【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 擴(kuò)展 I/O 接口時(shí)，它可作為準(zhǔn)雙向 8 位輸入 /輸出接口。當(dāng)接有外部程序存儲(chǔ)器或擴(kuò)展 I/O 口時(shí)， P0口為地址 /數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用口。它分時(shí)提 供 8位雙向數(shù)據(jù)總線。 對(duì)于片內(nèi)含有 EPROM 的單片機(jī)，當(dāng) EPROM 編程時(shí)，從 P0口輸入指令字節(jié)，而當(dāng)檢驗(yàn)程序時(shí)，則輸出指令字節(jié)。 (2) P1口（ 1腳～ 8 腳）： ～ P1口，可作為準(zhǔn)雙向 I/O 接口使用。對(duì)于 MCS— 52 子系列單片機(jī)， 還有第 2 功能： /計(jì)數(shù)器 2的計(jì)數(shù)脈沖輸入端 T2； /計(jì)數(shù)器 2的外部控制端 T2EX。對(duì)于 EPROM 編程和進(jìn)行程序校驗(yàn)時(shí)，P0口接收輸入的低 8位地址。 (3) P2口（ 21 腳～ 28 腳）： ～ P2口，一般可作為準(zhǔn)雙向 I/O 接口。當(dāng)接有外部程序存儲(chǔ)器或擴(kuò)展 I/O 接口且尋址范圍超過 256 個(gè)字節(jié)時(shí)， P2口用于高 8 位地址總線送出高 8位地址。對(duì)于 EPROM 編程和進(jìn)行程序校驗(yàn)時(shí)， P2口接收輸入的 8位地址。 (4) P3口（ 10 腳～ 17 腳）： ～ P3口。它為雙功能口，可以作為一般的準(zhǔn)雙向 I/O 接口，也可以將每 1位用于第 2 功能，而且 P3口的每一條引腳均可獨(dú)立定義為第1功能的輸入輸出或第 2功能。 P3口的第 2功能見下表 31： 單片機(jī) 管腳含義 表 31單片機(jī) 管腳含義 第 12 頁 表 31 P3口的第 2 功能 表 綜上所述， MCS— 51系列單片機(jī)的引腳作用可歸納為以下兩點(diǎn)： (1) 單片機(jī)功能多，引腳數(shù)少，因而許多引腳具有第 2 功能； (2) 單片機(jī)對(duì)外呈 3 總線形式，由 P P0口組成 16 位地址總線；由 P0口分時(shí)復(fù)用作為數(shù)據(jù)總線。 80C51 結(jié)構(gòu)圖如圖 32 下： 引腳 第 2 功能 RXD（串行口輸入端 0） TXD（串行口輸出端） INT0（部中斷 0請(qǐng)求輸入端，低電平有效） INT1（中斷 1請(qǐng)求輸入端，低電平有效） T0（時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0計(jì)數(shù)脈沖端） T1（時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1數(shù)脈沖端） WR（部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通信號(hào)輸出端，低電平有效） RD（部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)輸出端，低電平有效） 第 13 頁 圖 32 80C51結(jié)構(gòu)圖 光電隔離簡(jiǎn)介 水箱的控制器由 8051 系統(tǒng)構(gòu)成。為避免電機(jī)的起停和電源波動(dòng)時(shí)對(duì)電路的影響，輸入輸出均采用光電隔離。 光電隔離是 半導(dǎo)體管敏感器件和發(fā)光二極管組成的一種新器件 ， 它主要功能是實(shí)現(xiàn)電信號(hào)的傳送 。 輸入與 輸出絕緣隔離 ， 信號(hào)單向傳輸 ， 無反饋影響 。 抗干擾性強(qiáng) ， 響應(yīng)速度快 。 工作時(shí) ， 把輸入信號(hào)加到輸入端 ， 使發(fā)光管發(fā)光 ， 光敏器件在磁光輻射下輸出光電流 ，從而實(shí)現(xiàn)電光點(diǎn)的兩次轉(zhuǎn)換 。 繼電器隔離是用電信號(hào)控制繼電器的機(jī)械觸電來實(shí)現(xiàn)隔離控制。 輸出通過繼電器，控制水泵機(jī)組的起停和報(bào)警，其電路圖如圖 33： 圖 33 系統(tǒng)控制電路原理圖 給水泵電機(jī)主控回路介紹 給水泵電機(jī)主控回路 ， 圖 34如下： 第 14 頁 圖 34 水泵電機(jī)控制電路原理圖 80C51 水箱控制系統(tǒng) 主控硬件部署方案 該系統(tǒng)硬件主要由一個(gè) 80C51 單片機(jī)，一個(gè) 74LS373 和一個(gè) EPROM2764 芯片構(gòu)成 。 80C51 單片機(jī)實(shí)現(xiàn)控制功能說明 80C51 為數(shù)據(jù)采集及處理模塊核心，它主要完成系統(tǒng)對(duì)水位高低信號(hào)是否滿足指標(biāo)的信息采集，對(duì)采集到的水位信號(hào)通過系統(tǒng)程序進(jìn)行對(duì)信號(hào)的判斷等處理，根據(jù)采集信號(hào)的不同，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)信號(hào)對(duì)應(yīng)功能的引腳來實(shí)現(xiàn)對(duì)水箱水位的控制。 74LS373 芯片實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能說明 74LS373 是一種帶輸出三態(tài)門的 8D 鎖存器，其結(jié)構(gòu)如圖 36所示。 引腳功能介紹： 圖 36 74LS373結(jié)構(gòu)示意圖 D0~D7 為 8個(gè)輸入端； Q0~Q7 為 8個(gè)輸出端； G為數(shù)據(jù)鎖存控制端； 當(dāng) G 為“ 1”時(shí)，鎖存器輸出端同輸入端；當(dāng) G 由“ 1”變“ 0”時(shí)，數(shù)據(jù)輸入鎖存器 第 15 頁 中。 OE為輸出允許端； 當(dāng) OE 為“ 0”時(shí)，三態(tài)門打開； 當(dāng) OE 為“ 1”時(shí)，三態(tài)門關(guān)閉，輸出呈高阻狀態(tài)。 在該基于 80C51 單片機(jī)水箱控制統(tǒng)中，采用 74LS373 作為 I/O 接口驅(qū)動(dòng)使用，具體引腳連接如下： 其與 80C51 連接方法如下 ： 80C51 74LS373 (32)D0 (3) (33)D1 (4) (34)D2 (7) (35)D3 (8) (36)D4 (13) (37)D5 (14) (38)D6 (17) (39)D7 (18) ALE (30)LE (11) /OE(1 )、 GND(10)接地 VCC(20)接 +5V 注：括號(hào)內(nèi)位引腳編號(hào) 實(shí)際連接請(qǐng)參考圖 附錄 1所示。 其中輸入端 D0~D7 接至單片機(jī)的 P0口，輸出端提供的是低 8 位地址， G端接至單片機(jī)的地址鎖存允許信號(hào) ALE。輸出允許端 OE 接地，表示輸出三態(tài)門一直打開 。 EPROM2764 芯片實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能說明 EPROM2764 芯片是 8K*8 字節(jié)的紫外線擦出、可編程只讀存儲(chǔ)器，單一 +5V供電，工作電流為 75mA，維持為 35mA,讀出時(shí)間最大為 250nS,封裝為 28 引腳的雙列直插式封裝。如圖 37所示： 第 16 頁 圖 37 2764結(jié)構(gòu)圖 各引腳含義為： A0A12為 13 根地址線，可尋址 8K字節(jié)； D0D7 為數(shù)據(jù)輸出線； CE為片選線； OE為數(shù)據(jù)輸出通線； PGM 為編程脈沖輸入端； Vpp 是編程電 壓 ； Vcc 是主 電源。 正常工作 (只讀 )時(shí)， Vpp=Vcc=+5V， /PGM=+5V。 編程時(shí)， Vpp=+25V（高壓 ） ,/PGM 端加入寬度為 50ms 的負(fù)脈沖。 在本系統(tǒng)中， EPROM2764 芯片實(shí)現(xiàn)的是可編程 I/O 接口電路的擴(kuò)展功能 ,具體引腳連接如下： 2764 與 80C51 引腳連線如下： 80C51 2764 (32)D0 (11) (33)D1 (12) (34)D2 (13) (35)D3 (15) (36)D4 (16) (37)D5 (17) (38)D6 (18) (39)D7 (19) (21)A8 (25) (22)A9 (24) (23)A10(21) (24)A11(23) (25)A12( 2) /PSEN(29)/OE(22) /CE (20)接地 VCC、 PGM、 VPP 接 +5V 74LS373 與 2764 引腳連接如下： 第 17 頁 74LS373 2764 Q0(2) A0 (10) Q1(5) A1 (9) Q2(6) A2 (8) Q3(9) A3 (7) Q4(12) A4 (6) Q5(15) A5 (5) Q6(14) A6 (4) Q7(19) A7 (3) 注：括號(hào)內(nèi)位引腳編號(hào) 實(shí)際電路連接圖如圖 附錄 1. 第 18 頁 第四章 單片機(jī)水塔水箱水位控制器程序設(shè)計(jì) 程序概要設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)程序開發(fā)，使用的語言給匯編語言。程序?qū)崿F(xiàn)當(dāng)水位處于 LH(高 )、 LD(低 )或LDD(低低 )時(shí)，報(bào)警信號(hào)輸出，判斷泵水方式 (自動(dòng)或手動(dòng) )。當(dāng)水位到達(dá)規(guī)定容量時(shí)，停止泵水。在次程序中，低電平為有效 (即 0為有效 ),高電平為無效 (即 1為無效 )。 4..2 控制器程序原理 系統(tǒng)主程序原理以及流程框圖 主程序要實(shí)現(xiàn)的是，對(duì)數(shù)據(jù)的初始化，并且判斷用戶是使用自動(dòng)模式還是手動(dòng)模式，根據(jù)用戶的具體需求： 若用戶選擇自動(dòng)模式，則程序調(diào)用自動(dòng)化子程序； 若用戶選擇手動(dòng)模式，則程序調(diào)用手動(dòng)子程序。 系統(tǒng)的主程序 : ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0060H MAIN: MOV P1, FFH ； P1 P3 口初始化置 1 MOV P3， FFH JNB ， AUT ；若手動(dòng)在自動(dòng)位置，跳到自動(dòng)模式子程序 AJMP MEN ；否則轉(zhuǎn)到手動(dòng)模式子程序 END 主程序原理框圖如下圖 41 第 19 頁 圖 41 主程序原理框圖 自動(dòng)模式子程序原理以及流程框圖 自動(dòng)模式子程序運(yùn)行的前置條件是，系統(tǒng)開始運(yùn)行，并且用戶選擇使用自動(dòng)化控制模式。 自動(dòng)模式子程序首先判斷水位是否高 LG，若水位高于指標(biāo)，則運(yùn)行 “水位高報(bào)警”程序，并返回主程序。若水位不高，則判斷水位是否低 LD，若水位低，則試運(yùn)行“水位低報(bào)警”程序。然后判斷水位是否低低 LDD： 若水位沒有達(dá)到 LDD 的指標(biāo)，則試判斷“ M1是否開啟”，若沒有開啟，則開啟 M1； 若“ M1 開啟”則判斷“ M2 是否開啟”，若“ M2開啟”，則程序運(yùn)行“停止 M2”程序；若“ M2沒有開啟”，則試程序運(yùn)行“延遲 1分鐘”， 一分鐘后程序“返回主程序”。 若水位達(dá)到水位 LDD 的指標(biāo)，則運(yùn)行“水位低低報(bào)警”，然后程序判斷“ M1 是否開啟”，若“ M1 未開啟”則運(yùn)行“ M1開啟”程序；若“ M1 開啟” 則程序判斷“ M2 是否開啟”，若“ M2未開啟”則運(yùn)行“ M2 開啟”程序，若“ M2 開啟”，則運(yùn)行“延遲一分鐘”，一分鐘后程序“返回主程序”。 自動(dòng)模式程序 : AUT： NOP ；空命令 JNB , LG ； 水位高 — LG 開始 初始化 自動(dòng)？ 轉(zhuǎn)自動(dòng) 轉(zhuǎn)手動(dòng) 第 20 頁 JB LD ；水位沒低 LD CLR ；水位低報(bào)警 JB , LDD ；水位未低低 LDD CLR ；水位低低報(bào)警 JNB , Y1 ； M1 已啟動(dòng) — Y1 CLR ；否則啟動(dòng) M1 Y1: JNB ,Y2 ； M2 已啟動(dòng) Y2 CLR ；否則啟動(dòng) M2 Y2: ACALL DELAY ；延時(shí) 1 分鐘 AJMP AUT ；返回自動(dòng)模式 LDD: JNB ,Y3 ；單獨(dú)運(yùn)行 M1（ LDD〈水位〈 LD） CLR Y3: JB Y2 SETB AJMP Y2 LG: CLR ； 水位高報(bào)警 LD: AJMP MAIN ； 返回主程序 自動(dòng)模式子程序原理框圖如圖 42： 第 21 頁 圖 42 自動(dòng)模式子程序原理框圖 開始 水位高？ 水位低？ M2 是否開 M2 是否開 水位低低 ? 水位低報(bào)警 開 M1 水位低低報(bào)警 開 M2 水位高報(bào)警 返回主程序 M1 是否開 開 M1 M1 是否開