【正文】 多的水箱生產(chǎn)廠商開始聘用單片機(jī)開發(fā)人員和電路設(shè)計(jì)人員，將控制系統(tǒng)成為水箱設(shè)計(jì)的一部分，以提高自身產(chǎn)品的安全性能和科技含量來提高產(chǎn)品在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。 80C51 單片機(jī)控制系統(tǒng)原理 80C51單片機(jī)控制部分結(jié)構(gòu)說明4本系統(tǒng)采用 8051單片機(jī)，引腳具體控制[1]如下：P1口和 P3口為輸入輸出檢則信號(hào)和控制信號(hào)。（低 0，高 1）：水位低輸入信號(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）：M2 起動(dòng) KM1控制輸出信號(hào)。（開 0，關(guān) 1）：M2 開關(guān)狀態(tài)輸入信號(hào)。：水位低報(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)停 M1輸入信號(hào)，低電頻有效動(dòng)作。 80C51單片機(jī)水箱控制系統(tǒng)工作原理當(dāng)水箱水位低時(shí)，起動(dòng) MM2 給水，水位上升到 90%，停M1；當(dāng)水箱水位低低（小于 50%）時(shí)，同時(shí)起動(dòng) MM2；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。水箱的水位一般保持在 70%90%。 當(dāng)水位低于 75開度的時(shí)候，由傳感器經(jīng)變送器發(fā)送信號(hào)，LD閉合，系統(tǒng)水位低報(bào)警。 手動(dòng)/自動(dòng)模式轉(zhuǎn)換控制如下： 全自動(dòng)模式下，系統(tǒng)自動(dòng)判斷水位的狀況，選擇不同的工作狀態(tài)。6第三章 80C51 單片機(jī)水箱控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 80C51 單片機(jī)水箱控制系統(tǒng)硬件簡(jiǎn)介 數(shù)據(jù)采集及處理模塊單片機(jī)是則量系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換的中心，該系統(tǒng)采用的是 80C51單片機(jī)[7]，全靜態(tài)工作時(shí)振蕩器頻率為 0～12MHz。89C51 是 Intel公司生產(chǎn)的一種單片機(jī)，在一小塊芯片上集成了一個(gè)微型計(jì)算機(jī)的各個(gè)組成部分。最高允許振蕩頻率是 12MHZ。下面簡(jiǎn)單介紹下其各個(gè)部分的功能。算術(shù)邏輯單元的硬件結(jié)構(gòu)與典型微型機(jī)相似?？刂破鞑考怯芍噶罴拇嫫?、程序計(jì)數(shù)器 Pc、定時(shí)與控制電路等組成的。枷執(zhí)行指令時(shí)，從程序存儲(chǔ)器中取來經(jīng)譯碼器譯碼后，根據(jù)不同指令由定時(shí)與控制電路發(fā)出相7應(yīng)的控制信號(hào)，送到存儲(chǔ)器、運(yùn)算器或 I／o 接口電路，完成指令功能。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，RAM，片內(nèi)為 128B,片外最多可外擴(kuò) 64KB。片內(nèi)的 128B的 RAM，以高速 RAM的形式集成在單片機(jī)內(nèi)，可以加快單片機(jī)運(yùn)行的速度，而且這種結(jié)構(gòu)的 RAM還可以降低功耗。如果片內(nèi)只讀存儲(chǔ)器的容量不夠，則需要用擴(kuò)展片只讀存儲(chǔ)器，片外最多可以擴(kuò)展到 64KB。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，片內(nèi)有 2個(gè) 16位的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，具有4種工作方式。串行口，1 個(gè)全雙工的串行口，具有 4中工作方式。特殊功能寄存器，SFR，共有 21個(gè)，用于 CPU對(duì)片內(nèi)各功能部件進(jìn)行管理、控制、監(jiān)視。時(shí)鐘可以由內(nèi)部方式產(chǎn)生或外部方式產(chǎn)生。8時(shí)序 80C51 單片機(jī)的一個(gè)執(zhí)器周期由 6個(gè)狀態(tài)(s1—s6)組成，每個(gè)狀態(tài)又持續(xù) 2個(gè)接蕩周期，分為 P1和 P2兩個(gè)節(jié)拍。若采用 12MHz的晶體振蕩器，則每個(gè)機(jī)器周期為 1us，每個(gè)狀態(tài)周期為 1／6us；在一數(shù)情況下，算術(shù)和邏輯操作發(fā)生在 N期間，而內(nèi)部寄存器到寄存器的傳輸發(fā)生在 P2期間。如果是雙字節(jié)指令，則在同一機(jī)器周期的 s4讀人第二字節(jié)。在加結(jié)束時(shí)完成指令操作。 對(duì)于雙字節(jié)單機(jī)器指令，通常是在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)從程序存儲(chǔ)器中讀人兩個(gè)字節(jié)，但 Movx指令例外，Movx 指令是訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的單字節(jié)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)器被訪問且被選通時(shí)跳過兩次取指操作。下面按引腳功能分為 4個(gè)部分?jǐn)⑹鰝€(gè)引腳的功能：電源引腳 Vcc和 VssVcc（40 腳）：接+5V 電源正端；Vss（20 腳）：接+5V 電源正端；外接晶振引腳 XTAL1和 XTAL2XTAL1（19 腳）：接外部石英晶體的一端。XTAL2（18 腳）：接外部晶體的另一端。當(dāng)采用外部時(shí)鐘時(shí)，對(duì)于 HMOS單片機(jī)，該引腳作為外部振蕩信號(hào)的輸入端?？刂菩盘?hào)或與其它電源復(fù)用引腳有：RST/VPD、ALE/P、PSEN 和 EA/VPP等 4種形式（1）．RST/VPD（9 腳）：RST 即為 RESET，VPD 為備用電源，所以該引腳為單片機(jī)的上電復(fù)位或掉電保護(hù)端。當(dāng) VCC發(fā)生故障，降低到低電平規(guī)定值或掉電時(shí)，該引腳可接上備用電源 VPD（+5V）為內(nèi)部 RAM供電，以保證 RAM中的數(shù)據(jù)不丟失。當(dāng)從外部程序存儲(chǔ)器讀取指令或常數(shù)期間，每個(gè)機(jī)器周期 PESN兩次有效，以通過數(shù)據(jù)總線口讀回指令或常數(shù)。（4）．EA/Vpp（31 腳）：EA為訪問外部程序儲(chǔ)器控制信號(hào)，低電平有效。若超出該范圍時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)去執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器的程序。對(duì)于片內(nèi)含有 EPROM的單片機(jī)，在 EPROM編程期間，該引腳用于接 21V的編程電源 Vpp。當(dāng)不接外部存儲(chǔ)器與不擴(kuò)展 I/O接口時(shí)，它可作為準(zhǔn)雙向 8位輸入/輸出接口。它分時(shí)提供 8位雙向數(shù)據(jù)總線。(2).P1口（1 腳～8 腳）：～ 統(tǒng)稱為 P1口，可作為準(zhǔn)雙向 I/O接口使用。對(duì)于 EPROM編程和進(jìn)行程序校驗(yàn)時(shí)，P0 口接收輸入的低 8位地址。當(dāng)接有外部程序存儲(chǔ)器或擴(kuò)展 I/O11接口且尋址范圍超過 256個(gè)字節(jié)時(shí)，P2 口用于高 8位地址總線送出高 8位地址。(4).P3口（10 腳～17 腳）：～ 統(tǒng)稱為 P3口。P3口的第 2功能見下表 31單片機(jī) 表 11單片機(jī) 綜上所述，MCS—51 系列單片機(jī)的引腳作用可歸納為以下兩點(diǎn)：(1).單片機(jī)功能多，引腳數(shù)少，因而許多引腳具有第 2功能；(2).單片機(jī)對(duì)外呈 3總線形式，由 PP0 口組成 16位地址總線；由 P0口分時(shí)復(fù)用作為數(shù)據(jù)總線。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[8]。輸入與輸出絕緣隔離，信號(hào)單向傳輸，無反饋影響。 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)電光點(diǎn)的兩次轉(zhuǎn)換。 13 輸出通過繼電器，控制水泵機(jī)組的起停和報(bào)警，其電路圖如圖 33：圖 33 系統(tǒng)控制電路原理圖給水泵電機(jī)主控回路[9]圖 34如下：圖 34 水泵電機(jī)控制電路原理圖 80C51 水箱控制系統(tǒng)主控硬件部署方案該系統(tǒng)硬件主要由一個(gè) 80C51單片機(jī)，一個(gè) 7