【正文】 的質(zhì)量，即通常的質(zhì)量密度，如果乘以重力加速度g，就成為重力密度r，簡(jiǎn)稱為重度。而空隙率又取決與許多因素。 電容式物位傳感器 利用物料介電常數(shù)恒定時(shí)極間電容正比與物位的原理，可構(gòu)成電容式物位傳感器。也可懸掛帶重錘的軟導(dǎo)線作為電機(jī)。這時(shí)在棒壯電極周圍用絕緣支架套裝金屬筒，筒上下開口，或整體上均勻分布多個(gè)孔，使內(nèi)外物位相同。所以這種電極只用于液位，粉粒體容易滯留在極間。電容式物位傳感器無可動(dòng)部件，與物料密度無關(guān)，但應(yīng)注意物料中含水分時(shí)將對(duì)測(cè)量結(jié)果影響很大，并且要求物料的介電常數(shù)與空氣介電常數(shù)差別大，需用高頻電路。 阻力式料位傳感器阻力式料位傳感器是指物料對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)所呈現(xiàn)的阻擋力。（1）重錘探索法：在容器頂部安裝由脈沖分配器控制的步進(jìn)電機(jī)，此電機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)緩緩釋放懸有重錘的鋼索。此脈沖改變門電路的狀態(tài)，使步進(jìn)電機(jī)改變轉(zhuǎn)向重錘提升，同時(shí)開始脈沖計(jì)數(shù)。顯示值一直保持到下次探索后刷新為另一值。不進(jìn)行探索時(shí)，重錘保持在容器頂部，以免物料將重錘淹埋。但這種方法運(yùn)用了邏輯電路和數(shù)字技術(shù)，可連續(xù)測(cè)量料位值并輸出數(shù)字量，是數(shù)字傳感器，但其采樣是周期性的，對(duì)時(shí)間而言不連續(xù)，此設(shè)計(jì)不予采用。在容器壁的某一高度處裝小功率電動(dòng)機(jī)，其軸伸入容器內(nèi)，末端帶有槳狀葉片。根據(jù)電流的大小使繼電器的接點(diǎn)動(dòng)作，發(fā)出料位報(bào)警或位式控制信號(hào)。旋槳法或推板法不一定都是靠電機(jī)電流的大小時(shí)繼電器接點(diǎn)動(dòng)作，也可以利用離合器或連桿上的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在葉片或推板負(fù)載增大時(shí)改變電接點(diǎn)的通斷狀態(tài)。這類原理構(gòu)成的料位開關(guān)，只能安裝在容器壁上，安裝高度取決于動(dòng)作所對(duì)應(yīng)的料位值。（3）音叉法：根據(jù)物料對(duì)振動(dòng)中的音叉有無阻力探知料位是否到達(dá)或超過某高度，并發(fā)出通斷信號(hào)，這種原理不需要大幅度的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)功率小，機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈敏而可靠。由于周圍空氣對(duì)振動(dòng)的阻尼微弱，金屬內(nèi)部的能量損耗又很少，所以只需微小的驅(qū)動(dòng)功率就能維持較強(qiáng)的振動(dòng)。為了給音叉提供交變的驅(qū)動(dòng)力，利用放大電路對(duì)壓電元件施加交變電場(chǎng)，靠逆壓電效應(yīng)產(chǎn)生機(jī)械力作用在叉體上。再由電子放大器和移相電路，把檢振元件的信號(hào)放大。在這個(gè)閉環(huán)中，既有機(jī)械能也有電能，叉體是其中的一個(gè)環(huán)節(jié)，倘若受到物料阻尼難以振動(dòng)，正反饋的幅值和相位都將明顯的改變，破壞了振蕩條件，就會(huì)停振。為了保護(hù)壓電元件免受物料損壞和粉塵污染，將驅(qū)動(dòng)和檢振元件裝在叉體內(nèi)部，經(jīng)過金屬膜片傳遞振動(dòng)。在控制室里的控制電路判斷料位是否越限，并按要求使被控的進(jìn)出料設(shè)備啟停。在測(cè)量時(shí)不需要大幅度的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)功率小，機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈敏而可靠。 存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路的選擇 24C01擴(kuò)展：串行總線上的各單片機(jī)或集成電路模塊，通過一條數(shù)據(jù)線(SDA)和一條時(shí)鐘線(SCL)，按照通信規(guī)約進(jìn)行尋址和信息傳輸。C總線上的器件，根據(jù)它的不同工作狀態(tài)，可分為主控發(fā)送器、主控接收器、被控發(fā)送器、被控接收器。這時(shí)就要進(jìn)行仲裁，仲裁就是針對(duì)這種情況進(jìn)行裁決的過程。仲裁過程中還要保證總線的信息不丟失。信息傳輸時(shí)，SCL為高電平期間，SDA上的信息必須保持穩(wěn)定不變，只有SCL為低電平期間，SDA上的信息才允許變化。SCL沒有時(shí)鐘信號(hào)，SDA信息將停止傳輸處于等待狀態(tài)。實(shí)現(xiàn)線“與”邏輯功能各I178。SCL保持高電平期間，SDA由高電平向低電平變化這種狀態(tài)定義為起始信號(hào)。SDA傳輸?shù)拿總€(gè)字節(jié)必須8位(最高有效位首先傳送)，每個(gè)傳送字節(jié)必須跟隨一位應(yīng)答位。這時(shí)接收器還必須SCL在這位高電平期間，在SDA上輸出一個(gè)恒定低電平信氣以完成應(yīng)答信號(hào)的輸出。數(shù)據(jù)傳輸一段時(shí)間后，接收器無法繼續(xù)接收更多的數(shù)據(jù)，主控器同樣可以終止數(shù)據(jù)的傳送。2．串行接口可使用普通兩根I/O接口。4．同步周期小于10ms。 2864A芯片擴(kuò)展：2864A是一種并行EEPROM，它的特點(diǎn)同上，但每頁(yè)有16字節(jié)，2864A與8051單片機(jī)的接口電路如下圖所示,2864A的片選端與高地址線P2．7連接，P2．7=0才能選中2864A，這種線選法決定了2864A對(duì)應(yīng)多組地址空間，即0000H~1FFFH,2000H~3FFFH,4000H~5FFFH,6000H~7FFFH,這8K字節(jié)存儲(chǔ)器可作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器使用,但掉電后數(shù)據(jù)不丟失。此時(shí)，輸出線呈高阻狀態(tài)，芯片的電流從140mA下降至維持電流60mA。（3）寫方式：2864A提供了兩種數(shù)據(jù)寫入方式：頁(yè)寫入和字節(jié)寫入。頁(yè)的區(qū)分可由地址的高9位（A4~A12）來確定，地址線的低四位(A0~A3)用以選擇頁(yè)緩沖器中的16個(gè)地址單元之一。第二步，在最后一個(gè)字節(jié)（即第16個(gè)字節(jié)）寫入到頁(yè)緩沖器后20ns自動(dòng)開始，把頁(yè)緩沖器的內(nèi)容寫到EEPROM陣列中對(duì)應(yīng)的地址單元中，這一步成為頁(yè)存儲(chǔ)。在連續(xù)向頁(yè)緩沖器寫入數(shù)據(jù)的過程中，不用擔(dān)心限時(shí)定時(shí)器會(huì)溢出，因?yàn)槊慨?dāng)下降沿時(shí)，限時(shí)定時(shí)器自動(dòng)被復(fù)位并重新啟動(dòng)計(jì)時(shí)。當(dāng)一頁(yè)裝載完畢，不再有信號(hào)時(shí)，限時(shí)定時(shí)器將溢出，于是頁(yè)存儲(chǔ)操作隨即自動(dòng)開始。字節(jié)寫入：字節(jié)寫入的過程與頁(yè)寫入的過程類似，不同之處在于僅寫入一個(gè)字節(jié)，限時(shí)定時(shí)器就溢出。在頁(yè)存儲(chǔ)期間，如對(duì)2864A執(zhí)行讀操作，那么讀出的是最后寫入的字節(jié)，若芯片的轉(zhuǎn)儲(chǔ)工作未完成，則讀出數(shù)據(jù)的最高位是原來寫入字節(jié)最高位的反碼。如果讀出的數(shù)據(jù)與寫入的數(shù)據(jù)相同，表示芯片已完成編程，CPU可繼續(xù)向2864A裝載下一頁(yè)數(shù)據(jù)。 LED顯示電路選擇 LED顯示器是由N個(gè)LED顯示塊拼接成N位LED顯示器。LED顯示器有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩種顯示方式。所以稱為靜態(tài)顯示。也正因此如此，靜態(tài)顯示器的亮度都較高。付出的代價(jià)是占用口線較多，若用I/O接口，則要占用4個(gè)8位I/O口，若用鎖存器接口，則要用4片74LS373芯片。 LED動(dòng)態(tài)顯示方式 在多位LED顯示時(shí)，為了簡(jiǎn)化硬件電路，通常將所有位的段選線相應(yīng)的并聯(lián)在一起，有一個(gè)8位I/O口控制，形成段選線的多路復(fù)用。其中段選線占用一個(gè)8位I/O口，而位選線占用一個(gè)4位I/O口。若要各位LED能夠顯示出與本位相應(yīng)的顯示字符，就必須采用掃描顯示方式，即在某一時(shí)刻，只讓某一位的位選線狀態(tài)，而其他各位的位選線處于關(guān)閉狀態(tài)，同時(shí)，段選線上輸出相應(yīng)位要顯示字節(jié)的段碼。但也不能太長(zhǎng)，因?yàn)楫吘挂芟抻谂R界閃爍頻率，而且此時(shí)間越長(zhǎng)，占用CPU時(shí)間也越多，另外，顯示位增多，也將占用大量的CPU時(shí)間，因此動(dòng)態(tài)顯示實(shí)質(zhì)是一犧牲CPU時(shí)間來?yè)Q取元件的減少。． 鍵盤輸入電路 矩陣式鍵盤接口：矩陣式鍵盤（也稱行列式鍵盤）適用于按鍵數(shù)目較多的場(chǎng)合，它由行線和列線組成，按鍵位于行列的交點(diǎn)上。同理，一個(gè)44的行列結(jié)構(gòu)可以構(gòu)成一個(gè)16鍵的鍵盤，很明顯，在按鍵數(shù)量較多的場(chǎng)合，矩陣式鍵盤與獨(dú)立式鍵盤相比，要節(jié)省很多的I/O口線。行線通過上拉電阻接到+5V上。列線電平如果為低電平，則行線電平為低電平，列線電平如果為高電平，則行線電平為高電平。由于矩陣鍵盤中行列線為多鍵公用，各按鍵均影響該鍵所在行列的電平。 獨(dú)立式按鍵接口：獨(dú)立式按鍵就是各按鍵相互獨(dú)立，每個(gè)按鍵各接入一根輸入線，一根輸入線上的按鍵工作狀態(tài)不會(huì)影響其他輸入線上的工作狀態(tài)。獨(dú)立式按鍵電路配置靈活，軟件簡(jiǎn)單。由于此系統(tǒng)中共有啟動(dòng)兩條生產(chǎn)線的“啟動(dòng)1”鍵和“啟動(dòng)2”鍵、分秒選擇鍵、時(shí)間設(shè)置加、時(shí)間設(shè)置減、顯示生產(chǎn)線狀態(tài)的切換鍵，時(shí)間設(shè)置鍵、時(shí)間切換鍵。所以就采用獨(dú)立式按鍵接口電路。硬件電路主要有LED顯示電路、鍵盤接受電路、繼電器控制電路、EEPROM外部存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路，以及看門狗MAX813L等組成。硬件電路主要有LED顯示電路、鍵盤接受電路、繼電器控制電路、EEPROM外部存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路，以及看門狗MAX813L等組成。功能強(qiáng)大AT89C51單片機(jī)可提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。同時(shí)，AT89C51可將至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。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。作為輸出口用時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門電路，對(duì)端口寫“1”可作為高阻抗輸入端用 在訪問外部數(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（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。.P1口：P1口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。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（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邏輯門電路。在訪問外部程序存儲(chǔ)器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVE DPTR指令）時(shí)。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX RI指令）時(shí)，P2口線上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（SFR）區(qū)總R2寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問期間不改變。.P3口：P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P3口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。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）。.RST：復(fù)位輸入。.ALE/：當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。ALE仍一時(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。對(duì)Flash存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（）。該位置位后，只有一條MOVX和MOVC指令A(yù)LE才會(huì)被激活，此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置ALE無效。.EA/VPP：外部訪問允許，欲使 CPU僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000HFFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU則執(zhí)行內(nèi)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。.XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 時(shí)鐘振蕩器 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XTAL和XTAL2分別是該放大器的輸入端和輸出端。對(duì)外接電容CC2雖然沒有十分嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小會(huì)輕微影響振蕩頻率的高低，振蕩器工作的穩(wěn)定性，起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，則推薦電容使用30pF10pF，而如使用陶瓷振蕩器建議選擇40pF10F。在這種情況下，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。 空閑節(jié)電模式 AT89C51有兩種可用軟件編程的省電模式，它們是空閑模式和掉點(diǎn)工作模式。PD是掉電模式，當(dāng)PD=1時(shí)，激活掉電工作模式，單片機(jī)模式，即PD和IOL同時(shí)為1，則先激活掉電模式。此時(shí)，片內(nèi)RAM和所有特殊功能寄存器的內(nèi)容保持不變。終止空閑工作模式的方法有兩種，其一是任何一條被允許中斷的事件被激活，IDL（）被硬件清除，即刻終止空閑工作模式。其二是通過硬件復(fù)位也可將空閑工作模式終止。為了避免可能對(duì)端口產(chǎn)生意外寫入，激活空閑模式的那條指令后一條指令不應(yīng)是一條對(duì)端口或外部存儲(chǔ)器的寫入指令。退出掉電模式的唯一方法是硬件復(fù)位，復(fù)位后將重新定義全部特殊功能寄存器但不改變RAM中的內(nèi)容，在VCC恢復(fù)到正常電平前，復(fù)位應(yīng)無效，且必須保持一定時(shí)間以使振蕩器重啟動(dòng)并穩(wěn)定工作。此外，加密位只能通過整片擦除的方法清除。編程接口可接收高電壓（+12V）或低電壓（Vcc）的允許編程信號(hào)。AT89C51單片機(jī)中，有些屬于低電壓編程方式，而有些則是高電壓編程方式。如圖Vpp=12VVpp=5V芯片頂面標(biāo)識(shí)AT89C51xxxxyywwAT89C51xxxx—5yyww簽名字節(jié)（030H）=1EH（031H）=51H（032H）=FFH（030H）=1EH（031H）=51H（032H）=05HAT89C51的程序存儲(chǔ)器列陣采用字節(jié)寫入方式編程的，每次寫入一個(gè)字節(jié)，要對(duì)整個(gè)芯片內(nèi)的PEROM程序存儲(chǔ)器寫入一個(gè)非空字節(jié)，必須使用擦除的方式將整個(gè)存儲(chǔ)器的內(nèi)容清楚。編程時(shí)，可采用4—20MHz的時(shí)鐘振蕩器，AT89C51編程方法如下：1. 在地址線上加上要編程單元的地址信號(hào)。3. 激活相應(yīng)的控制信號(hào)。5. 每對(duì)Flash存儲(chǔ)陣列寫入一個(gè)字節(jié)或每寫入一個(gè)程序加密位，加上一個(gè)ALE/PROG編程脈沖。每個(gè)字節(jié)寫入周期是自身定時(shí)的， 數(shù)據(jù)查詢 AT89C51單片機(jī)用數(shù)據(jù)查詢方式來檢測(cè)一個(gè)寫周期是否結(jié)束，在一個(gè)寫周期中，如需讀取最后寫入的那個(gè)字節(jié)，則讀出的數(shù)據(jù)的最高位（）是原來寫入字節(jié)最高的反碼，寫周期完成后，有效的數(shù)據(jù)就會(huì)出現(xiàn)在所有輸出端上，此時(shí)，可進(jìn)入下一個(gè)字節(jié)的寫周期，寫周期開始后，可在任意時(shí)刻進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢。編程完成后。采用下圖電路。校驗(yàn)時(shí)P0口須接上10K左右的上拉電阻。利用控制信號(hào)的正確組合并保持ALE/引腳10ms的低電平脈沖寬度即可將PEROM陣列（4k字節(jié)）和三個(gè)加密位整片擦除，代碼陣列在片擦除操作中將任何非空單元寫入“1”，這步驟需再編程之前進(jìn)行。用于聲明該器件的廠商、型號(hào)和編程電壓。 （031H）=51H 聲明為AT89C51單片機(jī)。（032H）=05H 聲明為5V編程電壓。 AT89C51的極限參數(shù)：極限參數(shù)：工作溫度………………55℃to+125℃ 儲(chǔ)藏溫度………………65℃to+150℃ 任一引腳對(duì)地電壓………+ 最高工作電壓……………………… 直流輸出電流…………………… 顯示電路在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，如果需要顯示的內(nèi)容只有數(shù)碼和某些字母，使用LED數(shù)碼管是一種較好的選擇。LED數(shù)碼管是由發(fā)光二極管作為顯示字段的數(shù)碼型顯示器件，其中七只發(fā)光二極管分別對(duì)應(yīng)a～g筆端構(gòu)成“日”字形，另一只發(fā)光二極管Dp作為小數(shù)點(diǎn)。如圖所示：LED數(shù)碼管按電路中的連接方式可分為共陰型和共陽型兩大類，共陽型是將各段發(fā)光二極管的正極連在一起，作為公共端COM，公共端COM接高電平，a～g、Dp各筆段通過限流電阻接控制端?？刂颇硯锥喂P端發(fā)光，就能顯示出某個(gè)數(shù)碼或字符