【正文】 　　引腳號(hào)功能特性T2，時(shí)鐘輸出T2EX（定時(shí)/計(jì)數(shù)器2）P2 口： P2是一個(gè)有在拉扯抵抗8雙向輸入/輸出口的內(nèi)部， P2輸出緩沖區(qū)也許開動(dòng)(吸收或輸出電流) 4 TTL邏輯門。, AT89C51單片機(jī)定時(shí)/計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)輸入( / T2)以及輸入( / T2EX)看表。寫信給港口“1”,通過(guò)內(nèi)部和耐高水平、港口,這次可使輸入口。Flash編程,并在收到的指示,口字節(jié)在程序中,輸出字節(jié)校準(zhǔn)指示,檢查外部和抵抗。作為輸出,每一個(gè)都有能吸收現(xiàn)行辦法開車八TTL邏輯門電路港口,并寫著“1”,可作為高阻輸入使用。并對(duì)可編程~ P3通用I / O的腳,其功能使用軟件的定義。RST / Vpd重置,外部的輸入端口電阻電容復(fù)位電路。C內(nèi)部寄存器、數(shù)據(jù)主內(nèi)存和外部接口功能,例如初始化的組件,調(diào)節(jié)控制,收集測(cè)試的匯聚,紅外線遙控信號(hào)接收解碼紅外光譜圖和主板CPU通信等。 AT89C52引腳功能及管腳電壓 AT89C52的引腳圖如下圖31：復(fù)織組織組織組織組織組 圖31 AT89C52的引腳圖AT89C52微處理器,一般行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)核在內(nèi)部功能、C51單片機(jī)與管腳在總體布置和8,其主要用于相同的他媽的功能xc52會(huì)聚調(diào)整控制。是一個(gè)低電壓,AT89C52單片機(jī)、高性能CMOS八設(shè)備使用高密度ATMEL公司的、非易失的存儲(chǔ)技術(shù)的生產(chǎn)、emc標(biāo)準(zhǔn)一般通過(guò)mcs—51匯編語(yǔ)言指令系統(tǒng),內(nèi)置8位CPU和Flash存儲(chǔ)單元AT89C52單片機(jī),在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。在硬件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)工作有：利用C語(yǔ)言編寫數(shù)據(jù)采集與控制、顯示程序軟件。應(yīng)明確規(guī)定各模塊的功能，盡量使每個(gè)模塊功能單一，各模塊間的接口信息簡(jiǎn)單、完備，接口關(guān)系統(tǒng)一，盡可能使各模塊間的聯(lián)系減少至最低限度。 軟件設(shè)計(jì)概要單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟件主要包括兩大部份：用于液位自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)主程序和各模塊子程序。而且價(jià)格便宜,所以有理由把它當(dāng)成一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。ADC0809 CMOS數(shù)據(jù)采集設(shè)備,因?yàn)樗坏?逐次逼近式A / D轉(zhuǎn)換器部分包括8頻道轉(zhuǎn)換開關(guān)和控制邏輯與微處理器兼容。A / D轉(zhuǎn)換器性能的不同,各種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,第一次見(jiàn)面是如何選擇合適的A / D轉(zhuǎn)換器來(lái)滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。轉(zhuǎn)變,等等。顯示字符閃爍。提供了豐富的指令集:清晰顯示,光標(biāo)的由來(lái)。提供57點(diǎn)陣+光標(biāo)和5 X10點(diǎn)陣+光標(biāo)顯示模式。1602字符型液晶顯示模塊是專門用來(lái)顯示字母、數(shù)字和符號(hào)的形成與液晶顯示模塊,點(diǎn)可以顯示二本線,每一行的十六個(gè)人物。 （2）液晶顯示器的選擇液晶顯示的原理(LCD)是用液晶物理特性,通過(guò)電壓的顯示區(qū)域控制,有電的人說(shuō)這即能夠顯示圖形。 液位檢測(cè)系統(tǒng)硬件的選擇（1）主控元器件單片機(jī)的選擇AT89C52是一個(gè)低電壓、高性能CMOS八塊包含8 k字節(jié)的只讀,可反復(fù)CaXie閃光程序內(nèi)存和256字節(jié)的數(shù)據(jù)隨機(jī)存取記憶體(RAM),這種裝置使用的高密度ATMEL公司生產(chǎn)的、非易失的存儲(chǔ)技術(shù),通過(guò)mcs—51匯編語(yǔ)言指令系統(tǒng)emc標(biāo)準(zhǔn)一般的8位,內(nèi)置的CPU和Flash存儲(chǔ)單元AT89C52單片機(jī),在電子行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。（5）優(yōu)先選擇經(jīng)實(shí)踐證明質(zhì)量穩(wěn)定、可靠性高、有發(fā)展前途的標(biāo)準(zhǔn)元器件。（3）研制周期短，在研制任務(wù)重、時(shí)間緊的情況下，應(yīng)考慮采用自己比較熟悉的系列、型號(hào)。 選擇芯片及器件類型原則（1）貨源充足，所選單片機(jī)芯片在國(guó)內(nèi)元器件市場(chǎng)上貨源要穩(wěn)定充足、具有成熟的開發(fā)設(shè)備。在實(shí)時(shí)性要求比較高的場(chǎng)合應(yīng)采用硬件完成。軟件能實(shí)現(xiàn)的功能盡可能由軟件完成，以簡(jiǎn)化硬件結(jié)構(gòu)?？煽啃浴⒖垢蓴_能力與硬件系統(tǒng)自身素質(zhì)有關(guān)，必須認(rèn)真對(duì)待。 （2）系統(tǒng)中相關(guān)的器件要盡可能做到性能匹配。為減少執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)單片機(jī)的影響，提高穩(wěn)定性，在執(zhí)行機(jī)構(gòu)前加有光電隔離器，并由電磁繼電器控制電動(dòng)機(jī)的開關(guān)。報(bào)警部分：當(dāng)液位高于由鍵盤輸入的液位上限或低于由鍵盤輸入的液位下限時(shí)，蜂鳴器發(fā)聲報(bào)警。一個(gè)接中斷口1，另一個(gè)接至定時(shí)計(jì)數(shù)器0，把定時(shí)計(jì)數(shù)器0擴(kuò)展為外部中斷口。ADC0809和并行口擴(kuò)展芯片8155直接相連，ADC0809的A、B、C均接地來(lái)選擇第一路模擬通道。所以此設(shè)計(jì)選擇本方案，LM1042液位檢測(cè)器的具體原理圖見(jiàn)第三章。此外該芯片可采用線性輸入或其它傳感器信號(hào)作為輸入信號(hào)。方案五：LM1042液位檢測(cè)器集成芯片LM1042是用于檢測(cè)液位的專用的集成電路，內(nèi)部集成了所有控制熱阻探針、檢測(cè)熱阻探針的短路和開路所需的監(jiān)控電路，具有很強(qiáng)的功能。它體積小，具有其它大型傳感器所具有的功能，安裝使用方便且不受被測(cè)物體的顏色影響，有許多的特設(shè)功能，其供電電壓為10～30V，測(cè)量范圍為30mm～300mm，輸出電壓0V～10V，輸出電流為4mA～20mA， 歐，外形分為直線型和直角型。以此也不適合在本次設(shè)計(jì)中使用。電容式液位傳感器具有小，容易實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳和調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)，適用于具有腐蝕性和高壓介質(zhì)。此傳感器 容易受環(huán)境的影響而造成測(cè)量不準(zhǔn)確，且安裝不方便。投入式靜壓咯力和液位傳感器準(zhǔn)確看來(lái)測(cè)量,只有借鑒大氣壓力,然而連接電纜通氣會(huì)受到環(huán)境的影響,引起氣管墻縮合、冷凝。 方案二：投入式液位傳感器　 投入式液位傳感器是一種用于測(cè)量液位的壓力傳感器。且對(duì)裝環(huán)境也有很高要求，須垂直緊靠容器壁安裝,以避免相對(duì)運(yùn)動(dòng)，且安裝在長(zhǎng)期連續(xù)震動(dòng)的場(chǎng)所。方案一：非接觸式液位傳感器非接觸式液位傳感器只能穿透非導(dǎo)體的容器壁,金屬容器或鍍金屬膜容器壁均無(wú)法使用。傳感器的選擇考慮到實(shí)際應(yīng)用中的諸多問(wèn)題，如可靠性、穩(wěn)定性等。液位信息經(jīng)傳感器采集后送入單片機(jī)，單片機(jī)進(jìn)行控制并送液晶顯示，可用鍵盤進(jìn)行控制液位上、下限。 第二章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 基于單片機(jī)的液位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求本系統(tǒng)由單片機(jī)AT89C5液晶顯示器、報(bào)警器、鍵盤、傳感器和其它基本外圍電路組成 。 本課題研究?jī)?nèi)容及意義本課題采用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)液位的自動(dòng)監(jiān)測(cè)，自動(dòng)控制，經(jīng)傳感器測(cè)得液位，經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后再送單片機(jī)處理，單片機(jī)將數(shù)據(jù)交由液晶顯示器顯示，并將所得數(shù)據(jù)與鍵盤輸入液位上下限進(jìn)行比較，以決定是否進(jìn)行報(bào)警，自動(dòng)上水放水等。由于MCS51系列單片機(jī)體積小，功能全，價(jià)廉，面向控制，開發(fā)應(yīng)用方便，因而具有極強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，今后它仍然是工業(yè)界、科技界廣泛應(yīng)用的8位微控制器?；谠撓到y(tǒng)的單片機(jī)系統(tǒng),直到現(xiàn)在還被廣泛應(yīng)用 。最成功的一次是8031年,因?yàn)橐杂⒋鸂枮橹鞯暮?jiǎn)單、可靠和良好的性能得到了許多贊揚(yáng)。程序計(jì)數(shù)器部分是一個(gè)PC(包括CPU),在開始執(zhí)行程序,PC連接到程序的第一條指令的地址,然后給每一個(gè)執(zhí)行命令,電腦上的內(nèi)容,會(huì)自動(dòng)增加在指令長(zhǎng)度決定增加,可能是2或3指下一條指令,確保的起始地址指令順序執(zhí)行。單片機(jī)自動(dòng)完成任務(wù)賦予它的過(guò)程,也就是單片機(jī)程序執(zhí)行過(guò)程,即執(zhí)行的指令的過(guò)程,就是所謂的指示需要各種各樣的操作與單片機(jī)執(zhí)行命令的形式寫下來(lái),這是在設(shè)計(jì)人員賦予它的指令系統(tǒng)的決定,一條指令對(duì)應(yīng)一個(gè)基本操作,單芯片能執(zhí)行所有的指示,是單片機(jī)教學(xué)系統(tǒng),不同種類的單片機(jī)、指導(dǎo)體系也有所不同。單片機(jī)由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入輸出設(shè)備構(gòu)成。 單片機(jī)簡(jiǎn)介單片微型機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，是一種集成的電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路的技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU（Central Processing Unit）、只讀存儲(chǔ)器ROM（Read Only Memory）、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM（Random Access Memory）、中斷系統(tǒng)和多種I/O口、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能（可能還包括顯示驅(qū)動(dòng)電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。（3）在運(yùn)行中可以隨時(shí)方便的修改各種各樣的運(yùn)行參數(shù)的控制值，并可以修改系統(tǒng)控制參數(shù)，方便的改變液位上、下限。液體的液位控制是近年來(lái)新開發(fā)的一項(xiàng)新的技術(shù)，它是自動(dòng)控制、微型計(jì)算機(jī)軟件、硬件等幾項(xiàng)技術(shù)緊密結(jié)合的產(chǎn)物，工業(yè)作業(yè)采用的是微機(jī)控制和原有的儀表控制，微機(jī)控制的優(yōu)勢(shì)有很多，如：（1）集中而直接的顯示各運(yùn)行參數(shù)和液位狀態(tài)。在工業(yè)生產(chǎn)中，有許多需要對(duì)容器內(nèi)的介質(zhì)進(jìn)行液位控制的地方，使其高精度的保持在給定的數(shù)值。液位控制對(duì)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療監(jiān)護(hù)等都有著重要的意義。本課題適應(yīng)了這種發(fā)展趨勢(shì)，將單片機(jī)應(yīng)用于液位自動(dòng)控制系統(tǒng)中，并能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)控制。第一章 緒 論 課題背景隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、測(cè)量技術(shù)和控制技術(shù)的高速發(fā)展，越來(lái)越多的先進(jìn)測(cè)量控制設(shè)備、技術(shù)和方法在自動(dòng)測(cè)量控制領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。單片機(jī)以其自身的特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于智能儀表、工業(yè)控制、家用電器、電子玩具等各個(gè)領(lǐng)域。液位的測(cè)量廣泛應(yīng)用于太陽(yáng)能熱水器，工業(yè)鍋爐控制，農(nóng)用機(jī)水箱等。液位控制系統(tǒng)是以液位為被控參數(shù)的控制系統(tǒng)，在工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。液位控制一般指對(duì)某一液位進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，使其達(dá)到所要要求的精度。（2）具有水體控制過(guò)程的自動(dòng)化處理以及監(jiān)控軟件良好的人機(jī)界面，操作人員在監(jiān)控計(jì)算機(jī)上能夠依據(jù)控制效果及時(shí)修正運(yùn)行參數(shù)，能夠有效減少人的疲勞與失誤，從而提高生產(chǎn)過(guò)程的安全性與實(shí)時(shí)性。本設(shè)計(jì)以水塔供水為模型，鑒于單片機(jī)液位控制裝置的重復(fù)性好、功耗低、測(cè)量準(zhǔn)確、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，設(shè)計(jì)以單片機(jī)為基礎(chǔ)的液位控制系統(tǒng)，具有實(shí)時(shí)液位測(cè)量監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)處理等功能。單片機(jī)是嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的縮寫MCU表示單片機(jī)，最早是被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。單片機(jī)是程序運(yùn)行中,可能需要修改,通過(guò)不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能。一系列的指令集,將成為程序,程序通常是順序執(zhí)行的,所以程序中的指令也是一個(gè)序列的存儲(chǔ)、單片機(jī)在執(zhí)行程序可以把這些指令去執(zhí)行,一個(gè)人必須有一個(gè)組件可以追蹤在指令的地址。 早期的單片機(jī)都是8位或4位的。接著在8031年開發(fā)了系列MCS51單片機(jī)系統(tǒng)。MCS51系列單片機(jī)適合于實(shí)時(shí)控制，可構(gòu)成工業(yè)控制器、智能儀表、智能接口、智能武器裝置以及通用測(cè)控單元等等，目前世界上一些大半導(dǎo)體公司推出的具有51內(nèi)核的系列化單片機(jī)產(chǎn)品，其指令系統(tǒng)、地址空間和尋址方式、甚至連引腳功能也完全兼容。以單片機(jī)為基礎(chǔ)的控制電路，有著價(jià)格低，體積小，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于控制，處理能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，使得其應(yīng)用領(lǐng)域相當(dāng)廣泛，對(duì)各行各業(yè)的技術(shù)改造和產(chǎn)品更新?lián)Q代起到了重要的推動(dòng)作用。本課題完全可應(yīng)用于實(shí)際當(dāng)中，由于其顯示精確，可實(shí)現(xiàn)報(bào)警，自動(dòng)控制，可以省去不少人力，物力。要求：對(duì)液位傳感器采集的液位信息進(jìn)行放大、A/D轉(zhuǎn)換等處理，并設(shè)計(jì)其前端數(shù)據(jù)采集與相應(yīng)的輸出控制硬件電路，完成相應(yīng)的單片機(jī)軟件控制設(shè)計(jì)。 總體設(shè)計(jì)方案 總體設(shè)計(jì)方案的選擇考慮系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，在對(duì)器件選擇的過(guò)程，主要側(cè)重于對(duì)傳感器的選擇。以下方案是對(duì)其進(jìn)行的比較。且粘稠度高不易流動(dòng)的液體,如果沾粘容器壁過(guò)多,可能造成非接觸式液位傳感器無(wú)法使用。因此，盡管其高靈敏度、高穩(wěn)定性，也不滿足設(shè)計(jì)的需求。投入式壓力傳感器的基于液位傳感器測(cè)液體靜壓和高度比例的那么液體的基本原理,介紹了國(guó)外先進(jìn)的隔離型擴(kuò)散硅壓力敏感元件或陶瓷電容敏感傳感器,會(huì)被轉(zhuǎn)換成電子信號(hào),靜壓力和溫度補(bǔ)償后,進(jìn)入一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)線性校正電信號(hào)。露水滴到電子器件和傳感器上，會(huì)影響精度者輸出漂移。方案三： 電容式液位傳感器電容式液位傳感器利用電容兩極板間的電容值的變化來(lái)測(cè)量液面高低。但也有許多缺點(diǎn)，如：介質(zhì)和液面上部的介電常數(shù)必須保持恒嘛呢定才能準(zhǔn)確測(cè)量；測(cè)量范圍受金屬棒長(zhǎng)度限制；對(duì)容器材質(zhì)有較高的要求；被測(cè)介質(zhì)具有導(dǎo)電性。方案四：超聲波傳感器超聲波傳感器他是工業(yè)領(lǐng)域嗎的第一款在產(chǎn)品上有的按鍵設(shè)定的功能和自診斷功能的小型傳感器。此傳感器測(cè)量范圍太小，不能符合此設(shè)計(jì)要求，所以不選擇。 LM1042使用熱阻探針技術(shù)來(lái)測(cè)量非可燃性液體液面高度，能提供一正比于液位高度的輸出，可進(jìn)行單次或重復(fù)測(cè)量，所有控制熱阻探針、檢測(cè)熱阻探針的短路和開路所需的監(jiān)控電路都集成在LM1042芯片內(nèi)部。LM1042液位檢測(cè)器可以選擇熱阻或線性信號(hào)作為輸入,具有集成有熱阻探針的控制電路，LM1042液位檢測(cè)器在復(fù)位時(shí)切換，延時(shí)功能可避免瞬態(tài)信號(hào)的影響，另外LM1042液位檢測(cè)器具有探針短路、開路檢測(cè)功能。 總體方案簡(jiǎn)介測(cè)量部分：液位傳感器采用LM1042液位檢測(cè)器，并在端口接ADC0809的一個(gè)模擬量通道。鍵盤部分：鑒于鍵盤并不常用，所以上下限的輸入采用中斷方式。顯示部分：該部分由液晶顯示器1602實(shí)現(xiàn)液位的顯示，液晶顯示器上顯示液位的值?？刂撇糠郑寒?dāng)液位高于由鍵盤輸入的液位上限時(shí)，單片機(jī)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)開閘放液體；當(dāng)液位低于液位下限時(shí)，單片機(jī)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)自動(dòng)上液體。單片機(jī)AT89C52報(bào)警電路電機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)鍵盤輸入擴(kuò)展電路8155液晶顯示1602A/D轉(zhuǎn)換ADC0809液 位 檢測(cè) 圖21 系統(tǒng)總體框圖 硬件設(shè)計(jì)概要 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)原則一般在系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)應(yīng)遵循以下原則： （1）盡可能選擇標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的典型電路，且符合單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的常規(guī)用法。 （3）可靠性及抗干擾設(shè)計(jì)是硬件設(shè)計(jì)不可缺少的一部分。（4）硬件結(jié)構(gòu)應(yīng)結(jié)合應(yīng)用程序設(shè)計(jì)一起考慮。但“軟化”的結(jié)果也許會(huì)使響應(yīng)時(shí)間比硬件的響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)。（5）單片機(jī)外接電路較多時(shí)，必須考慮其驅(qū)動(dòng)能力。（2）標(biāo)準(zhǔn)化，盡量符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或部標(biāo)準(zhǔn)（GJB、GB、SJ）的通用、技術(shù)成熟元器件。（4）性價(jià)比要高，在保證性能指標(biāo)情況下，所用芯片價(jià)格要盡可能低，使系統(tǒng)有較高的性價(jià)比。不允許選購(gòu)被市場(chǎng)淘汰的產(chǎn)品。AT89C52是一種高效微控制器,因?yàn)榇罅康那度胧娇刂葡到y(tǒng)提供了一種靈活性高和低價(jià)格的計(jì)劃。液晶顯示器與厚度薄,適于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)、易于實(shí)現(xiàn)全彩色顯示的特點(diǎn),已被廣泛應(yīng)用于便攜式電腦、