基于8051單片機的水箱水位控制系統(tǒng)設(shè)計(編輯修改稿)
2024-12-16 04:00 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 計） （水箱水位單片機控制系統(tǒng)） 4 圖 22 單片機控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 其中 M M2 為給水泵機組， LG、 LD、 LDD 分別為水位高、水位低、水位低低浮球開關(guān)，當(dāng)水位高（大于 90 開度）時， LG 閉合，當(dāng)水位低（小于 75 開度）時， LD 閉合，當(dāng)水位低低（小于 50 開度）時， LDD 閉合。 800 立方米水箱的控制器由 8051 系統(tǒng)構(gòu)成。為避免電機的起停和電源波動時對電路的影響，輸入輸出均采用光電 隔離。輸出通過繼電器，控制水泵機組的起停和報警，其電路圖如下： 圖 23 單片機控制水泵起停報警圖 成都電子機械高等?？茖W(xué)校成教院畢業(yè)論文（設(shè)計） （水箱水位單片機控制系統(tǒng)） 5 給水泵電機主控回路圖如下 : 圖 24 給水泵電機主控回路圖 第二節(jié) 單片機主機系統(tǒng)電路 目前， 8051 單片機在工業(yè)檢測領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，因此我們可以在許多單片機應(yīng)用領(lǐng)域中，配接各種類型的語音接口，構(gòu)成具有合成語音輸出能力的綜合應(yīng)用系統(tǒng)，以增強人機對話的功能。 89C51 是 Intel 公司生產(chǎn)的一種單片機，在一小塊芯片上集成了一個微型計算機的各個組成部分。每一個單片機包括：一個 8 位的微型處理器 CPU；一個 256K 的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器 RAM；片內(nèi)程序存儲器ROM；四個 8 位并行的 I/O 接口 P0P3，每個接口既可以輸入，也可以輸出；兩個定時器 /記數(shù)器；五個中斷源的中斷控制系統(tǒng)；一個全雙工 UART 的串行 I/O 口；片內(nèi)振蕩器和時鐘產(chǎn)生電路，但石英晶體和微調(diào)電容需要外接。最高允許振蕩頻率是 12MHZ。以上各個部分通過內(nèi)部總線相連接。下面簡單介紹下其各個部分的功能。 中央處理器 CPU 是單片微型計算機的指揮、執(zhí)行中心，由它讀人用戶程序，并逐條執(zhí)行指令，它是由 8 位算術(shù)／邏輯運算部件 (簡稱 ALu)、定時／控制部件，若干 寄存器 A、 B、 B5w、 5P 以及 16 位程序計數(shù)器 (Pc)和數(shù)據(jù)指針寄存器 (DM)等主要部件組成。算術(shù)邏輯單元的硬件結(jié)構(gòu)與典型微型機相似。它具有對 8 位信息進(jìn)行 +、 、 x、 / 四則運算和邏輯與、或、異或、取反、清“ 0”等運算，并具有判跳、轉(zhuǎn)移、數(shù)據(jù)傳送等功能，此外還提供存放中間結(jié)果及執(zhí)行的指令，共 16位．可對以 K 字節(jié)的程序存儲器直接尋址 c 指令執(zhí)行結(jié)束后， Pc 計數(shù)器自動增加，指向下一條要執(zhí)行的指令地址。 CPU 功能，總的來說是以不同的方式，執(zhí)行各種指令。不同的指令其功自略異。有的指令涉及到枷各寄存器之間的關(guān)系；有的 指令涉及到單片機核心電路內(nèi)部各功能部件的關(guān)系；有的則與外部器件如外部程序存儲器發(fā)生聯(lián)系。事實上，成都電子機械高等?？茖W(xué)校成教院畢業(yè)論文（設(shè)計） （水箱水位單片機控制系統(tǒng)） 6 cRJ 是通過復(fù)雜的時序電路完成不同的指令功能。所謂 cRJ 的時序是指控制器控照指今功能發(fā)出一系列在時間上有一定次序的信號，控制和啟動一部分邏輯電路，完成某種操作。 常用數(shù)據(jù)寄存器?？刂破鞑考怯芍噶罴拇嫫鳌⒊绦蛴嫈?shù)器 Pc、定時與控制電路等組成的。指令寄存器中存放指令代碼。枷執(zhí)行指令時，從程序存儲器中取來經(jīng)譯碼器譯碼后，根據(jù)不同指令由定時與控制電路發(fā)出相應(yīng)的控制信號，送到存儲器、運算器或 I／ o 接口電路，完成指令功能。 程序計數(shù)器 Pc 程序計數(shù)器Pc 用來存放下一條將要。 第一小節(jié) 時序 ① 時鐘電路 M 田 — 51 片內(nèi)設(shè)有一個由反向放大器所構(gòu)成的振蕩電路，XTALI 和 XTAL2 分別為振蕩電路的輸入端和輸出端。時鐘可以由內(nèi)部方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)生。采用內(nèi)部方式時，在 C1 和 C2 引腳上接石英晶體和微調(diào)電容可以構(gòu)成振蕩器， 振蕩頻率的選擇范圍為 1． 2— 12MHZ 在使用外部時鐘時， XTAL2用來輸入外部時鐘信號，而 XTALI 接地。 ② 時序 MGL5l 單片機的一個執(zhí)器周期由 6 個狀態(tài) (s1— s6)組成，每個狀態(tài)又持續(xù) 2 個接 蕩周期，分為 P1 和 P2 兩個節(jié)拍。這樣，一個機器周期由 12 個振蕩周期組成。若采用 12MHz 的晶體振蕩器，則每個機器周期為 1us，每個狀態(tài)周期為 1／ 6us；在一數(shù)情況下，算術(shù)和邏輯操作發(fā)生在 N 期間，而內(nèi)部寄存器到寄存器的傳輸發(fā)生在 P2 期間。對于單周期指令，當(dāng)指令操作碼讀人指令寄存器時，使從 S1P2 開始執(zhí)行指令。如果是雙字節(jié)指令，則在同一機器周期的 s4 讀人第二字節(jié)。若為單字節(jié)指令，則在 51 期間仍進(jìn)行讀，但所讀入的字節(jié)操作碼被忽略，且程序計數(shù)據(jù)也不加 1。在加結(jié)束時完成指令操作。多數(shù) Mcs— 51 指令周期為 1— 2 個機器 周期，只有乘法和除法指令需要兩個以上機器周期的指令，它們需 4 個機器周期。 對于雙字節(jié)單機器指令，通常是在一個機器周期內(nèi)從程序存儲器中讀人兩個字節(jié)，但 Movx 指令例外， Movx 指令是訪問外部數(shù)據(jù)存儲器的單字節(jié)雙機器周期指令，在執(zhí)行 Movx 指令期間，外部數(shù)據(jù)存儲器被訪問且被選通時跳過兩次取指操作。下面是 51 單片機的振蕩電路圖： 成都電子機械高等專科學(xué)校成教院畢業(yè)論文（設(shè)計） （水箱水位單片機控制系統(tǒng)） 7 圖 25 51單片機振蕩電路圖 第二小節(jié) 89C51 引腳電路及其功能 MCS— 51 系列單片機的 40 個引腳中有 2 個專用于主電源引腳， 2 個外接晶振的引腳， 4 個控制或與其它電源復(fù)用的 引腳，以及 32 條輸入輸出 I/O 引腳。 下面按引腳功能分為 4 個部分?jǐn)⑹鰝€引腳的功能。 ①電源引腳 Vcc 和 Vss Vcc（ 40 腳）：接 +5V 電源正端； Vss（ 20 腳）：接 +5V 電源正端。 ②外接晶振引腳 XTAL1 和 XTAL2 XTAL1（ 19 腳）：接外部石英晶體的一端。在單片機內(nèi)部，它是一個反相放大器的輸入端，這個放大器構(gòu)成采用外部時鐘時，對于 HMOS 單片機，該引腳接地；對
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