【正文】 頁(yè) 圖 33 光電隔離 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： 圖 34 給水泵電機(jī)控制電路原理圖 圖 中水泵電機(jī)主控回 路由兩個(gè)水泵電機(jī)以及二直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成，主控回路的控制信號(hào)由單片機(jī)的 , 發(fā)出，他們的引腳功能如下： ： M1 起動(dòng) KM1 控制輸出信號(hào)。 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) 光電 的兩次轉(zhuǎn)換 。 輸入與輸出絕緣隔離 ， 信號(hào)單向傳輸 ， 無(wú)反饋影響 。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。對(duì)于 CHMOS 芯片， XTAL2 引腳懸空不接。在單片機(jī)內(nèi)部，接至片內(nèi)振 水箱液位控制器的設(shè)計(jì)與研究 作者：王文雷 第 8 頁(yè) 共 22 頁(yè) 蕩器的反相放大器的輸出端。在單片機(jī)的內(nèi)部，它是一個(gè)反相放大器的輸入端，這個(gè)放大器的構(gòu)成采用外部時(shí)鐘時(shí)，對(duì)于 HMOS 單片機(jī)，XTAL1 引腳接地；對(duì)于 CHOMS 單片機(jī)， XTAL1 引腳作為外部振蕩信號(hào)的輸入端 [14]。圖如 31： 圖 31 80C51 震蕩電路原理圖 引腳及其功能說(shuō)明： 80C51 單片機(jī)的 40 個(gè)引腳 [7]中有 2 個(gè)是主電源引腳， 4 個(gè)控制或與其它電源復(fù)用的引腳， 2 個(gè)外接晶振的引腳，以及 32 條輸入輸出 I/O 引腳。 對(duì)于雙字節(jié)的單機(jī)器指令，通常在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)從程 序存儲(chǔ)器內(nèi)讀入兩個(gè)字節(jié)，但 Movx 指令除外，因?yàn)镸ovx 指令是訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的單字節(jié)的雙機(jī)器周期指令，在執(zhí)行 Movx 指令期間，外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器被訪(fǎng)問(wèn)并且被選同時(shí)跳過(guò) 2 次取指操作。在結(jié)束時(shí)完成操作指令 [13]。假如是雙字節(jié)指令，則在同一機(jī)器周期的 s4 讀入第二字節(jié)。 若采用 12MHz 的晶體振蕩器，那么每個(gè)狀態(tài)周期為 1/6us，每個(gè)機(jī)器周期為 1us；在一般情況下 ，邏輯和算術(shù)操作發(fā)生在 N 期間，而從內(nèi)部寄存器到寄存器的傳輸則發(fā)生在 P2 期間。 時(shí)序：?jiǎn)纹瑱C(jī) 80C51 的一個(gè)執(zhí)器周期由六個(gè)狀態(tài) (s1—s6)組成，每個(gè)狀態(tài)又持續(xù)兩個(gè)接蕩周期，分為 P1 和 P2 這兩個(gè)節(jié)拍。使用內(nèi)部方式的時(shí)候，在 C1 和C2 引腳上接微調(diào)電容和石英晶體就可以構(gòu)成振蕩器， 振蕩頻率的選擇范圍在—12MHZ 之間。 單片機(jī)的時(shí)序功能： 時(shí)鐘電路： 80C51 片內(nèi)設(shè)有一個(gè)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。可用來(lái)進(jìn)行串行通信，擴(kuò)展并行 I/O 口，甚至與多個(gè)單片機(jī)相連構(gòu)成多機(jī)系統(tǒng)，從而使單片機(jī)的功能更強(qiáng)且應(yīng)用更廣。在單片機(jī)的應(yīng)用中，往往需要精確的定時(shí)，或?qū)ν獠渴录M(jìn)行計(jì)數(shù)，因而需在單片機(jī)內(nèi)部設(shè)置定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器部件 [10]。 中斷系統(tǒng)，具有 5 個(gè)中斷源， 2 級(jí)中斷優(yōu)先權(quán)。 程序存儲(chǔ)器， ROM，用來(lái)存儲(chǔ)程序， 80C51 為 4KB ROM。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)單片機(jī)運(yùn)行期間的工作變量、運(yùn)算的中間結(jié)果、數(shù)據(jù)暫存和緩沖、標(biāo)志位等。程序計(jì)數(shù)器 PC 用來(lái)存放下一條將要執(zhí)行的指令，共 16 位．可對(duì)以 K 字節(jié)的程序存儲(chǔ)器直接尋址 c 指令執(zhí)行結(jié)束后， PC 計(jì)數(shù)器自動(dòng)增加，指向下一條要執(zhí)行的指令地址 [9]。指令寄存器中存放指令代碼。它具有對(duì)8 位信息進(jìn)行 +、 、 x、 / 四則 運(yùn)算和邏輯與、或、異或、取反、清 “0”等運(yùn)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)果及常用數(shù)據(jù)的寄存器。 中央處理器 CPU 是單片微型計(jì)算機(jī)的指揮、執(zhí)行中心，由它讀入用戶(hù)程序，并逐條執(zhí)行指令，它是由 8 位算術(shù) /邏輯運(yùn)算部件 (簡(jiǎn)稱(chēng) ALu)、定時(shí) /控制部件，若干寄存器 A、 B、 B5w、 5P 以及 16 位程序計(jì)數(shù)器 (Pc)和數(shù)據(jù)指針寄存器(DM)等主要部件組成。以上各個(gè)部分通過(guò)內(nèi)部總線(xiàn)相連接。每一個(gè)單片機(jī)包括：一個(gè) 8 位的微型處理器 CPU；一個(gè) 256K的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM；片內(nèi)程序存儲(chǔ)器 ROM；四個(gè) 8 位并行的 I/O 接口 P0P3；兩個(gè)定時(shí)器 /記數(shù)器；五個(gè)中斷源的中斷控制系統(tǒng)；一 個(gè)全雙工 UART 的串行 I/O 口；片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘產(chǎn)生電路，但石英晶體和微調(diào)電容需要外接。 目前， 8051 單片機(jī)在工業(yè)檢 測(cè) 控制領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，因此我們可以在許多單片機(jī) [7]應(yīng)用領(lǐng)域中，配接各種外部設(shè)備，實(shí)現(xiàn)完成工業(yè)的自動(dòng)化。 K5:LG手動(dòng)停止 M1M2。 K3:LG自動(dòng)停止 M1M2。 其部分 原理圖如圖 23所示 圖 23 水位控制電路原理圖 開(kāi)關(guān) K1,K2,K3,K4,K5,K6 分別與單片機(jī)引腳 , 相連 [7]，他們的功能分別是： K1:LDD自動(dòng)正轉(zhuǎn)加水 M1M2。 自 /手 動(dòng) [5]模式控制轉(zhuǎn)換如下： 自動(dòng) 的 模式下，系統(tǒng) 自動(dòng)判斷水位高低，選擇不一樣 的工作狀態(tài)。 水箱液位控制器的設(shè)計(jì)與研究 作者：王文雷 第 4 頁(yè) 共 22 頁(yè) 當(dāng)水位低于 75%的時(shí)候，由傳感器通過(guò)變 送器發(fā)送信號(hào)， LD 閉合，系統(tǒng)液位低報(bào)警。 水箱的水位一般保持在 70%90%[4]。 下面是芯 片引腳具體分配： ：水位過(guò)低輸入信號(hào) （低 0，高 1） ：水位低輸入信號(hào) （低 0，高 1） ：水位高輸入信號(hào) （高 1，低 0） ：手動(dòng)與自動(dòng)轉(zhuǎn)換輸入信號(hào) （手動(dòng) 1，自動(dòng) 0） ： M1 起動(dòng) KM1 控制輸出信號(hào) （手動(dòng) 1，自動(dòng) 0） ： M2 起動(dòng) KM1 控制輸出信號(hào) （手動(dòng) 1，自動(dòng) 0） ： M1 開(kāi)關(guān)狀態(tài)輸入信號(hào) （開(kāi) 0，關(guān) 1） ： M2 開(kāi)關(guān)狀態(tài)輸入信號(hào) （開(kāi) 0，關(guān) 1） ：水位過(guò)低報(bào)警輸出信號(hào) ：水位低報(bào)警輸出信號(hào) ：水位高報(bào)警輸出信號(hào) ：手動(dòng)起動(dòng) M1 輸入信號(hào)，低電頻有效動(dòng)作 ：手動(dòng)起動(dòng) M2 輸入信號(hào)，低電頻有效動(dòng) 作 ：手動(dòng)停 M1 輸入信號(hào)，低電頻有效動(dòng)作 ：手動(dòng)停 M2 輸入信號(hào)，低電頻有效動(dòng)作 [3] 基于單片機(jī)的水箱控制系統(tǒng)工作原理 當(dāng)水箱水位低時(shí)，起動(dòng) M1 給水，水位上升到 90%，停 M1； 當(dāng)水箱水位過(guò) 低（小于 50%）時(shí)，同時(shí)起動(dòng) M M2； 當(dāng)水位上升到 50%以上 70%以下時(shí)，停 M2， M1 繼續(xù)運(yùn)行到水位上升到90%以上才停止工作。 水箱給水設(shè)備原理 水箱給水設(shè)備系統(tǒng)由兩臺(tái)給水泵機(jī)組、水箱和三只浮球開(kāi)關(guān)組成，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 21；系統(tǒng)框圖 22； 圖 21 水箱給水控制器結(jié)構(gòu)圖 其中 M M2 為給水泵機(jī)組， LG、 LD、 LDD 分別為水位高 、 水位低、水位過(guò)低浮球開(kāi)關(guān)，當(dāng)水位高（大于 90%）時(shí)， LG 閉合，當(dāng)水位低（小于75%）時(shí)， LD 閉合，當(dāng)水位過(guò)低（ 50%）時(shí)， LDD 閉合 [2]。在國(guó)內(nèi)，因單片機(jī)一詞已約定俗成而繼續(xù)沿用，但其內(nèi)涵應(yīng)該對(duì)應(yīng) MCU。隨著 SCM在架構(gòu)上的不斷發(fā)展，新一代單片機(jī)不斷涌現(xiàn)，這些單片機(jī)的控制功能被不斷擴(kuò)充，許多外圍功能部件被內(nèi)裝化，如 A/D、 PWM、 WDT 等，所以已不能用 SCM 來(lái)準(zhǔn)確表達(dá)其內(nèi)涵了。 因此，基于單片機(jī)的水箱水位自動(dòng)控制器的研究有著重要的意義。單片機(jī)以它功能強(qiáng)大，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，制造廉價(jià)，支持指令集 較多。從而實(shí)現(xiàn)提供足夠的水量、平穩(wěn)的水壓、水位的自動(dòng)控制有設(shè)計(jì)成本低、高實(shí)用價(jià)值的控制器。一旦斷了水，輕則給人民生活帶來(lái)極大的不便，重則可能造成嚴(yán)重的生產(chǎn)事故及損失，從而對(duì)供水系統(tǒng)提出了更高的要求，滿(mǎn)足及時(shí)、準(zhǔn)確、安全充足的供水。它能自動(dòng)完成上水停水的全部循環(huán)，保證液面高度處于較理想的范圍內(nèi)，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，靈敏度高，節(jié)約能源顯著，適用于各種高層液體儲(chǔ)存的理想設(shè)備。而且成本低，安裝方便，經(jīng)過(guò)多次的實(shí)驗(yàn)證明，靈敏性好，是節(jié)約水源，方便家庭和單位控制水位的理想裝置。control。 關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；水位；控制；報(bào) 警 Abstract People life and industrial production ofen involves the control of liquid level and flow,such as beverage,food processing,residents living water supply,sewage treatment,filtering solution,chemical production and other industries in the production production process,it is mon to use a