【正文】 間，使得CPU有較高的工作效率。一般可以采用時(shí)間間隔10ms對(duì)LED進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描一次，每一位LED的顯示時(shí)間為1ms。 LED動(dòng)態(tài)顯示程序模塊的設(shè)計(jì)在采用動(dòng)態(tài)掃描顯示方式時(shí)，要使得LED顯示比較均勻，又有足夠的亮度，需要設(shè)置適當(dāng)?shù)膾呙桀l率。而按鍵處理的程序框圖如圖44所示。鍵抖動(dòng)會(huì)引起一次按鍵被誤讀多次，為了確保CPU對(duì)鍵的一次閉合僅作一次處理，按鍵的抖動(dòng)可以用硬件或者軟件方法來(lái)消除。 NNN圖44 按鍵處理程序流程圖由于機(jī)械觸點(diǎn)的彈性作用，在閉合及斷開(kāi)的瞬間均伴隨有一連串的抖動(dòng)，抖動(dòng)時(shí)間的長(zhǎng)短由按鍵的機(jī)械特性決定，一般為5～10ms。在程序中，將對(duì)當(dāng)前設(shè)定的壓力進(jìn)行調(diào)整，利用【SET】、【+1】和【1】鍵配合使用，每次對(duì)【+1】鍵的按下則進(jìn)行累加；同樣對(duì)【1】鍵按下則進(jìn)行減1操作。 獨(dú)立按鍵程序設(shè)計(jì)1） 程序設(shè)計(jì)思路按鍵接收子程序主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)當(dāng)前設(shè)定壓力的調(diào)整。采用增量式算法時(shí)，計(jì)算機(jī)輸出的控制增量Δu(k)對(duì)應(yīng)的是本次執(zhí)行機(jī)構(gòu)位置的增量。根據(jù)遞推原理可得 （42）用式(41 )減去(42 )，可得 （43）其中： 式(43)稱為增量式PID控制算法。本設(shè)計(jì)采用增量式PID控制，下面把增量式PID控制算法介紹一下：1) 增量式PID控制算法所謂增量式PID是指數(shù)字控制器的輸出只是控制量的增量Δu(k)。這里所說(shuō)的控制策略是數(shù)字PID的改進(jìn)算法，如積分分離PID控制算法、不完全微分PID控制算法、微分先行PID控制算法和帶死區(qū)的PID控制算法等。可以靈活的改變PID參數(shù)，同時(shí)可以改變控制策略來(lái)達(dá)到控制目的。數(shù)字PID控制算法通常分為位置式PID控制算法和增量式PID控制算法。PID有幾個(gè)重要的功能：提供反饋控制；通過(guò)積分作用可以消除穩(wěn)態(tài)誤差：通過(guò)微分作用預(yù)測(cè)將來(lái)。PID調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)送D/A轉(zhuǎn)換器清標(biāo)志位M2為0,(關(guān)M2電機(jī))NNNNY圖42 T0中斷服務(wù)程序流程圖3．PID調(diào)節(jié)程序本設(shè)計(jì)就是通過(guò)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的PID調(diào)節(jié)器來(lái)實(shí)現(xiàn)水壓的恒定，并自動(dòng)調(diào)節(jié)水泵的數(shù)量。2．D/A轉(zhuǎn)換子程序其主要任務(wù)是把經(jīng)PID處理過(guò)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成模擬量，來(lái)控制變頻器輸出電壓的頻率，來(lái)控制水泵的轉(zhuǎn)速，以達(dá)到控制供水壓力的目的。程序流程圖如下：如圖42示，變頻器控制M1電機(jī)，M2電動(dòng)機(jī)由單片機(jī)控制，其標(biāo)志位為M2。 主程序流程圖恒壓供水控制器對(duì)生活供水、消防供水系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，要求軟件具有高可靠性、高穩(wěn)定性、高抗干擾能力，檢測(cè)信號(hào)準(zhǔn)確，有良好的動(dòng)靜態(tài)性能，該軟件按結(jié)構(gòu)化流水設(shè)計(jì)，分為若干功能部分，采用C語(yǔ)言編寫(xiě)。用C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的代碼便于開(kāi)發(fā)小組計(jì)劃項(xiàng)目,靈活管理,分工合作以及后期維護(hù)，基本上可以杜絕因開(kāi)發(fā)人員變化而給項(xiàng)目進(jìn)度,后期維護(hù)或升級(jí)所帶來(lái)的影響。Keil C51語(yǔ)言編譯工具都是以ANSLC作為基礎(chǔ)進(jìn)行開(kāi)發(fā)的，因此，一種C語(yǔ)言環(huán)境下所編寫(xiě)的 C語(yǔ)言程序，只需將部分與硬件相關(guān)的地方和編譯連接的參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)修改,就可方便移植到另外一種系列上。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語(yǔ)句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。用過(guò)匯編語(yǔ)言后再使用C來(lái)開(kāi)發(fā)，體會(huì)更加深刻。Vision）將這些部份組合在一起。本設(shè)計(jì)所使用的軟件工具如下：：KeilC51；：C/C++。4 軟件設(shè)計(jì) 軟件設(shè)計(jì)原理及設(shè)計(jì)所用工具軟件的主要功能是根據(jù)系統(tǒng)的工作原理，框圖，先制定各部分程序的流程圖，然后再根據(jù)流程圖編寫(xiě)各部分程序，通過(guò)調(diào)試各部分程序運(yùn)行正確無(wú)誤后，再進(jìn)行主程序的調(diào)試，看是否能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端. 各單元模塊的聯(lián)接完成各模塊的設(shè)計(jì)后，模塊按照功能的不同連接成整體的電路圖。Flash存儲(chǔ)器編程是，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：外部訪問(wèn)允許。RST:復(fù)位輸入。作輸入端時(shí)，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流。P3口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。Flash編程或校驗(yàn)時(shí)，P2亦就收高位地址和其它控制信號(hào)。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。P2口：P2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)4個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。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。P1口：P1口是一個(gè)帶上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問(wèn)期間激活內(nèi)部上拉電阻。AT89C51引腳圖如圖313所示：圖313 單片機(jī)引腳圖主要性能參數(shù)：與MCS51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容、4K字節(jié)可重察寫(xiě)Flash閃速存儲(chǔ)器、全靜態(tài)操作0HZ—24MHZ、32個(gè)可編程I/O口線、2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器、6個(gè)中斷源、低功耗空閑和掉電模式。當(dāng)片選端/CE低電平有效時(shí)，DIR=“0”，信號(hào)由 B 向 A 傳輸；DIR=“1”，信號(hào)由 A 向 B 傳輸；當(dāng)/CE為高電平時(shí)，A、B均為高阻態(tài)。8位A/D轉(zhuǎn)換器IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN78路A/D轉(zhuǎn)換器ABCALE地址鎖存與譯碼D0D1D2D3D4D5D6D7VCCGND三態(tài)輸出鎖存器EOCOE VREF(+) VREF()圖311 ADC0809芯片的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu) 74LS245介紹圖312 74LS245引腳圖74LS245是我們常用的芯片，用來(lái)驅(qū)動(dòng)led或者其他的設(shè)備,用法很簡(jiǎn)單如上圖,這里簡(jiǎn)單的給出一些資料，他是8路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器，可雙向傳輸數(shù)據(jù)。因ADC0809的內(nèi)部沒(méi)有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號(hào)必須由外界提供，通常使用頻率為500KHZ，VREF（＋），VREF（－）為參考電壓輸入。D7－D0為數(shù)字量輸出線。OE為輸出允許信號(hào)，用于控制三條輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。EOC為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)。ST為轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存A/D轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng)OE端為高電平時(shí)，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。3．內(nèi)部結(jié)構(gòu)表32 ADC0809通道選擇 C B A 選擇的通道 0 0 0 IN0 0 0 1 IN1 0 1 0 IN2 0 1 1 IN3 1 0 0 IN4 1 0 1 IN5 1 1 0 IN6 1 1 1 IN7ADC0809由一個(gè)8路模擬開(kāi)關(guān)、一個(gè)地址鎖存與譯碼器、一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器和一個(gè)三態(tài)輸出鎖存器組成。直到A／D轉(zhuǎn)換完成，EOC變?yōu)楦唠娖?，指示A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束，結(jié)果數(shù)據(jù)已存入鎖存器，這個(gè)信號(hào)可用作中斷申請(qǐng)。START上升沿將逐次逼近寄存器復(fù)位。 ADC0809的工作過(guò)程是：首先輸入3位地址，并使ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。 　　Vcc：電源，單一＋5V。要求時(shí)鐘頻率不高于640KHZ。當(dāng)A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸入一個(gè)高電平，才能打開(kāi)輸出三態(tài)門(mén)，輸出數(shù)字量。 　　EOC： A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，輸出，當(dāng)A／D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸出一個(gè)高電平（轉(zhuǎn)換期間一直為低電平）。　 ALE：地址鎖存允許信號(hào)，輸入，高電平有效。 IN0～I(xiàn)N7：8路模擬量輸入端。 2．外部特性（引腳功能）圖310 ADC0809引腳圖ADC0809芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝，如圖310所示。 　　3）轉(zhuǎn)換時(shí)間為100μs　　4）單個(gè)＋5V電源供電 　　5）模擬輸入電壓范圍0～＋5V，不需零點(diǎn)和滿刻度校準(zhǔn)。 ADC0809介紹1．主要特性　　1）8路8位A／D轉(zhuǎn)換器，即分辨率8位。欲將輸入數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量，只要使WR2=“0”、XFER=“0”，DAC寄存器為不鎖存狀態(tài)；當(dāng)ILE=“1”，CS和WR1端接負(fù)脈沖信號(hào)，即可完成一次轉(zhuǎn)換。圖中的RFB是片內(nèi)電阻，為外部運(yùn)放提供反饋電阻，用以輸出適當(dāng)電壓。同樣。LE是寄存器鎖存命令，當(dāng)LE=“1”時(shí)，寄存器的輸出隨輸入變化；當(dāng)LE=“0”時(shí)，數(shù)據(jù)鎖存在寄存器中，而不再隨數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)變化而變化。芯片模擬信號(hào)接地點(diǎn)。+5V～+15V，最佳用+15V。10V范圍，芯片用于四象限乘時(shí)，為模擬電壓輸入。Rfb：反饋電阻，該電阻被制作在芯片內(nèi)，用作運(yùn)算放大器的反饋電阻。Iout2；DAC電流輸出2。Iout1：DAC電流輸出1。在控制多個(gè)DAC0832同時(shí)輸出時(shí)特別有用。在XFER有效下，用它將輸入寄存器中的數(shù)字傳送到8位DAC寄存器中。在CS和ILE有效下，用它將數(shù)字輸入并鎖存于輸入寄存器中。它與ILE結(jié)合起來(lái)用以控制WR1是否作用。由式（31）和所要求的調(diào)速范圍90～1500r/min我們可以計(jì)算出變頻的范圍： （31） （32）即頻率的調(diào)節(jié)范圍為～之間，另外，考慮到此前我們選用的YVP100L14 型變頻電機(jī)其標(biāo)稱功率P=，額定電流IN=，對(duì)于三菱公司的FR500系列變頻器標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格型號(hào)的查看，如上表31所示， DAC0832介紹下面我就把DAC0832芯片各引腳功能介紹一下，圖39為其管腳圖：ILE：允許輸入鎖存。，可考慮選擇較為簡(jiǎn)易的V/F控制方式的變頻器，而在要求較高的場(chǎng)合，則必須采用有反饋的矢量控制方式。，但對(duì)于負(fù)荷變化時(shí)其轉(zhuǎn)距仍然隨負(fù)荷變化。在調(diào)速范圍不大的情況下，選擇較為簡(jiǎn)易的V/F控制方式的變頻器。負(fù)載電流不超過(guò)變頻器額定電流是選擇變頻器容量的基本原則。其中后兩項(xiàng)，變頻器生產(chǎn)廠家由本國(guó)或本公司生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)機(jī)給出，或隨變頻器輸出電壓而降低，都很難確切表達(dá)變頻器的能力。對(duì)于要求精度高、動(dòng)態(tài)性能好、響應(yīng)快的生產(chǎn)機(jī)械（如造紙機(jī)械、軋鋼機(jī)等），應(yīng)采用矢量控制高功能型通用變頻器。因?yàn)檫@種變頻器低速轉(zhuǎn)矩大，靜態(tài)機(jī)械特性硬度大，不怕負(fù)載沖擊，具有挖土機(jī)特性。對(duì)于風(fēng)機(jī)、泵類等平方轉(zhuǎn)矩，低速下負(fù)載轉(zhuǎn)矩較小，通?？蛇x擇普通功能型的變頻器。5%電源容量（KVA）（注5）912保護(hù)結(jié)構(gòu)（JEM 1030）封閉型（IP20 NEMA1）（注6）冷卻方式自冷強(qiáng)制風(fēng)冷大約重量（㎏） 連同 DU根據(jù)控制功能可將通用變頻器分為三種類型：普通功能型V/F控制變頻器、具有轉(zhuǎn)矩控制功能的高性能型V/F控制變頻器（也稱無(wú)跳閘變頻器）和矢量控制高性能型變頻器。允許使用率100%轉(zhuǎn)矩其總的原則是首先保證可靠地實(shí)現(xiàn)工藝要求，再盡可能節(jié)省資金。下面就這些器件的功能特點(diǎn)、主要參數(shù)和使用方法作相應(yīng)說(shuō)明。電路中的VT1可選用3CD6等PNP型硅低頻大功率管。圖39 穩(wěn)壓電源電路采用外接PNP型大功率管的方法，這是一種最基本的擴(kuò)展電流電路，擴(kuò)展的輸出電流取決于外接功率管的電流負(fù)載量，電路中的R1是VT的偏置電阻，為VT1提壓導(dǎo)通時(shí)的基極偏壓，VT與集成穩(wěn)壓器內(nèi)電路中的NPN型調(diào)整管組成復(fù)合管，設(shè)Ir為流過(guò)電阻R1中的電流，Ic為流過(guò)外接調(diào)整管的集電極電流，Td為7805的靜態(tài)工作電流，這時(shí)7805的輸出電流為Ioxx，可表示式中為VT的電流放大系數(shù)，穩(wěn)壓擴(kuò)展后的輸出電流Io可表示為。由于固定式三端穩(wěn)壓電源（7805），而本次設(shè)計(jì)電路電流在1A到2A之間，考慮到電路的一般余量在2倍到3倍左右。并且，我們目前絕大部分電子電路與電子設(shè)備都是使用線性電源，即通過(guò)降壓、整流、濾波、穩(wěn)壓后提供穩(wěn)定的直流電壓給電子電路及芯片工作的。這樣不但減小了電動(dòng)機(jī)的無(wú)功功率，而且提高了水泵的工作效率，節(jié)約了能源。如圖37所示。而且只須要考慮段的驅(qū)動(dòng)因?yàn)楣碴?yáng)極接+5V，而共陰接地，所以位的驅(qū)動(dòng)不要考慮。本次設(shè)計(jì)中要求作到4組LED顯示，LED顯示器的控制方式為靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩種，因此在選擇LED驅(qū)動(dòng)時(shí)，一定要先確定顯示方式。這包括人對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的狀態(tài)干預(yù)與數(shù)據(jù)輸入，以及應(yīng)用系統(tǒng)向人們顯示運(yùn)行結(jié)果等。如圖36所示。圖35 A/D轉(zhuǎn)換電路 D/A轉(zhuǎn)換模塊圖36 D/A轉(zhuǎn)換電路D/A轉(zhuǎn)換電路用我們比較熟悉的DAC0832來(lái)作，DAC0832采用了二次緩沖輸入數(shù)據(jù)方式（輸入寄存器及DAC寄存器）。A/D轉(zhuǎn)換器正是基于這種要求應(yīng)運(yùn)而生的。圖34 按鍵接口電路 A/D轉(zhuǎn)換模塊計(jì)算機(jī)、數(shù)字通訊等數(shù)字系統(tǒng)是處理數(shù)字信號(hào)的電路系統(tǒng)。【增一鍵】鍵功能：+1，與【設(shè)置鍵】鍵配合對(duì)壓力進(jìn)行調(diào)整，【加一鍵】鍵每按下一次則進(jìn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行+1操作。如圖34所示，電路由4個(gè)按鍵和4個(gè)電阻組成，按鍵分別命名為【啟停鍵】、【設(shè)置鍵】、【增一鍵】和【減一鍵】，共四個(gè)鍵，電阻可以采用9腳排阻（810KΩ）。按下啟停鍵后，系統(tǒng)將壓力傳感器傳過(guò)來(lái)的信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換后進(jìn)入單片機(jī)，