【正文】 ％額定轉(zhuǎn)矩)時(shí)，由于反饋不足，會(huì)造成失控現(xiàn)象；在調(diào)速時(shí)，隨著轉(zhuǎn)速降低，離合器的輸出功率和效率也相應(yīng)地按比例下降。電磁離合器工作過(guò)程分為啟動(dòng)、力矩上升和離合器斷開(kāi)過(guò)程。電磁離合器是一種能在運(yùn)動(dòng)中及負(fù)載下對(duì)各種機(jī)械的主動(dòng)軸和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的從動(dòng)軸實(shí)現(xiàn)迅速聯(lián)結(jié)、分離、制動(dòng)或?qū)膭?dòng)軸的輸出轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)向進(jìn)行調(diào)節(jié)的自動(dòng)電磁元件，其應(yīng)用十分廣泛。因AT89C51單片機(jī)I/O口資源有限，必須對(duì)其Il0口進(jìn)行擴(kuò)展才能滿(mǎn)足實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能，所示為用ZLG1289擴(kuò)展1/0口的4個(gè)8位LED動(dòng)態(tài)顯示器，顯示掃描由程控實(shí)現(xiàn)，其中PA口輸出字型碼，PC口輸出位選信號(hào)即掃描信號(hào)，IO/ ，= =1時(shí)，選中8155芯片內(nèi)三個(gè)I/O口。在這一瞬時(shí)，只有這一位在顯示，其他幾位則暗。動(dòng)態(tài)掃描顯示方式需要解決多位LED數(shù)碼管的“段控”和“位控”問(wèn)題，本電路的通過(guò)P1口實(shí)現(xiàn)：而每一位的公共端，即LED數(shù)碼管的“位控”，則由P3口控制。數(shù)碼管顯示器有兩種工作方式，即靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)掃描顯示方式。當(dāng)在某段發(fā)光二極管施加一定的正向電壓時(shí)，該段筆劃即亮；不加電壓則暗。二極管的陰極連接在一起，通常此公共陰極接地，而共陽(yáng)極則將發(fā)光二極管的陽(yáng)極連接在一起，接入+5V的電壓。由于系統(tǒng)要顯示的內(nèi)容比較簡(jiǎn)單，顯示量不多，所以選用數(shù)碼管既方便又經(jīng)濟(jì)。數(shù)碼管有共陰共陽(yáng)之分，本系統(tǒng)采用8段共陰型LED，每位數(shù)碼管內(nèi)部有8個(gè)發(fā)光二極管，公共端由8個(gè)發(fā)光二極管的陰極并接而成，正常顯示時(shí)公共端接低電平(GND)，各發(fā)光二極管是否點(diǎn)亮取決于adp各引腳上是否是高電平。 LED顯示電路微機(jī)化測(cè)控系統(tǒng)中常用的測(cè)量數(shù)據(jù)的顯示器有發(fā)光二極管顯示器(簡(jiǎn)稱(chēng)LED或數(shù)碼管)和液晶顯示器(簡(jiǎn)稱(chēng)LCD)。由于A(yíng)DC0809轉(zhuǎn)換器的輸出數(shù)據(jù)寄存器具有可控的三態(tài)輸出功能，輸出具有TTL三態(tài)鎖存緩沖器，故其8位數(shù)據(jù)輸出引腳可直接與數(shù)據(jù)總線(xiàn)相連。 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)擴(kuò)展電路 數(shù)據(jù)采集處理電路ADC0809是一種8位逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部具有鎖存控制的8路模擬開(kāi)關(guān)，外接8路模擬輸入端，可同時(shí)對(duì)8路05V的輸入模擬電壓信號(hào)分時(shí)進(jìn)行采集轉(zhuǎn)換，本系統(tǒng)只用到INO和INl兩路輸入通道。RESET 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的擴(kuò)展電路 AT89C51單片機(jī)外接數(shù)據(jù)RAM時(shí)，P2口輸出存儲(chǔ)器地址的高8位，PO口分時(shí)輸出地址的低8位和傳送指令字節(jié)或數(shù)據(jù)。MCS51單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器，引腳XTALl和XTAL2分別是此放大電器的輸入端和輸出端，由于采用內(nèi)部方式時(shí)，電路簡(jiǎn)單，所得的時(shí)鐘信號(hào)比較穩(wěn)定，實(shí)際使用中常采用這種方式，如圖3所示在其外接晶體振蕩器(簡(jiǎn)稱(chēng)晶振)或陶瓷諧振器就構(gòu)成了內(nèi)部振蕩方式，片內(nèi)高增益反向放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起可構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時(shí)鐘脈沖。由于將多功能八位CPU和閃速存儲(chǔ)器結(jié)合在單個(gè)芯片中，因此，AT89C2051構(gòu)成的單片機(jī)系統(tǒng)是具有結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單、造價(jià)最低廉、效率最高的微控制系統(tǒng)，省去了外部的RAM、ROM和接口器件，減少了硬件開(kāi)銷(xiāo)，節(jié)省了成本，提高了系統(tǒng)的性?xún)r(jià)比。 單片機(jī)主系統(tǒng)電路AT89C51單片機(jī)是51系列單片機(jī)的一個(gè)成員，是8051單片機(jī)的簡(jiǎn)化版。軟件選用匯編語(yǔ)言編程。系統(tǒng)將檢測(cè)得土壤的濕度值，送到LED顯示電路顯示，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤濕度的監(jiān)測(cè)監(jiān)控，能進(jìn)行適度范圍設(shè)置和顯示，同時(shí)通過(guò)模糊控制算法實(shí)現(xiàn)對(duì)水泵開(kāi)關(guān)的只能控制。 系統(tǒng)的工作原理系統(tǒng)采用AT89C51單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種情況下，外部時(shí)鐘脈沖接到XTAL1端，即內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端，XTAL2則懸空。外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容CC2接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。時(shí)鐘振蕩器： 外部振蕩電路AT89C51中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XTAL1和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。XTAL1：振蕩器反相放大器及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。Flash存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+12V的編程允許電源Vpp,當(dāng)然這必須是該器件是使用12V編程電壓Vpp。需注意的是：如果加密位LB1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。EA/VPP：外部訪(fǎng)問(wèn)允許。在此期間，當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，這兩次有效的PSEN信號(hào)不出現(xiàn)。該位置位后，只有一條MOVX和MOVC指令A(yù)LE才會(huì)被激活。對(duì)Flash存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（CS）。即使不訪(fǎng)問(wèn)外部存儲(chǔ)器，ALE仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的正脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。RST：復(fù)位輸入。P3口還接收一些用于Flash閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。作輸入端時(shí)，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流（IIL）。P3口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。在訪(fǎng)問(wèn)8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行MOVX RI指令）時(shí)，P2口線(xiàn)上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器區(qū)中R2寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪(fǎng)問(wèn)期間不改變。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（IIL）。P2口：P2口是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。 Flash編程和程序校驗(yàn)期間，P1接收低8位地址。對(duì)端口寫(xiě)“1”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。在訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線(xiàn)分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線(xiàn)復(fù)用，在訪(fǎng)問(wèn)期間激活內(nèi)部上拉電阻。P0口：P0口是一組8位漏極開(kāi)路型雙向I/O口，也即地址/數(shù)據(jù)總線(xiàn)復(fù)用口。VCC：電源電壓?jiǎn)纹瑱C(jī)選用從ATMEL公司的低功耗、高性能的8位CMOS芯片AT89C51，其片內(nèi)帶有4K字節(jié)的閃速可編程及可擦除只讀存儲(chǔ)器（EPROM）。掉電方式保存RAM的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。同時(shí)，AT89C51可下降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。低功耗的閑置和掉電模式 　　5個(gè)中斷源 　　32可編程I/O線(xiàn) 　　三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定 　　數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年 　　4K字節(jié)可編程FLASH存儲(chǔ)器 　　主要特性　　在今后單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)將是:向著大容量、高性能化，小容量、低價(jià)格化和外圍電路內(nèi)裝化等幾個(gè)方面發(fā)展。16位單片機(jī)除了CPU為16位外，片內(nèi)RAM和ROM的容量也進(jìn)一步增大，片內(nèi)RAM為232字節(jié)，ROM為8KB，片內(nèi)帶有高速輸入輸出部件，多通道10位A/D轉(zhuǎn)換部件，中斷處理為8級(jí)，其實(shí)時(shí)處理能力更強(qiáng)。第四階段:16位單片機(jī)和超8位單片機(jī)(1982年至今)。這類(lèi)單片機(jī)有Intel公司的MCS51, Motorola公司的6801和Ziiog公司的Z8等。第三階段:高檔8位機(jī)階段(19781982年)。這種8位機(jī)一般不帶有I/O接口，尋址范圍通常為4KB。豐富的I/O功能大大地增強(qiáng)了4位單片機(jī)的控制功能，從而使外部接口電路極為簡(jiǎn)單。這種單片機(jī)的特點(diǎn)是價(jià)格便宜，控制功能強(qiáng)，片內(nèi)含有多種I/O接口，如并行I/O接口、串行I/O接口、定時(shí)計(jì)數(shù)器接口、中斷功能接口等。 單片機(jī)的發(fā)展概況自從1974年12月美國(guó)仙童(Fairchild )公司第一個(gè)推出8位單片機(jī)FS以來(lái)，單片機(jī)以驚人的速度發(fā)展，從4位機(jī)、8位機(jī)發(fā)展到16位機(jī)、32位機(jī)，集成度越來(lái)越高，功能越來(lái)越強(qiáng)，應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。而在許多微型計(jì)算機(jī)(如Z80, Inte18085, M6800等)中，大都采用兩類(lèi)存儲(chǔ)器合二為一(即統(tǒng)一編址)的方式。結(jié)構(gòu)合理目前單片機(jī)大多采用Harvard結(jié)構(gòu)。和微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行比較，單片機(jī)不僅體積大大減小，而且功能大為增強(qiáng)。例如，大家熟悉的Z80微型計(jì)算機(jī)就是由Z80CPU、存儲(chǔ)器(RAM, ROM), PIO等芯片組成的，單片機(jī)則不同，它把CPU, RAM, ROM, I/O接口，以及定時(shí)器/計(jì)數(shù)器都集成在一個(gè)芯片上。 單片機(jī)的選擇及分析 單片機(jī)的定義和特點(diǎn)所謂單片機(jī)就是把CPU、寄存器、RAM/ROM、I/O接口電路集成在一塊集成電路芯片上，構(gòu)成一個(gè)完整的微型計(jì)算機(jī)。其中各種接口電路設(shè)計(jì)的好壞直接關(guān)系到系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。輸入部分接口電路包括各種模擬信號(hào)，數(shù)字信號(hào)與單片機(jī)的接口信號(hào)調(diào)理電路以及按鍵接口電路。概括為以單片機(jī)為主的主控電路、單片機(jī)輸入部分接口電路、單片機(jī)輸出部分接口電路。 本章小結(jié)本章首先介紹了計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的五種基本形式，根據(jù)實(shí)際情況與技術(shù)要求，畫(huà)出了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，并擬定了系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案，包括數(shù)據(jù)采集單元、鍵盤(pán)及顯示單元、控制與執(zhí)行單元、系統(tǒng)各部分所需電源等輸入與輸出通道，并對(duì)每一部分都進(jìn)行了較詳細(xì)的敘述。 供電電源單元采用變壓器、整流濾波及穩(wěn)壓等電路組成，分別給以上各部分提供所需要的電壓，可以提供+5V, +12V, +40V的穩(wěn)定電壓。數(shù)碼管有共陰共陽(yáng)之分，本系統(tǒng)采用8段共陰型LED，每位數(shù)碼管內(nèi)部有8個(gè)發(fā)光二極管，公共端由8個(gè)發(fā)光二極管的陰極并接而成，正常顯示時(shí)公共端接低電平(GND)，各發(fā)光二極管是否點(diǎn)亮取決于adp各引腳上是否是高電平。 顯示部分微機(jī)化測(cè)控系統(tǒng)中常用的測(cè)量數(shù)據(jù)的顯示器有發(fā)光二極管顯示器(簡(jiǎn)稱(chēng)LED或數(shù)碼管)和液晶顯示器(簡(jiǎn)稱(chēng)LCD)。由于A(yíng)LE與START連在一起，因此ADC0809在鎖存通道地址的同時(shí)也啟動(dòng)轉(zhuǎn)換，在讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果時(shí)，用單片機(jī)的讀信號(hào)RD和p2.。AT89C51的p ，在啟動(dòng)AM轉(zhuǎn)換時(shí)，由單片機(jī)的寫(xiě)信號(hào)WR和p2.。ADC0809的時(shí)鐘頻率范圍要求在101280kHz , AT89C51單片機(jī)的ALE腳的頻率是單片機(jī)時(shí)鐘頻率的1/6，因此當(dāng)單片機(jī)的時(shí)鐘頻率采用6MHz,ADC0809輸入時(shí)鐘頻率即為CLK=1MHz，發(fā)生啟動(dòng)脈沖后需延時(shí)100Us才可讀取A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。A/D轉(zhuǎn)換器需外部控制啟動(dòng)轉(zhuǎn)換信號(hào)方能進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這一啟動(dòng)轉(zhuǎn)換信號(hào)可由CPU提供，不同型號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換器，對(duì)啟動(dòng)轉(zhuǎn)換信號(hào)的要求也不同，分脈沖啟動(dòng)和電平啟動(dòng)兩種，ADC0809采用脈沖啟動(dòng)轉(zhuǎn)換，只需給A/D轉(zhuǎn)換器的啟動(dòng)控制轉(zhuǎn)換的輸入引腳((START)上，加入正脈沖信號(hào)，即啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換開(kāi)始后，轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出端(EOC)信號(hào)變低，轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，EOC返回高電平，以通知主機(jī)讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果的數(shù)字量，這個(gè)信號(hào)可以作為A/D轉(zhuǎn)換器的狀態(tài)信號(hào)供查詢(xún)，也可以用作中斷請(qǐng)求信號(hào)。ADC0809轉(zhuǎn)換器的分辨率為8位，最大不可調(diào)誤差小于士1LSB，采用單一+5V供電，功耗為15mW,不必進(jìn)行零點(diǎn)和滿(mǎn)度調(diào)整。若不需要，則單片機(jī)及其時(shí)鐘電路與復(fù)位電路等構(gòu)成最小系統(tǒng)。 系統(tǒng)框圖 AT89C51微控器構(gòu)成的最小系統(tǒng)根據(jù)本設(shè)計(jì)的技術(shù)要求來(lái)判斷是否需要對(duì)此微控器進(jìn)行片外程序存儲(chǔ)器及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展。單片機(jī)可將土壤濕度傳感器檢測(cè)到的土壤濕度模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，并傳輸給控制系統(tǒng)檢測(cè)是否該灌溉。該電路主要由AT89C51系統(tǒng)電路、電源電路、濕度檢測(cè)電路、顯示電路、開(kāi)關(guān)控制電路等組成。用濕度檢測(cè)電路中的濕敏電阻對(duì)土壤濕度進(jìn)行采集，所得電流信號(hào)經(jīng)處理得到可用的電壓信號(hào)，輸入到A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理。 系統(tǒng)總體方案根據(jù)實(shí)際情況及系統(tǒng)技術(shù)要求，擬采用AT89C51微控器作為控制與數(shù)據(jù)處理的核心以構(gòu)成節(jié)水灌溉控制系統(tǒng)。直接從系統(tǒng)的最底層采用高級(jí)語(yǔ)言或匯編語(yǔ)言編制實(shí)時(shí)應(yīng)用程序:這種方法先把系統(tǒng)劃分層次，明確目標(biāo)，任務(wù)，對(duì)各個(gè)任務(wù)的子過(guò)程進(jìn)行結(jié)構(gòu)化編程，然后還要另外編寫(xiě)計(jì)時(shí)、中斷、調(diào)度等控制程序。在通用操作系統(tǒng)例了如DOS，WINDOWS環(huán)境下:采用實(shí)時(shí)核實(shí)現(xiàn)程序的實(shí)時(shí)多任務(wù)特性。系統(tǒng)本身已經(jīng)構(gòu)建了實(shí)現(xiàn)不同功能的軟件包、程序模塊和控鍵。但要求程序員熟悉實(shí)時(shí)多任務(wù)編程技術(shù)，而且圖形界面不太好。以實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)為基礎(chǔ)，由控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)在操作系統(tǒng)上運(yùn)行的實(shí)時(shí)應(yīng)用軟件:目前通用有一大批IRMXRTOX，PSOS的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。產(chǎn)品立項(xiàng)前的市場(chǎng)管理活動(dòng)沒(méi)有規(guī)范化：市場(chǎng)信息收集和分析工作薄弱，生產(chǎn)廠(chǎng)家對(duì)新產(chǎn)品近35年的產(chǎn)品路標(biāo)規(guī)劃也不清晰，往往只有12年的開(kāi)發(fā)項(xiàng)目計(jì)劃；產(chǎn)品研發(fā)缺乏一個(gè)整合企業(yè)資源的清晰的研發(fā)流程：產(chǎn)品線(xiàn)建設(shè)明顯滯后于資源線(xiàn)的建設(shè)專(zhuān)業(yè)研發(fā)人才缺乏：在培養(yǎng)關(guān)鍵性研發(fā)人才上，缺少相應(yīng)的機(jī)制保障。技術(shù)開(kāi)發(fā)體系沒(méi)有受到應(yīng)有的重視和規(guī)范：一方面，技術(shù)開(kāi)發(fā)規(guī)劃工作缺乏，預(yù)見(jiàn)性不強(qiáng)；另一方面，技術(shù)開(kāi)發(fā)過(guò)程不規(guī)范，對(duì)開(kāi)發(fā)周期、成本和風(fēng)險(xiǎn)等方面的控制有待加強(qiáng)?？傊壳皣?guó)外灌溉控制器已逐步趨于成熟、系列化，并朝著大型分布式控制系統(tǒng)和小面積單機(jī)控制兩個(gè)方向發(fā)展，產(chǎn)品一般都能與微機(jī)進(jìn)行通信，并由機(jī)對(duì)其施行控制。在溫室等設(shè)施內(nèi)較多使用小型灌溉管、理程序，澆水時(shí)間可按日期設(shè)定每次每路灌水起止時(shí)聞，操作便于小規(guī)模經(jīng)營(yíng)。仍然以以色列為例，以色列是世界上微灌技術(shù)發(fā)展最具有代表性的國(guó)家，目前全國(guó)農(nóng)業(yè)土地基本上實(shí)現(xiàn)了灌溉管理自動(dòng)化，并且普遍推行自動(dòng)控制系統(tǒng)，按時(shí)、按量將水、肥直接送入作物根部，水資源利用率和單方水的糧食產(chǎn)量都相當(dāng)高。如美國(guó)、法國(guó)、英國(guó)、日本、以色列等發(fā)達(dá)國(guó)家已采用了先進(jìn)的灌溉系統(tǒng)。世界著名的耐特費(fèi)姆(Netfim)灌溉設(shè)備和滴灌系統(tǒng)公司生產(chǎn)的微灌系統(tǒng)基本由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制運(yùn)行，可根據(jù)作物的生長(zhǎng)及水、肥狀況進(jìn)行灌水和施肥，節(jié)約大量人力，且管理及時(shí)，使作物產(chǎn)量和品質(zhì)都有較大幅度的提剮161。他們對(duì)灌溉的新概念是：把含有肥料的水一滴滴的輸入作物根系層的土壤中，使土壤中的水、肥、氣、熱等保持協(xié)調(diào)關(guān)系，達(dá)到作物高產(chǎn)的目的。節(jié)能效果良好的恒壓噴灌技術(shù)也得到了廣泛的應(yīng)用，如日本在大多數(shù)旱地灌溉系統(tǒng)的／；H／五泵站中使用調(diào)壓罐控制。美國(guó)、前．蘇聯(lián)的噴灌面積己占其總灌溉面積40％以上，英國(guó)、德國(guó)、奧地利、丹麥、瑞典、日本等國(guó)的旱地灌溉面積中90％以上采用噴灌。節(jié)水農(nóng)業(yè)在國(guó)外的發(fā)展已有幾十年的歷史，在西方發(fā)達(dá)國(guó)家，節(jié)水灌溉的應(yīng)用面積和產(chǎn)業(yè)化程度很高。然而，這些試點(diǎn)僅限于試驗(yàn)階段，沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用，而且