掃描查詢方式實現(xiàn)與單片機系統(tǒng)交互的。在程序查詢方式下,通過I/O端口讀入按鍵狀態(tài),當有按鍵按下時,相應的I/O端口變?yōu)榈碗娖?,而未被按下的按鍵在上拉電阻作用下為高電平,這樣通過讀I/O口的狀態(tài)判斷是否有按鍵按下。系統(tǒng)按鍵電路如圖33所示。 下圖中,S2~S5便是控制顯示用的按鍵。其作用就是通過按動它們實現(xiàn)對高低警戒液位的設置。具體來說,SS4分別實現(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鍵。 圖系統(tǒng)按鍵電路 通信單元硬件設計 MAX485僅有8個管腳,電路設計比較簡單圖MAX485引腳圖RO引腳接到單片機串口接收引腳RXD(),DI引腳接到單片機串口發(fā)送引腳TXD()。由于MAX485為半雙工通信方式,不能同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù),只能通過控制RE和DE引腳的狀態(tài)來進行發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。為了節(jié)省單片機I/O口資源,將RE和DE引腳連在一起,輸入低電平時,MAX485處于接收狀態(tài);輸入高電平時,其處于發(fā)送數(shù)據(jù)狀態(tài)。定義RE和DE連接在一起的網(wǎng)絡標號為E,接入單片機P1口,用于發(fā)送與接收的轉(zhuǎn)換。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。 硬件電路如圖圖串行通信模塊電路圖 第三章 系統(tǒng)軟件設計系統(tǒng)中,顯
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