【正文】 地址沒有讀操作。這兩個(gè)子程序在其他函數(shù)需要進(jìn)行串口通信時(shí)調(diào)用即可實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的串行通信。表43 通信協(xié)議上位機(jī)命令控制字 含 義下位機(jī)命令控制字 含 義0x00 請(qǐng)求聯(lián)機(jī)檢測(cè) 0xF0 響應(yīng)聯(lián)機(jī)檢測(cè)成功0x01 讀系統(tǒng)時(shí)間 0xF1 響應(yīng)寫時(shí)間指令，發(fā)送7字節(jié)時(shí)間數(shù)據(jù)0x02 設(shè)置系統(tǒng)時(shí)間 0xF2 響應(yīng)度時(shí)間指令，接收7字節(jié)時(shí)間數(shù)據(jù)0x03 讀當(dāng)前液位 0xF3 響應(yīng)讀當(dāng)前液位指令，發(fā)送1字節(jié)液位數(shù)據(jù)啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換讀取液位數(shù)據(jù) 開始實(shí)際液位≥高警戒液位且電機(jī)已啟動(dòng)關(guān)閉電機(jī)記錄數(shù)據(jù)實(shí)際液位≤低警戒液位且電機(jī)關(guān)閉返回 啟動(dòng)電機(jī)記錄數(shù)據(jù)是否 是否圖 43 液位檢測(cè)流程圖0x04 讀記錄數(shù)據(jù) 0xF4 響應(yīng)讀記錄數(shù)據(jù)指令，發(fā)送2字節(jié)數(shù)據(jù)量及 相應(yīng)數(shù)據(jù)0x05 讀液位上下限 0xF5 響應(yīng)讀液位上下限指令，發(fā)送2字節(jié)液位上 下限數(shù)據(jù)0x06 設(shè)置液位上下限 0xF6 響應(yīng)設(shè)置液位上下限指令，接收2字節(jié)液位 上下限數(shù)據(jù)0x07 讀當(dāng)前液位及電機(jī) 狀態(tài) 0xF7 響應(yīng)讀當(dāng)前液位及電機(jī)狀態(tài)指令，發(fā)送2字 節(jié)液位數(shù)據(jù)及電機(jī)狀態(tài)開始判斷是否有通信請(qǐng)求通信響應(yīng)處理 返回判斷請(qǐng)求信息是否滿足條件 1 滿足條件 n響應(yīng)處理 1 響應(yīng)處理 n… …圖 44 通信檢測(cè)流程圖2)通信模塊的控制該模塊在控制上設(shè)計(jì)兩個(gè)函數(shù)，一個(gè)是發(fā)送函數(shù)，另一個(gè)是接收函數(shù)。傳送以字節(jié)為單位，發(fā)送命令與數(shù)據(jù)。key=1。makemark(1)。if(prelq=uplq amp。_nop_()。兩個(gè)階段中可加如適當(dāng)?shù)难舆t，以滿足ADC0804 100ns的轉(zhuǎn)換時(shí)間。DIS=1。P0=dis_transform(prelq)。液位顯示部分程序簡(jiǎn)略如下：display(){DIS=0。硬件設(shè)計(jì)中使用了74LS273鎖存數(shù)據(jù)。break。} /*調(diào)用子函數(shù)*/else break。 /*讀取鍵值*/switch（Key_value ）{case 0x38:delay(30000)。查詢式鍵盤的程序流程圖如下：鍵盤管理程序入口下面給出鍵盤掃描的主程序，其分支程序省略。play=ac+mid*16。quotient = (numac)/5。為了通過LED直觀顯示液位高度，進(jìn)行轉(zhuǎn)換的思路如下：設(shè)輸入8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)為 ， 的商即為以分米為單位的液位高度數(shù)據(jù)，余數(shù)為n5/以厘米為單位的數(shù)據(jù)，由于顯示位數(shù)僅為2位，最低位為分米，固使用“二舍三入”的辦法保留分米單位的整數(shù)倍數(shù)據(jù) 。 系統(tǒng)初始化該模塊在系統(tǒng)上電開機(jī)時(shí)將系統(tǒng)端口、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)、標(biāo)志位、指針、地址等賦予有含義的值。KEIL C51開發(fā)工具套件可用于匯編C語言程序、匯編源程序，鏈接和定位目標(biāo)文件和庫，創(chuàng)建HEX文件以及調(diào)試目標(biāo)程序。C語言是一種編譯型程序設(shè)計(jì)語言。為了防止電源尖峰脈沖引發(fā)的噪聲干擾以及高頻信號(hào)線間的耦合干擾，在電源入口處及芯片頂端或底端，接入去耦電容，以增強(qiáng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。A，B 端為發(fā)送接收差分信號(hào)端，一般需在 A,B 端之間加匹配電阻，匹配電阻為 120Ω。RO 引腳接到單片機(jī)串口接收引腳 RXD（） ，DI 引腳接到單片機(jī)串口發(fā)送引腳TXD（ ） 。即 （32）xNxRaIU?式中， 是轉(zhuǎn)化電壓， 恒定電流， 為被測(cè)電阻， 為比例系數(shù)。系統(tǒng)中使用 10K 電阻與 150pF 電容組成 RC 振蕩電路，根據(jù)技術(shù)手冊(cè)計(jì)算公式：圖 310 ADC0804 引腳圖 （31）KHzRCfclk60)(1.??其振蕩頻率約為606kHz ，滿足芯片要求。VREF 輔助參考電壓。/INTR 中斷請(qǐng)求信號(hào)輸出,低地平動(dòng)作。/RD 外部讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果的控制輸出信號(hào)。SCLK始終是輸入端，用來輸入串行時(shí)鐘信號(hào)。如果傳送過程中RST置為低電平，則會(huì)終止此次傳輸，I/O引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。X1和X2是振蕩源接口，外接。此次設(shè)計(jì)采用 DIP8 封裝，管腳功能如圖 38：圖 38 DS1302 引腳圖其中Vcc1為后備電源，Vcc2為主電源。圖 37 存儲(chǔ)的單元電路74LS373 引腳位置和功能與 74LS273 差異不大，區(qū)別在于其 1 腳是輸出使能（OE） ，是低電平有效，當(dāng) 1 腳是高電平時(shí)，不管輸入 11118如何，也不管 11 腳（鎖存控制端，G）如何，輸出 2（Q0 ） 、5（Q1） 、6（Q2） 、9（Q3） 、12（Q4） 、15（Q5） 、16（Q6） 、19（Q7 ）全部呈現(xiàn)高阻狀態(tài)（或者叫浮空狀態(tài)） ；當(dāng) 1 腳是低電平時(shí)，只要 11 腳（鎖存控制端，G ）上出現(xiàn)一個(gè)下降沿，輸出2（Q0） 、5（Q1） 、6（Q2） 、9（Q3） 、12(Q4)、15(Q5)、16(Q6)、19(Q7)立即呈現(xiàn)輸入圖 36 62256 引腳圖腳 11118 的狀態(tài)。為了保護(hù)LED數(shù)碼管，在74LS47與LED之間添加限流電阻，以滿足數(shù)碼管的工作需要。兩個(gè)芯片的管腳圖如圖34：74LS273與74LS47引腳功能說明：74LS273:1腳是復(fù)位CLR ，低電平有效，當(dāng)1腳是低電平時(shí)，輸出腳2（Q0 ）、5（Q1）、6（Q2）、9（Q3）、12（Q4）、15（Q5 ）、16（Q6 ）、19（Q7）全部輸出0，即全部復(fù)位；當(dāng)1腳為高電平時(shí)，11(CLK)腳是鎖存控制端，并且是上升沿觸發(fā)鎖存，當(dāng)11腳有一個(gè)上升沿，立即鎖存輸入腳11118的電平狀態(tài)，并且立即呈圖 34 74LS273 及 74LS47 引腳圖現(xiàn)在在輸出腳2（Q0）、5（Q1）、6（Q2）、9（Q3）、12（Q4 ）、15（Q5 ）、16（Q6）、19（Q7）上。下圖中，S2~S5便是控制顯示用的按鍵?？紤]到本設(shè)計(jì)實(shí)際需要的按鍵較少，故采用獨(dú)立式鍵盤接口電路。并附加復(fù)位電路，組成單片機(jī)最小系統(tǒng)。XTAL1：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。EA/VPP——外部訪問允許，欲使CPU僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000H~FFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。如有必要，可通過對(duì)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。ALE/PROG——當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。P3口亦作為AT89S52 特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)， P2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。作為輸入使用時(shí)，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FLASH編程時(shí)，P0口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯電平。它決定了繼電器能控制電壓和電流的大小，使用時(shí)不能超過此值，否則很容易損壞繼電器的觸點(diǎn)。當(dāng)繼電器吸合狀態(tài)的電流減小到一定程度時(shí)，繼電器就會(huì)恢復(fù)到未通電的釋放狀態(tài)。在正常使用時(shí)，給定的電流必須略大于吸合電流，這樣繼電器才能穩(wěn)定地工作。2) 直流電阻。故在電路中起著自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)、轉(zhuǎn)換電路等作用。它完成將TTL電平轉(zhuǎn)換為RS485電平的功能。因RS485接口具有良好的抗噪聲干擾性，長(zhǎng)的傳輸距離和多站能力等上述優(yōu)點(diǎn)就使其成為首選的串行接口。3) RS485接口是采用平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收器的組合，抗共模干擾能力增強(qiáng)，即抗噪聲干擾性好。它規(guī)定連接電纜和機(jī)械、電氣特性、信號(hào)功能及傳送過程。利用該接口，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與上位機(jī)的通信。6) 線性度實(shí)際轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)移函數(shù)與理想直線的最大偏移。輸入信號(hào)最小值有的從零開始，也有從非零開始的。3) 采樣 /保持器采集直流和變化非常緩慢的模擬信號(hào)時(shí)可不用采樣保持器。例如，如果用轉(zhuǎn)換時(shí)間為100us的 A/D轉(zhuǎn)換器，則其轉(zhuǎn)換速率為10KHz。當(dāng)有特殊的應(yīng)用時(shí)，A/D轉(zhuǎn)換器要求更多的位數(shù)，這時(shí)往往可采用雙精度的轉(zhuǎn)換方案。由于模擬信號(hào)先經(jīng)過測(cè)量裝置，再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后才進(jìn)行處理，因此，總的誤差是由測(cè)量誤差和量化誤差共同構(gòu)成的。量化誤差與A/D 轉(zhuǎn)換器位數(shù)有關(guān)。選擇A/D轉(zhuǎn)換器件需要考慮器件本身的品質(zhì)和應(yīng)用的場(chǎng)合要求。? 在DS1202基礎(chǔ)上增加的特性：對(duì)Vcc1有可選的涓流充電能力；雙電源管用于主電源和備份電源供應(yīng)；備份電源管腳可由電池或大容量電容輸入；附加的7字節(jié)暫存存儲(chǔ)器。? 簡(jiǎn)單3線接口。? ~。它廣泛應(yīng)用于電話、傳真、便攜式儀器以及電池供電的儀器儀表等產(chǎn)品領(lǐng)域。DS1302 與單片機(jī)之間能簡(jiǎn)單地采用同步串行的方式進(jìn)行通信，僅需用到三個(gè)口線(1) RES（復(fù)位） ，(2) I/O（數(shù)據(jù)線） ，(3) SCLK（串行時(shí)鐘） 。 時(shí)間模塊設(shè)計(jì)方案通過單片機(jī)的定時(shí)器，可以設(shè)計(jì)時(shí)間功能，然而單片機(jī)自身的產(chǎn)生時(shí)間數(shù)據(jù)大大占用了系統(tǒng)的資源，降低了工作效率，甚至影響了其他功能的實(shí)現(xiàn)，因此在本設(shè)計(jì)方案中，采用了外部芯片提供時(shí)間信號(hào)，用以系統(tǒng)記錄時(shí)間信息。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，記錄某一記錄點(diǎn)（電機(jī)狀態(tài)改變時(shí)刻）的狀態(tài)與時(shí)間需要6字節(jié)數(shù)據(jù)，即年（20222099年）、月（112月）、日（131日）、時(shí)（023時(shí)）、分（059分）、狀態(tài)（0或1）這些數(shù)據(jù)，如果系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間的工作，將會(huì)有大批量的數(shù)據(jù)產(chǎn)生，假若數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間不夠大，將會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)的覆蓋，從而降低了對(duì)數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性。應(yīng)用NAND的困難在于FLASH的管理和需要特殊的。再加上NAND閃存的邏輯為電子盤模塊結(jié)構(gòu)，內(nèi)部不存在專門的存儲(chǔ)控制器，一旦出現(xiàn)數(shù)據(jù)壞塊將無法修，可靠性較NOR閃存要差。NOR和NAND是現(xiàn)在市場(chǎng)上兩種主要的非易失閃存技術(shù)。這種存儲(chǔ)器在斷電時(shí)將丟失其存儲(chǔ)內(nèi)容，故主要用于存儲(chǔ)短時(shí)間使用的程序。單片機(jī)使用1位I/O口控制數(shù)據(jù)的鎖存。所以靜態(tài)顯示法常用在顯示器數(shù)目較少的應(yīng)用系統(tǒng)中。因而采用 2位LED 顯示器便能滿足設(shè)計(jì)要求。 鍵盤模塊設(shè)計(jì)方案鍵盤在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中是一個(gè)很關(guān)鍵的部件，它能實(shí)現(xiàn)向單片機(jī)輸入數(shù)據(jù)、發(fā)送命令等功能，是人工干預(yù)單片機(jī)系統(tǒng)的主要手段。AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM，32位I/O口線，看門狗定時(shí)器，2個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。綜上所述，采用與MCS51兼容的AT89S52 單片機(jī)滿足設(shè)計(jì)要求。14) 抗干擾性能好。10) 燒錄器價(jià)格，能否ISP（在線系統(tǒng)編程）。7) 工作電壓范圍。3) Flash和OTP（一次性可編程）。大致總結(jié)出以下幾點(diǎn)：1) 單片機(jī)的基本參數(shù)。系統(tǒng)總體方案框圖如圖21：電機(jī)控制模塊A/D 轉(zhuǎn)換模塊按鍵與顯示模塊時(shí)間模塊存儲(chǔ)模塊通信模塊單片機(jī)主控模塊圖 21 系統(tǒng)總體框圖圖中，信號(hào)流向僅指示了通過數(shù)據(jù)地址總線或I/O口上發(fā)生的數(shù)據(jù)信號(hào)，不包括控制信號(hào)?？赏ㄟ^上位機(jī)軟件，可與監(jiān)控記錄系統(tǒng)進(jìn)行通信，能夠從PC機(jī)獲取當(dāng)前液位高度、電機(jī)狀態(tài)、設(shè)備系統(tǒng)時(shí)間、上下液位高度等數(shù)據(jù)，并可根據(jù)需要改變系統(tǒng)默認(rèn)的參數(shù)。第 2 章 系統(tǒng)總體方案 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求本設(shè)計(jì)以水箱供水為模型，鑒于單片機(jī)液位測(cè)量裝置的測(cè)量準(zhǔn)確、重復(fù)性能好、功耗低、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)以單片機(jī)為基礎(chǔ)的液位測(cè)量監(jiān)控記錄系統(tǒng)。液位的變化分析，有助于人們進(jìn)一步對(duì)自然環(huán)境、天氣變化甚至是災(zāi)害預(yù)警提供可靠的支持。目前，市面上進(jìn)行液位測(cè)量的儀表種類繁多，但是同時(shí)具有測(cè)量、監(jiān)控、數(shù)據(jù)記錄及處理的液位測(cè)量裝置并不多。對(duì)波導(dǎo)管的銹蝕、彎曲和傾斜都會(huì)影響測(cè)量精度。超聲波是機(jī)械波，傳播衰減小，界面反射信號(hào)強(qiáng)，且發(fā)射和接收電路簡(jiǎn)單，因而應(yīng)用較為廣泛；但超聲波的傳播速度受介質(zhì)的密度、濃度、溫度、壓力等因素影響，其測(cè)量精度往往較低。液位傳感器不和被測(cè)介質(zhì)接觸，不受被測(cè)介質(zhì)影響，也不影響被測(cè)介質(zhì)，故適用范圍廣泛。在此基礎(chǔ)上可以把電容量轉(zhuǎn)化為電壓、相移、頻率、脈寬等物理量，再進(jìn)行測(cè)量。無論怎樣，這些方法的關(guān)鍵是利用液位傳感器將液位的相對(duì)位移量轉(zhuǎn)換成為電壓、電流、阻抗等便于進(jìn)行電處理的物理量?！窠佑|式測(cè)量法接觸式測(cè)量法是指測(cè)量用傳感器直接與容器內(nèi)存儲(chǔ)液體相接觸，從而獲得測(cè)量參數(shù)的方法。第 1 章 緒論 課題背景與研究意義在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，常常需要測(cè)量液體液位。 比 如 ， 常 見 的 液 位 控 制 系 統(tǒng) 多 采 用 浮 標(biāo) 、 電 極 等 ，這 種 控 制 形 式 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 單 成 本 低 廉 ， 但 是 控 制 精 度 不 高 ， 不 能 進(jìn) 行 數(shù) 值 顯 示 ； 另 外 容易 引 起 誤 操 作 ， 與 上 位 機(jī) 進(jìn) 行 信 息 交 互 比 較 困 難 。 單 片 機(jī) 廣 泛 用 于 儀 器 儀 表 中 ， 與 不 同 類 型 的 傳 感器 相 結(jié) 合 ， 實(shí) 現(xiàn) 諸 如 電 壓 、 功 率 、 頻 率 、 濕 度 、 流 量 、 速 度 、 厚 度 、 壓 力 、 溫 度 等物 理 量 的 測(cè) 量 ； 在 家 用 電 器 設(shè) 備 中 ， 單 片 機(jī) 已 廣 泛 用 于 電 視 機(jī) 、 錄 音 機(jī) 、 電 冰 箱 、電 飯 鍋 、 微 波 爐 、 洗 衣 、 高 級(jí) 電 子 玩 具 、 家 用 防 盜 報(bào) 警 等 各 種 家 電 設(shè) 備 中 。 這 些 應(yīng) 用 ， 很 大 一 方 面 體 現(xiàn) 在 工 業(yè) 控 制 中 。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；液位測(cè)量；實(shí)時(shí)監(jiān)控；串口通