【導(dǎo)讀】細(xì)化，充分突出以“單片機(jī)”解決問(wèn)題。隨著科技的發(fā)展，液體測(cè)量技術(shù)趨于智能化、微型化、可。在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的過(guò)程中，流量已經(jīng)是衡量經(jīng)濟(jì)性和設(shè)備效益的重要指標(biāo)，流量控制測(cè)量是。實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的重要任務(wù)。為了提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低物資消耗、提高經(jīng)濟(jì)效益、實(shí)現(xiàn)科?，F(xiàn)報(bào)警，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)流量測(cè)量的智能化以及自動(dòng)化。關(guān)鍵詞：流量計(jì)；STC89C51單片機(jī)；報(bào)警；

　　

【正文】 X25045 芯片的使用，大大簡(jiǎn)化了硬件電路的設(shè)計(jì)，提高了系統(tǒng)的可靠性，減少了 24 對(duì)印制電路板的空間要求，降低了成本和系統(tǒng)功耗。 圖 12 X25045 與 STC89C51連接電路 Figure 12 X25045 and STC89C51 connection circuit 鍵盤(pán)接口電路的設(shè)計(jì) [20] 鍵盤(pán)作為輸入設(shè)備，通過(guò)鍵盤(pán)可以設(shè)置系統(tǒng)的參數(shù)，是單片機(jī)控制電路中重要的組成部分。鍵盤(pán)數(shù)量較多時(shí)采用矩陣鍵盤(pán)可以節(jié)省端口線，本設(shè)計(jì)采用 4X4 行列式矩陣鍵盤(pán)。它是由 4 條 I/O 行 線和 4 條 I/O 列線組成的鍵盤(pán)。在行線和列線的每一個(gè)交叉點(diǎn)設(shè)置一個(gè)按鍵，所以鍵盤(pán)中按鍵的個(gè)數(shù)是 16 個(gè)。鍵盤(pán)可以分為編碼鍵盤(pán)和非編碼鍵盤(pán)，按鍵的識(shí)別由專用的硬件實(shí)現(xiàn)，并能產(chǎn)生鍵值得稱為編碼鍵盤(pán)，自編軟件識(shí)別的鍵盤(pán)稱為非編碼鍵盤(pán)，本設(shè)計(jì)采用非編碼鍵盤(pán)有效地提高了單片機(jī) I/O 口利用率，進(jìn)而也降低了成本。 工作原理為： 在 4x4 矩陣鍵盤(pán)接口電路中，數(shù)字鍵 0～ 9 用于輸入數(shù)據(jù)，功能鍵 A～F 用于輸入命令， 其中 A 鍵為開(kāi)始鍵， B 鍵為暫停鍵， C 鍵為復(fù)位鍵， D 鍵為清零鍵，分別輸入不同的命令來(lái)使 單片機(jī)完成不同的任務(wù) ，按鍵排列如下圖 13 所示： 在矩陣鍵盤(pán) 中， 所有行線輸出高電平，所有列線輸出低電平，行線接 — ,列線接 — ， 矩陣鍵盤(pán)電路的連接圖如下圖 14 所示 ： 圖 13 按鍵排列 Figure 13 Button arrangement 25 圖 14 矩陣鍵盤(pán)電路的連接圖 Figure 14 Matrix keyboard circuit connection diagram 電源電路的設(shè)計(jì) 電源相對(duì)比較普通，電路結(jié)構(gòu)也簡(jiǎn)單，但電源是系統(tǒng)中不可缺少的一部分，系 統(tǒng)的穩(wěn)定性，可靠性，快速性、抗干擾性、都與之密切相關(guān)。 電源電路為系統(tǒng)板上其他模塊提供 +5V 電源，電源輸入有兩種方式，一種為交直流電源從電源插座上輸入，輸入的電壓要求，直流輸入應(yīng)大于 ，交流輸入應(yīng)大于5V，通過(guò) LM7805 三端穩(wěn)壓器進(jìn)行穩(wěn)壓，又進(jìn)行濾波得到 5V 的直流電給系統(tǒng)的其他模塊。另一種是從 USB 接口獲取 +5 電源，只要用相配套的 USB 線從電腦主機(jī)獲取 +5V電源，在電源電路中加以保護(hù)，即使電路中有短路，也不會(huì)對(duì) LM7805 三端穩(wěn)壓及電腦主機(jī)電源有損害，其電路原理圖如下圖 15 所示。 報(bào) 警電路的設(shè)計(jì) 由于是 1 路信號(hào)，而且考慮電路的靈活性，因此報(bào)警輸出相互獨(dú)立，而且對(duì)高低信號(hào)報(bào)警輸出也進(jìn)行獨(dú)立輸出，因此系統(tǒng)共有 2 個(gè)報(bào)警輸出信號(hào)，報(bào)警輸出的信號(hào)，采用繼電器輸出方式。當(dāng)被測(cè)信號(hào)值超過(guò)預(yù)先設(shè)定的上下限時(shí)，報(bào)警電路做出響應(yīng)蜂鳴器發(fā)出響聲，告知用戶信號(hào)異常。報(bào)警電路如下圖所示：此電路包含單片機(jī)外圍電路（復(fù)位電路，晶振電路，外部信號(hào)檢測(cè)電路及輸出控制電路）， KM1 用來(lái)控制信號(hào)低于設(shè)定最小值時(shí)，報(bào)警 。KM2 用來(lái)控制信號(hào)低于設(shè)定最大值時(shí)，報(bào)警。報(bào)警電路如下 26 圖 16 所示： 圖 15電源電路的連接圖 Figure 15 Power supply circuit connection diagram 圖 16報(bào)警電路的連接圖 Figure 16 Alarm circuit connection diagram 5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)是該設(shè)計(jì)的核心，也是設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)部分?？刂葡到y(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的好壞直接影響到該控制系統(tǒng)的控制功能，因此，要想做好本設(shè)計(jì)，一個(gè)好的系統(tǒng)軟件是關(guān)鍵。 軟件設(shè)計(jì)是本控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心，在完成了系統(tǒng)硬件的搭接之后，剩下來(lái)的主要任務(wù)接是系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)。該控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)可以分為三部 分：一、主程序部分。該部分完成存儲(chǔ)器分區(qū)、數(shù)據(jù)定義和系統(tǒng)的初始化等，以及調(diào)用各個(gè)子程序，完成主要的控制功能；二、流量控制程序。通過(guò)以單片機(jī)為控制核心，編寫(xiě)出相應(yīng)的流量控制子程序，實(shí)現(xiàn)對(duì)流量的控制，達(dá)到預(yù)期的控制要求；三、各子程序。各個(gè)子程序完成具體的實(shí)現(xiàn)方法，主要包括：設(shè)定值輸入、數(shù)碼管顯示、 AD 轉(zhuǎn)換中斷、 T0定時(shí)器中斷、報(bào)警顯示等。 27 程序 系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 主程序部分 [14]，主要完成存儲(chǔ)器分配、系統(tǒng)初始化和系統(tǒng)整體控制等 [15]，并通過(guò)調(diào)用各子程序段，實(shí)現(xiàn)軟件的總體設(shè)計(jì)功能。主程序流程圖如下 圖 17 所示： 圖 17 主程序流程圖 Figure 17 the main program flow chart 開(kāi)始 初始化 設(shè)定值輸入 等待 T0中斷 采樣流量 數(shù)字濾波 實(shí)測(cè)流量與設(shè)定值比較愛(ài)奧 顯示當(dāng)前瞬時(shí)流量 查表將相應(yīng)值送 20H 不報(bào)警 報(bào)警 是否在范圍內(nèi) ? N Y 等待外部中斷 28 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)通過(guò)金屬管浮子流量計(jì)采集流量信息，然后經(jīng)過(guò) ADC0809 模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)， A/D 中斷子程序 流程圖如下圖 18 所示： 圖 18 A/D中斷子程序 Figure 18 A/D interrupt A subroutine 為千位否？ 保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)寄存 器減一 讀數(shù)據(jù) 百位送緩沖器 千位送緩沖器 為十位否？ 啟動(dòng)對(duì) AD 對(duì)信號(hào)采樣 個(gè)位送緩沖器 恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) 返回 信號(hào)采樣完？ 置 AD 采樣結(jié)束標(biāo)志位 開(kāi)始 為百位否？ 十位送緩沖器 Y Y Y N N N N Y 29 定時(shí)器 T0 中斷 子程序流程圖如下圖 19 所示： 圖 19 定時(shí)器 T0中斷 Figure 19 Prearcing timer interrupt 開(kāi)始 保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) 允 許 采樣？ 利用采樣周期數(shù)減 1 采樣時(shí)刻到？ 恢復(fù)采樣計(jì)數(shù)器初值值 置標(biāo)志位 啟動(dòng) AD 對(duì)零系統(tǒng) 恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng) 返回 N Y N Y 30 6 結(jié)論 本文在深入分析了數(shù)字式流量單片機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理的基礎(chǔ)上，完成了該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù)，再在設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，自己受益匪淺，得到如下結(jié)論： （ 1） 針對(duì)現(xiàn)代社會(huì)對(duì)流量控制測(cè)量的 高要求，提出了一套新型控制流量的方案，基于 STC89C51 的單片機(jī)數(shù)字式流量控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)的突出特點(diǎn)是系統(tǒng)的全數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、快速化及經(jīng)濟(jì)實(shí)用性。 （ 2） 在本設(shè)計(jì)中，采用 STC89C51 單片機(jī)為核心控制，實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)的總線接口，并且提供具體的電路設(shè)計(jì)。 （ 3） 軟件編程采用了模塊化，結(jié)構(gòu)化思想，每一塊模塊都有相應(yīng)的模塊流程圖，簡(jiǎn)單明了，并且系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，成本低廉，維護(hù)也相當(dāng)方便。 當(dāng)然由于時(shí)間精力和自己的設(shè)計(jì)水平有限，本次設(shè)計(jì)在以下方面還需要進(jìn)一步的完善： （ 1） 應(yīng)用軟件的完善：本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)功用 只是簡(jiǎn)單的對(duì)液體的流量進(jìn)行控制，功能比較單一，希望通過(guò)簡(jiǎn)單的改進(jìn)和增強(qiáng)，能使系統(tǒng)的功能更加全面化，能夠適用于更多的環(huán)境場(chǎng)合 （ 2） 需進(jìn)一步完善系統(tǒng)的可靠性。盡管本設(shè)計(jì)采用了抗干擾性較好的元器件，但還是應(yīng)該采取一些抗干擾措施，提高系統(tǒng)的測(cè)量高度以及使用壽命。 參考文獻(xiàn) [1] 張虹 . 單片機(jī)原理及及應(yīng)用 [M].北京：中國(guó)電力出版社 .2020,69～ 123 [2] 周祖德 ,陳幼平 . 機(jī)電一體化控制技術(shù)與系統(tǒng) [M].武漢 .華中科技大學(xué)出版社 .2020,92～ 6 [3] 王幸之 .AT89系列單片機(jī)原理與接口技術(shù) [M].北京：北京航空航天出版社 .2020,66～ 88. 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