【正文】 芯片為核心控制器，溫度采集和溫度設(shè)定部分、鍵盤顯示部分、A/D變換部分、報(bào)警部分、液位控制等部分組成。（2）當(dāng)液位高至給定上限的液位時(shí)，停止水泵對(duì)鍋爐進(jìn)行加水，水泵工作狀態(tài)指示燈全滅，表明水泵停止工作。（4）當(dāng)液位高于上上限水位時(shí)，停止水泵加水，并進(jìn)行報(bào)警。（6）有緊急停止按鈕，在遇到緊急情況時(shí)可以停止系統(tǒng)的運(yùn)行。（8）采用雙向可控硅來控制水泵的開與關(guān)，比電機(jī)控制簡單。）STC89C52單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代超強(qiáng)抗干擾/高速/低功耗的單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)的8051單片機(jī)，12時(shí)鐘/機(jī)器周期和6時(shí)鐘/機(jī)器周期可任意選擇，最新的D版本內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路。 圖21 STC89C52的管腳圖STC89C52單片機(jī)的40個(gè)管腳中有2個(gè)專用于電源的引腳。按引腳功能分為4個(gè)部分?jǐn)⑹鰝€(gè)引腳的功能。在片內(nèi)它是振蕩電路反相放大器的輸入端。XTAL2（18腳）: 接外部晶體的另一端。若需采用外部時(shí)鐘電路，對(duì)于HMOS單片機(jī)，該引腳輸入外部時(shí)鐘脈沖；對(duì)于CHMOS單片機(jī)，此引腳應(yīng)懸浮。CPU在向片外存儲(chǔ)器取指令期間，PSEN信號(hào)在12個(gè)時(shí)鐘周期中兩次生效。PSEN端同樣可驅(qū)動(dòng)8個(gè)LSTTL負(fù)載。ALE/PROG（30腳）:在訪問片外程序存儲(chǔ)器時(shí)，此端輸出負(fù)脈沖作為存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)。不過，在訪問片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效PSEN信號(hào)不出現(xiàn)。我們根據(jù)PSEN、ALE和XTAL2輸出端是否有信號(hào)輸出，可以判別80C51是否在工作。當(dāng)?shù)刂烦?KB時(shí)，將自動(dòng)執(zhí)行片外程序存儲(chǔ)器的程序。在對(duì)87C51EPROM編程時(shí)，此引腳用于施加編程電壓VPP。作為漏極開路的輸出端口，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)LS型TTL負(fù)載。③不擴(kuò)充時(shí)，可做一般I/O口使用，但內(nèi)部沒有上拉電阻，作為輸入或輸出時(shí)應(yīng)在外部接上拉電阻。P1的每一位能驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS型TTL負(fù)載。 (3) P2口（2128腳）：P2口是一個(gè)帶內(nèi)部上接電阻的8位準(zhǔn)雙向I／O口。P2口有兩個(gè)功能：①擴(kuò)充外部存儲(chǔ)器時(shí)，當(dāng)作地址總線（A8~A15）使用。(4) P3口：P3口是一個(gè)帶內(nèi)部上接電阻的8位準(zhǔn)雙向I／O口。P3口與其它I／O口有較大區(qū)別，每個(gè)引腳還具有專門功能,除了作為I/O口使用外（內(nèi)部有上拉電阻），還有一些特殊功能，由特殊寄存器來設(shè)置。端口3有內(nèi)部上拉電阻，當(dāng)作為輸入時(shí)，其電位被拉高，若輸入為低電平可提供電流源；其作為輸出時(shí)可驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS TTL。 引腳 第2功能 TXD（串行輸出口） INT1（外部中斷） T1（TIMER1的外部輸入腳） RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的讀取控制信號(hào)） 表 21 P3口的第2功能表 STC89C52RC單片機(jī)的中斷系統(tǒng)計(jì)算機(jī)暫時(shí)中止正在執(zhí)行的主程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務(wù)程序，并在中斷服務(wù)程序完了之后能自動(dòng)回到原主程序處繼續(xù)執(zhí)行，這個(gè)過程叫做“中斷”。（2） 可以及時(shí)處理控制系統(tǒng)中許多隨機(jī)產(chǎn)生的參數(shù)與信息，即計(jì)算機(jī)具有實(shí)時(shí)處理的能力，從而提高了控制系統(tǒng)的性能。由此可見，“中斷”已成為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的1種重要功能，而中斷系統(tǒng)功能的強(qiáng)弱已稱為衡量1臺(tái)計(jì)算機(jī)功能完善與否的重要標(biāo)志之一。STC89C52單片機(jī)提供了8個(gè)中斷源：4個(gè)外部中斷請(qǐng)求INT0、INTINT2和INT3,3個(gè)片內(nèi)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T0、T1和T2的溢出中斷請(qǐng)求TF0、TF1和TF2及串行口中斷請(qǐng)求TI或RI（合為一個(gè)中斷源）。其優(yōu)先級(jí)設(shè)置如表22。這樣，在每個(gè)機(jī)器周期內(nèi)，單片機(jī)對(duì)所有中斷源都進(jìn)行順序檢測，并可在任1個(gè)周期的S6期間，找到所有有效的中斷請(qǐng)求，還對(duì)其優(yōu)先級(jí)進(jìn)行排隊(duì)。單片機(jī)便在緊接著的下1個(gè)機(jī)器周期的S1期間響應(yīng)中斷。 中斷響應(yīng)的過程：單片機(jī)一旦響應(yīng)中斷，首先對(duì)相應(yīng)的優(yōu)先級(jí)有效觸發(fā)器置位。 選擇使用STC89C52RC的原因（1）超低功耗:①掉電模式： 典型功耗 μ A②正常工作模式： 典型功耗 4mA 7mA③掉電模式可由外部中斷喚醒，適用于電池供電系統(tǒng)，如水表、氣表、便攜設(shè)備等。（4）加密性強(qiáng)（5）在系統(tǒng)可編程, 無需編程器, 無需仿真器（6）可供應(yīng)內(nèi)部集成M A X 8 1 0 專用復(fù)位電路的單片機(jī)，只有D 版本才有內(nèi)部集成專用復(fù)位電路，原復(fù)位電路可以保留，也可以不用，不用時(shí)R E S E T 腳接1 K 電阻到地。其中，Q0—Q7為并行輸出端，常用于擴(kuò)展并行口，A、B為串行數(shù)據(jù)輸入端，CLOCK為時(shí)鐘端，CLEAR為清除端。串行數(shù)據(jù)輸入端（A，B）可控制數(shù)據(jù)。當(dāng)A、B 有一個(gè)為高電平，則另一個(gè)就允許輸入數(shù)據(jù)，并在CLOCK 上升沿作用下決定Q0 的狀態(tài)。 Clock(8腳):上升沿輸出移位，其余狀態(tài)保持。QA—QH輸出：并行輸出口。 74LS164的真值表 INPUTS OUTPUTSCLEARCLOCKA BQA QB……………QH L H H H H X L ↑ ↑ ↑X XX XH HL XX L L L LQA0 QB0 QH0H QAn QGnL QAn QGnL QAn QGn 表23 74LS164的真值表 H－高電平 L－低電平 X－任意電平 ↑－低到高電平跳變 。QAn、QGn －時(shí)鐘最近的↑前的電平 74LS164有如下特點(diǎn)：（1）串行輸入帶鎖存。 （3）異步清除。C to 70176。它由一個(gè)8路模擬開關(guān)、一個(gè)地址鎖存譯碼器、一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器和一個(gè)三態(tài)輸出鎖存器組成（見圖25）。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)。通道選擇如表24所示： C(ADDC) B(ADDB) A(ADDA)選擇的通道 0 0 0 IN0 0 0 1 IN1 0 1 0 IN2 1 1 1 IN3 1 0 0 IN4 1 0 1 IN5 1 1 0 IN6 1 1 1 IN7表24 ADC00809的通道選擇 ADC0809的引腳圖及各引腳作用ADC0809芯片為28引腳雙列直插式封裝，其引腳排列見圖26。ADC0809對(duì)輸入模擬量要求：信號(hào)單極性，電壓范圍是0－5V，若信號(hào)太小，必須進(jìn)行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過程中應(yīng)該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。這3根地址線用于對(duì)模擬通道進(jìn)行選擇，其譯碼關(guān)系如表所示，ADDA為低位地址，ADDC為高位地址。對(duì)應(yīng)于ALE上跳沿時(shí)，ADDA、ADDB、ADDC地址狀態(tài)送入地址鎖存器中。在START信號(hào)上跳沿時(shí)，所有內(nèi)部寄存器清0；在START下跳沿時(shí)，開始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。該信號(hào)可簡寫為ST。該數(shù)據(jù)輸出線為三態(tài)緩沖輸出形式，可以和單片機(jī)的數(shù)據(jù)總線直接相連。它用于控制三態(tài)輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)。（7）CLK:時(shí)鐘信號(hào)。（8）EOC:轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài)信號(hào)。實(shí)際使用中該狀態(tài)信號(hào)既可以作為查詢的狀態(tài)標(biāo)志，還可以作為中斷請(qǐng)求信號(hào)使用。參考電壓作為逐次逼近的基準(zhǔn)，并用來與輸入的模擬信號(hào)進(jìn)行比較。 溫度傳感器DS18B20DS18B20是DALLAS公司生產(chǎn)的一線式數(shù)字溫度傳感器，具有3引腳TO－92小體積封裝形式；溫度測量范圍為－55℃～＋125℃,可編程為9位～12位A/D轉(zhuǎn)換精度，℃，被測溫度用符號(hào)擴(kuò)展的16位數(shù)字量方式串行輸出；其工作電源既可在遠(yuǎn)端引入，也可采用寄生電源方式產(chǎn)生；多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)到3根或2根線上，CPU只需一根端口線就能與諸多DS18B20通信，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。 DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及管腳圖DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖27所示，主要由4部分組成：64位光刻ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。圖 27 DS18B20的內(nèi)部結(jié)構(gòu)DS18B20的管腳排列如圖28所示，DQ為數(shù)字信號(hào)輸入／輸出端；GND為電源地；VDD為外接供電電源輸入端。(2) 測溫范圍 －55℃～＋125℃，℃。(4) 工作電源: 3～5V/；在使用中不需要任何外圍元件。(6) 適用于DN15～25,DN40～DN250各種介質(zhì)工業(yè)管道和狹小空間設(shè)備測溫。 DS18B20的溫度處理過程 DS18B20的初始化（1） 先將數(shù)據(jù)線置高電平“1”。（3） 數(shù)據(jù)線拉到低電平“0”。（5） 數(shù)據(jù)線拉到高電平“1”。據(jù)該狀態(tài)可以來確定它的存在，但是應(yīng)注意不能無限的進(jìn)行等待，不然會(huì)使程序進(jìn)入死循環(huán)，所以要進(jìn)行超時(shí)控制）。（8） 將數(shù)據(jù)線再次拉高到高電平“1”后結(jié)束。（2） 延時(shí)確定的時(shí)間為15微秒。（4） 延時(shí)時(shí)間為45微秒。（6） 重復(fù)上（1）到（6）的操作直到所有的字節(jié)全部發(fā)送完為止。DS18B20的寫操作時(shí)序圖如圖210所示。（2）將數(shù)據(jù)線拉低“0”， 延時(shí)15微秒。（4）讀數(shù)據(jù)線的狀態(tài)得到1個(gè)狀態(tài)位，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。DS18B20的讀操作時(shí)序圖如圖211所示。單片機(jī)系統(tǒng)中通常使用8段LED數(shù)碼顯示器，其外形及引腳如圖212（a）所示，由圖可見8段LED顯示器由8個(gè)發(fā)光二極管組成。 圖 212 LED數(shù)碼管顯示的結(jié)構(gòu)LED顯示器有兩種不同的形式：一種是8個(gè)發(fā)光二極管的陽極都連在一起構(gòu)成公共陽極，使用時(shí)公共陽極接+5V,每個(gè)發(fā)光二極管的陽極通過電阻與輸入端相連。稱為共陽極LED顯示器；另一種是8個(gè)發(fā)光二極管的陰極都連在一起構(gòu)成公共陰極，使用時(shí)公共陰極接地，每個(gè)發(fā)光二極管的陰極通過電阻與輸入端相連。稱為共陰極LED顯示器。 LED數(shù)碼管顯示器的顯示段碼為了顯示字符，要為LED顯示器提供顯示段碼（或稱字形代碼），組成一個(gè)“8”字形字符的7段，再加上1個(gè)小數(shù)點(diǎn)位，共計(jì)8段，因此提供給LED顯示器的顯示段碼為1個(gè)字節(jié)。字型共陽極段碼共陰極段碼 字型共陽極段碼共陰極段碼 0 C0H 3FH 9 90H 6FH 1 F9H 06H A 88H 77H 2 A4H 5BH B 83H 7CH 3 B0H 4FH C C6H 39H 4 99H 66H D A1H 5EH 5 92H 6DH E 86H 79H 6 82H 7DH F 84H 71H 7 F8H 07H 空白 FFH 00H 8 80H 7FH P 8CH 73H 表26 十六進(jìn)制數(shù)和空白字符與P的顯示段碼共陰和共陽結(jié)構(gòu)的LED顯示器各筆劃段名和安排位置是相同的，當(dāng)二極管導(dǎo)通時(shí)，相應(yīng)的筆劃段發(fā)亮，由發(fā)亮的筆劃段組合從而顯示各種字符。例如，對(duì)于共陰極LED顯示器，當(dāng)公共陰極接地（為零電平），而陽極dpgfedcba各段為01110011時(shí)，顯示器顯示“P”字符，即對(duì)于共陰極LED顯示器，“P”字符的字形碼是073。這里必須注意的是：很多產(chǎn)品為方便接線，常不按規(guī)則的方法去對(duì)應(yīng)字段與位的關(guān)系，這時(shí)字形碼就必須根據(jù)接線自行設(shè)計(jì)了。但由于LED顯示器內(nèi)含多個(gè)發(fā)光二極管，所以需有如下特殊參數(shù)：　　(1) 發(fā)光強(qiáng)度比 由于數(shù)碼管各段在同樣的驅(qū)動(dòng)電壓時(shí)，各段正向電流不相同，所以各段發(fā)光強(qiáng)度不同?！?。脈沖占空比越小，脈沖正向電流可以越大。此外，還有鍵盤／顯示電路、報(bào)警輸出電路等。）它的工作流程如下：開始，由電位器每隔5s對(duì)水位進(jìn)行采樣，并輸出05V模擬信號(hào)，再經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換變成相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，送入STC89C52單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。壓力傳感器把采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)A/D0809轉(zhuǎn)換之后送到單片機(jī)經(jīng)過處理后，也通過數(shù)碼管顯示其壓力值。如果報(bào)警器啟動(dòng)后，設(shè)有報(bào)警消除按鈕，消除報(bào)警；有溫度和壓力轉(zhuǎn)換按鈕，可以輪流顯示溫度和壓力值。4個(gè)液位傳感器用一個(gè)電位器來模擬，通過調(diào)節(jié)電位器的電壓值大小，來模擬液位的幾種狀態(tài)。 鍵盤控制電路設(shè)計(jì)為了便于實(shí)現(xiàn)各種的控制要求，智能調(diào)節(jié)器必須具備快速設(shè)置被控參數(shù)且操作方便，還必須增加鍵盤裝置。 矩陣式鍵盤又有編碼式和非編碼式。（2） 如何消除鍵的抖動(dòng)。在以上幾個(gè)問題中，最主要的是鍵的識(shí)