【正文】 中斷程序流程圖如圖 41所示。 //啟動(dòng) A/D轉(zhuǎn)換 while(1) { 。 //系統(tǒng)各 I/O口初始化 ei()。 //啟動(dòng)下一次 A/D轉(zhuǎn)換 } //主程序 main() { adinitial()。 //調(diào)用延時(shí)子程序，使電壓檢測(cè)不要過(guò)于頻繁 } else PORTD=0XF0 。 //讀取并存儲(chǔ) A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果， A/D 轉(zhuǎn)換的結(jié)果通過(guò)共 //用體的形式放入了變量 y1中 if(0x200) { alarm()。 //清除中斷標(biāo)志 [0]=ADRESL。 //通過(guò)異或方式每次把 i的各位值取反 PORTD=i。) continue。 //設(shè)置 RA2為輸入方式 } //延時(shí)子程序 void delay() { for(j=5535。 //A/D 轉(zhuǎn)換中斷允許 PEIE=1。 PIE2=0X00。 //選擇 A/D通道為 RA2，打開(kāi) A/D轉(zhuǎn)換器 //在工作狀態(tài)，且使 A/D轉(zhuǎn)換時(shí)鐘為 8tosc ADCON1=0X80。 //D 口為輸出 i=0x00。 unsignedint j。 天津科技大學(xué) 2022 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 }adresult。 AD轉(zhuǎn)換程序如下 include union adres {int y1。 軟件主程序如下所示 。將 采集的數(shù)據(jù)與 報(bào)警的上下限值進(jìn)行比較 ，如果相等的 話，就進(jìn)行報(bào)警；如果不等的話，再 將采集的數(shù)據(jù)與設(shè)定的基本上下限值進(jìn)行比較，首先與上限值進(jìn)行比較，當(dāng)達(dá)到上 限值時(shí)，就將水泵關(guān)閉，然后繼續(xù)將采集的水位值與下限值比較，當(dāng)?shù)扔谙孪拗禃r(shí)，就開(kāi)啟水泵，進(jìn)行供水。 第二節(jié) 水塔水位控制主程序 本次軟件設(shè)計(jì)最首要的內(nèi)容 是軟件 的主流程圖。 編寫(xiě)程序文檔 許多程序是提供給別人使用的，如同正式的產(chǎn)品應(yīng)當(dāng)提供產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)一樣，正式提供給用戶使用的程序，必須向用戶提供程序說(shuō)明書(shū)。能得到運(yùn)行結(jié)果并不意味著程序正確，要對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析，看它是否合理。 編寫(xiě)程序 將算法翻譯成計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，對(duì)源程序進(jìn)行編輯、編譯和連接。 第一節(jié) 軟件設(shè)計(jì)基本步驟 分析問(wèn)題 對(duì)于接受的任務(wù)要進(jìn)行認(rèn)真的分析，研究所給定的條件，分析最后應(yīng)達(dá)到的目標(biāo)，找出解決問(wèn)題的規(guī)律，選擇解題的方法，完成實(shí)際問(wèn)題。程序設(shè)計(jì)過(guò)程應(yīng)當(dāng)包括分析、設(shè)計(jì)、編碼、測(cè)試、排錯(cuò)等不同階段。 圖 310 單片機(jī)與看門(mén)狗、復(fù)位電路連接圖 天津科技大學(xué) 2022 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 第 四 章 軟件設(shè)計(jì)和仿真 程序設(shè)計(jì)是給出解決特定問(wèn)題程序的過(guò)程，是軟件構(gòu)造活動(dòng)中的重要組成部分。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時(shí)，且 振蕩器 穩(wěn)定后，如果 RST 引腳上有一個(gè)高電平并維持 2個(gè)機(jī)器周期 (24個(gè)振蕩周期 )以上，則 CPU就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。 單片機(jī)在啟動(dòng)時(shí)都需要復(fù)位，以使 CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開(kāi)始工作。5% ，即 ～ 。 為確保微機(jī) 系統(tǒng)中 電路 穩(wěn)定可靠工作，復(fù)位電路是必不可少的一部分，復(fù)位 天津科技大學(xué) 2022 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 電路的第一功能是上電 復(fù)位 。復(fù)位電路都是比較簡(jiǎn)單的大都是只有電阻和電容組合就可以辦到了。和計(jì)算器清零按鈕有所不同的是，復(fù)位電路啟動(dòng)的手段有所不同。 二、復(fù)位電路 復(fù)位電路，就是利用它把電路恢復(fù)到起始狀態(tài)。這樣就構(gòu)成了一個(gè)循環(huán)， T0監(jiān)視 T1， T1監(jiān)視主程序，主程序又來(lái)監(jiān)視 T0，從而保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行 。在 這里 T1的定時(shí)時(shí)間要設(shè)的大于主程序的運(yùn)行時(shí)間，給主程序留有一定的的裕量。我們可以對(duì) T0設(shè)定一定的定時(shí)時(shí)間，當(dāng)產(chǎn)生定時(shí)中斷的時(shí)候?qū)σ粋€(gè)變量進(jìn)行賦值，而這個(gè)變量在主程序運(yùn)行的開(kāi)始已經(jīng)有了一個(gè)初值，在這里我們要設(shè)定的定時(shí)值要小于主程序的運(yùn)行時(shí)間，這樣在主程序的尾部對(duì)變量的值進(jìn)行判斷，如果值發(fā)生了預(yù)期的變化，就說(shuō)明 T0 中斷正常，如果沒(méi)有發(fā)生變化則使程序復(fù)位。那么定時(shí)時(shí)間到后就會(huì)使單片機(jī)復(fù)位。所以在使用有看門(mén)狗的芯片時(shí)要注意清看門(mén)狗。在 8096系列單片機(jī)和增強(qiáng)型8051系列單片機(jī)中，該系統(tǒng)已經(jīng)做在芯片內(nèi)部，用戶只要用軟件開(kāi)放它就可以，使用很方便。 工控系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，通常都會(huì)遇到各種各樣的現(xiàn)場(chǎng)干擾，抗干擾能力是衡量工控系統(tǒng)性能的一個(gè)重要指標(biāo)。 圖 39 報(bào)警電路圖 報(bào)警裝置的設(shè)計(jì)思路是首先把上、下限報(bào)警值分別存在 XMAX和 XMIN單元中，然后取本次采樣值 Xi先與上限值 MAX進(jìn)行比較，如果大于上限報(bào)警值，單片機(jī)發(fā)出高電平信號(hào)，使繼電器斷開(kāi)，水泵電機(jī)停止向水塔內(nèi)注水，同時(shí)，單片機(jī)，使 LED1亮，進(jìn)行上限報(bào)警；如果采樣值 Xi小于上限報(bào)警值，則繼續(xù)講采樣值 Xi 與下限報(bào)警值想比較，若小于下限報(bào)警值，單片機(jī)送出低電平信號(hào)，這時(shí)繼電器吸合，水泵電機(jī)開(kāi)始向水塔內(nèi)注水，同時(shí)，單片機(jī) 出低電平，使 LED2 亮，進(jìn)行下限報(bào)警；如果采樣值既不大于上限值也不小于下限值， 則直接送采樣值到顯示模塊進(jìn)行實(shí)時(shí)液位顯示。本電路采用兩種不同顏色的發(fā)光二極管（紅、綠）表示不同的水位情況，即紅燈亮的時(shí)候表示水位超上限，綠燈亮的時(shí)候表示水位低于下限。LM7805的主要特點(diǎn)如下。如果輸出電壓小于基準(zhǔn)電壓，則將誤差值經(jīng)過(guò)放大電路放大后送入調(diào)節(jié)器的輸入端，通過(guò)調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)使輸出電壓增加，直到和基準(zhǔn)值相等；如果輸出電壓大于基準(zhǔn)電壓，則通過(guò)調(diào)節(jié)器使輸出減小。圖中其余部分是起電壓調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓作用的控制部分。直流穩(wěn)壓電源在 電源技術(shù) 中占有十分重要的地位。該引腳有兩個(gè)功能：第一， CE開(kāi)始控制字訪問(wèn)移位寄存器的控制邏輯；其次， CE提供結(jié)束單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒? 第七節(jié) 穩(wěn)壓電源 電子設(shè)備對(duì)電源電路的要求就是能夠提供持續(xù)穩(wěn)定、滿足負(fù)載要求的電能，而且通常情況下都要求提供穩(wěn)定的直流電能。 圖 37 DS1302的外部引腳圖 各引腳的功能為： Vcc1：主電源 天津科技大學(xué) 2022 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 Vcc2：備份電源。采用雙電源供電（主電源和備用電源），可設(shè)置備用電源充電方式，提供了對(duì)后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。實(shí)時(shí)時(shí)鐘可提供秒、分、時(shí)、日、星期、月和年，一個(gè)月小與 31天時(shí)可以自動(dòng)調(diào)整，且具有閏年補(bǔ)償功能。由于繼電器由吸合到斷開(kāi)的瞬間會(huì)產(chǎn)生一定的干擾，當(dāng)吸合電流比較大時(shí)，在單片機(jī)與繼電器之間 需要增加隔離電路，如光耦等 。在繼電器吸合到斷開(kāi)的瞬間，由于線圈中的電流不能突變，將在線圈產(chǎn)生下正上負(fù)的感應(yīng)電壓，使晶體管集電極承受很高電壓，有可能損壞驅(qū)動(dòng)三極管 VT1，為此在繼電器線圈兩端并接一個(gè)續(xù)流二極管 VD1，使線圈兩端的感應(yīng)電壓被嵌位在 左右。 讀操作時(shí)， E高電平有效 7 DB0 低 4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 0位（最低位） 8 DB1 低 4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 1位 9 DB2 低 4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 2位 10 DB3 低 4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 3位 11 DB4 高 4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 4位 12 DB5 高 4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 5位 13 DB6 高 4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 6位 14 DB7 高 4位三態(tài)、 雙向數(shù)據(jù)總線 7位（最高位）（也是 busy flag） 15 BLA 背光電源正極 16 BLK 背光 電源負(fù)極 寄存器選擇控制表 如下 RS R/W 操作說(shuō)明 0 0 寫(xiě)入指令寄存器（清除屏等） 0 1 讀 busy flag（ DB7），以及讀取位址計(jì)數(shù)器（ DB0~DB6）值 1 0 寫(xiě)入數(shù)據(jù)寄存器（顯示各字型等） 1 1 從數(shù)據(jù)寄存器讀取數(shù)據(jù) 第五節(jié) 繼電器輸出 在水塔水位控制系統(tǒng)中，水塔內(nèi)的水位及液位面與水塔底部的壓力必須依靠電機(jī) 水泵的啟停來(lái)維持，而電機(jī)水泵的啟停又由繼電器控制，其控制電路 如 圖 天津科技大學(xué) 2022 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 36所示。 5 R/W R/W 為讀寫(xiě)信號(hào)線，高電平 (1)時(shí)進(jìn)行讀操作，低電平 (0)時(shí)進(jìn)行寫(xiě)操作。 圖 35 1602字符型 LCD引腳圖 天津科技大學(xué) 2022 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 引腳說(shuō)明如下 ： 引腳 符號(hào) 功能說(shuō)明 1 VSS 一般接地 2 VDD 接電源（ +5V） 3 V0 液晶顯示器對(duì)比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對(duì)比度最弱，接地電源時(shí)對(duì)比度最高（對(duì)比度過(guò)高時(shí)會(huì)產(chǎn)生 “ 鬼影 ” ，使用時(shí)可以通過(guò)一個(gè) 10K的電位器調(diào)整對(duì)比度）。 1602字符型 LCD 通常有 14條引腳線或 16條引腳線的 LCD，多出來(lái)的 2 條線是背光電源線 。在這里，模擬信號(hào)以單端方式輸入，參考 電壓 為５Ｖ，即Ａ／Ｄ模擬量的輸入范圍為０～５Ｖ。 圖 33 TLC0834 引腳圖 CH0模擬輸入端 CH1模擬輸入端 CH2模擬輸入端 CH3模擬輸入端 CS為片選端 DI為串行數(shù)據(jù)輸入，該端僅在多路器尋址時(shí)才被檢測(cè) DO為 A／ D轉(zhuǎn)換結(jié)果的三態(tài)串行輸出端 CLK為時(shí)鐘 SARS為轉(zhuǎn)換狀態(tài)輸出端，該端為高電平時(shí)，表示轉(zhuǎn)換正在進(jìn)行，為低電平則表示轉(zhuǎn)換完成 REF為參考電壓輸入端 VCC為電源 DGTLGND為數(shù)字地 ANGLGND為模擬地 天津科技大學(xué) 2022 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 四、 AD轉(zhuǎn)換器與單片機(jī)硬件接口電路 TLC0834 與 89C51 單片機(jī) 的硬件接口 電路 的電路 原理如圖 34 所示。 二、 工作特點(diǎn) 可通過(guò)和控制處理器相連的串行數(shù)據(jù)鏈路來(lái)傳送控制命令，因而 可用軟件對(duì)通道進(jìn)行選擇和輸入端進(jìn)行配置，其控制邏輯表 如表 32所示。串行輸入結(jié)構(gòu)，其主要特點(diǎn)如下： A８位分辨率； B易于和 微處理器 接口或獨(dú)立使用； C可滿量程工作； D可用地址邏輯多路器選通 ４輸入通道； E單５Ｖ供電，輸入范圍為０～５Ｖ； F輸入和輸出與ＴＴＬ、ＣＭＯＳ 電平 兼容； G時(shí)鐘 頻率 為２５０ｋＨｚ時(shí)，其轉(zhuǎn)換時(shí)間為３２ μ ｓ； H可以和美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司的ＡＤＣ０ ８３４和ＡＤＣ０８３８進(jìn)行替換，但它內(nèi)部不帶齊納穩(wěn)壓器網(wǎng)絡(luò)； I總調(diào)整誤差為 177。另外，其輸入基準(zhǔn)電壓大小可以調(diào)整。８位逐次逼近模數(shù)轉(zhuǎn)換器 具有輸入可配置的多通道多路器和串形輸入輸出方式。其多路器可由軟件配置為單端或差分輸入，也可以配置為偽差分輸入。本設(shè)計(jì)采用的轉(zhuǎn)換器為 A/D轉(zhuǎn)換器 TLC0834。 %FS/年（機(jī)械振動(dòng)頻率 20Hz～ 1000Hz） 電氣連接： 5芯導(dǎo)氣屏蔽電纜全密封； 壓力連接：投入式 連接螺紋材料： 304 不銹鋼 三、 工作原理 將壓力傳感器安裝在水塔底部，水塔內(nèi)水位液面與底部形成一定壓力，水位液面越高，壓力越大；水位液面低，壓力越小。 %FS 供 電： 24V Dc 絕緣電阻： ≥ 1000 MΩ /100VDC 負(fù)載電阻 : 電流輸出型：最大 800Ω 電壓輸出型：大于 50KΩ 介質(zhì)溫度： 20～ 85℃ 環(huán)境溫度： 20～ 85℃ 儲(chǔ)存溫度： 40～ 90℃ 相對(duì)濕度： 0～ 95% RH 密封等級(jí)： IP68 過(guò)載能力： 150%FS 天津科技大學(xué) 2022 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 響應(yīng)時(shí)間：≤ 5mS 穩(wěn) 定 性：≤177。 一、 性能特點(diǎn) A、采用進(jìn)口擴(kuò)散硅感壓芯片； B、選進(jìn)的貼片工藝，具有零點(diǎn)、滿量程補(bǔ)償，溫度補(bǔ)償； C、高精度和高穩(wěn)定性放大集成電路； D、全封焊 結(jié)構(gòu)、抗沖擊、耐疲勞、可靠性高； E、輸出信號(hào)多樣化（有電流型、電壓型）； F、結(jié)構(gòu)小巧，安裝方便； G、電氣連接采用特殊灌封工藝，配套 3芯導(dǎo)氣屏蔽電纜，防護(hù)等級(jí)達(dá)國(guó)家 IP68標(biāo)準(zhǔn) 二、 產(chǎn)品主要參數(shù) 被測(cè)介質(zhì)： 液體（弱腐蝕性） 壓力類型： 表壓 量 程： 0～ ～ 1M～ 3M～ 5M～ 10M～ 20M～ 50M～ 100M～ 200M～ 500M （水位高 /深度 ,最小量程為 米） 輸 出： 4～ 20mA（二線制）、 0～ 5VDC、 0～ 10VDC、 ～ （三線制） 綜合精度： 177。主要適用于河流、地下水位、水庫(kù)、水塔及容器等的液位測(cè)量與控制。 四、內(nèi)部結(jié)構(gòu) 如 圖 32所示 為 AT89C51內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 ，其重要包括中央處理器 CPU、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、內(nèi)部程序存儲(chǔ)器、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器、并行 I/O口、串行口、中斷控制電路、時(shí)鐘電路等幾部分組成。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。注意加密方式 1時(shí)， /EA將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。 /PSEN： 外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。另外，該引腳被略微拉高。如想禁止 ALE的輸出可在 SFR8EH地址上置 0。因此它可用作對(duì)外部輸