基于单片机的液位控制新版系统

第一章绪论1.1课题背景随着计算机技术、测量技术和控制技术高速发展，越来越多先进测量控制设备、技术和办法在自动测量控制领域中得到了广泛应用。单片机以其自身特点，已广泛应用于智能仪表、工业控制、家用电器、电子玩具等各个领域。本课题适应了这种发展趋势，将单片机应用于液位自动控制系统中，并能实现自动报警、自动控制。液位测量广泛应用于太阳能热水器，工业锅炉控制，农用机水箱等。液位控制对工农业生产、医疗监护等均有着重要意义。液位控制系统是以液位为被控参数控制系统，在工业生产各个领域均有广泛应用。在工业生产中，有许多需要对容器内介质进行液位控制地方，使其高精度保持在给定数值。液位控制普通指对某一液位进行调节控制，使其达到所要规定精度。液体液位控制是近年来新开发一项新技术，它是自动控制、微型计算机软件、硬件等几项技术紧密结合产物，工业作业采用是微机控制和原有仪表控制，微机控制优势有诸多，如：（1）集中而直接显示各运营参数和液位状态。（2）具备水体控制过程自动化解决以及监控软件良好人机界面，操作人员在监控计算机上可以根据控制效果及时修正运营参数，可以有效减少人疲劳与失误，从而提高生产过程安全性与实时性。（3）在运营中可以随时以便修改各种各样运营参数控制值，并可以修改系统控制参数，以便变化液位上、下限。本设计以水塔供水为模型，鉴于单片机液位控制装置重复性好、功耗低、测量精确、使用寿命长等特点，设计以单片机为基本液位控制系统，具备实时液位测量监控数据解决等功能。1.2单片机简介单片微型机简称单片机，是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具备数据解决能力中央解决器CPU（CentralProcessingUnit）、只读存储器ROM（ReadOnlyMemory）、随机存储器RAM（RandomAccessMemory）、中断系统和各种I/O口、定期器/计时器等功能（也许还涉及显示驱动电路、脉宽调制电路、模仿多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成一种小而完善计算机系统。单片机是嵌入式微控制器（MicrocontrollerUnit），惯用英文字母缩写MCU表达单片机，最早是被用在工业控制领域。单片机由运算器、控制器、存储器、输入输出设备构成。单片机是程序运营中,也许需要修改,通过不同程序实现不同功能。单片机自动完毕任务赋予它过程,也就是单片机程序执行过程,即执行指令过程,就是所谓批示需要各种各样操作与单片机执行命令形式写下来,这是在设计人员赋予它指令系统决定,一条指令相应一种基本操作,单芯片能执行所有批示,是单片机教学系统,不同种类单片机、指引体系也有所不同。一系列指令集,将成为程序,程序普通是顺序执行,因此程序中指令也是一种序列存储、单片机在执行程序可以把这些指令去执行,一种人必要有一种组件可以追踪在指令地址。程序计数器某些是一种PC(涉及CPU),在开始执行程序,PC连接到程序第一条指令地址,然后给每一种执行命令,电脑上内容,会自动增长在指令长度决定增长,也许是1、2或3指下一条指令,保证起始地址指令顺序执行。初期单片机都是8位或4位。最成功一次是8031年,由于以英代尔为主简朴、可靠和良好性能得到了许多赞扬。接着在8031年开发了系列MCS51单片机系统。基于该系统单片机系统,直到当前还被广泛应用。MCS-51系列单片机适合于实时控制，可构成工业控制器、智能仪表、智能接口、智能武器装置以及通用测控单元等等，当前世界上某些大半导体公司推出具备51内核系列化单片机产品，其指令系统、地址空间和寻址方式、甚至连引脚功能也完全兼容。由于MCS-51系列单片机体积小，功能全，价廉，面向控制，开发应用以便，因而具备极强竞争力，此后它依然是工业界、科技界广泛应用8位微控制器。以单片机为基本控制电路，有着价格低，体积小，系统构造简朴，易于控制，解决能力强等长处，使得其应用领域相称广泛，对各行各业技术改造和产品更新换代起到了重要推动作用。1.3本课题研究内容及意义本课题采用单片机实现对液位自动监测，自动控制，经传感器测得液位，经AD转换后再送单片机解决，单片机将数据交由液晶显示屏显示，并将所得数据与键盘输入液位上下限进行比较，以决定与否进行报警，自动上水放水等。本课题完全可应用于实际当中，由于其显示精准，可实现报警，自动控制，可以省去不少人力，物力。第二章系统设计方案2.1基于单片机液位控制系统设计规定本系统由单片机AT89C52、液晶显示屏、报警器、键盘、传感器和其他基本外围电路构成。规定：对液位传感器采集液位信息进行放大、A/D转换等解决，并设计其前端数据采集与相应输出控制硬件电路，完毕相应单片机软件控制设计。液位信息经传感器采集后送入单片机，单片机进行控制并送液晶显示，可用键盘进行控制液位上、下限。2.2总体设计方案2.2.1总体设计方案选取考虑系统设计规定，在对器件选取过程，重要侧重于对传感器选取。传感器选取考虑到实际应用中诸多问题，如可靠性、稳定性等。如下方案是对其进行比较。方案一：非接触式液位传感器非接触式液位传感器只能穿透非导体容器壁,金属容器或镀金属膜容器壁均无法使用。且粘稠度高不易流动液体,如果沾粘容器壁过多,也许导致非接触式液位传感器无法使用。且对装环境也有很高规定，须垂直紧靠容器壁安装,以避免相对运动，且安装在长期持续震动场合。因而，尽管其高敏捷度、高稳定性，也不满足设计需求。方案二：投入式液位传感器投入式液位传感器是一种用于测量液位压力传感器。投入式压力传感器基于液位传感器测液体静压和高度比例那么液体基本原理,简介了国外先进隔离型扩散硅压力敏感元件或陶瓷电容敏感传感器,会被转换成电子信号,静压力和温度补偿后,进入一种原则线性校正电信号。投入式静压咯力和液位传感器精确看来测量,只有借鉴大气压力,然而连接电缆通气会受到环境影响,引起气管墙缩合、冷凝。露水滴到电子器件和传感器上，会影响精度者输出漂移。此传感器容易受环境影响而导致测量不精确，且安装不以便。方案三：电容式液位传感器电容式液位传感器运用电容两极板间电容值变化来测量液面高低。电容式液位传感器具备小，容易实现远传和调节长处，合用于具备腐蚀性和高压介质。但也有许多缺陷，如：介质和液面上部介电常数必要保持恒嘛呢定才干精确测量；测量范畴受金属棒长度限制；对容器材质有较高规定；被测介质具备导电性。以此也不适合在本次设计中使用。方案四：超声波传感器超声波传感器她是工业领域吗第一款在产品上有按键设定功能和自诊断功能小型传感器。它体积小，具备其他大型传感器所具备功能，安装使用以便且不受被测物体颜色影响，有许多特设功能，其供电电压为10～30V，测量范畴为30mm～300mm，输出电压0V～10V，输出电流为4mA～20mA，最小负载阻抗2.5欧，精度可达到0.5mm，外形分为直线型和直角型。此传感器测量范畴太小，不能符合此设计规定，因此不选取。方案五：LM1042液位检测器集成芯片LM1042是用于检测液位专用集成电路，内部集成了所有控制热阻探针、检测热阻探针短路和开路所需监控电路，具备很强功能。LM1042使用热阻探针技术来测量非可燃性液体液面高度，能提供一正比于液位高度输出，可进行单次或重复测量，所有控制热阻探针、检测热阻探针短路和开路所需监控电路都集成在LM1042芯片内部。此外该芯片可采用线性输入或其他传感器信号作为输入信号。LM1042液位检测器可以选取热阻或线性信号作为输入,具备集成有热阻探针控制电路，LM1042液位检测器在复位时切换，延时功能可避免瞬态信号影响，此外LM1042液位检测器具备探针短路、开路检测功能。因此此设计选取本方案，LM1042液位检测器详细原理图见第三章。2.2.2总体方案简介测量某些：液位传感器采用LM1042液位检测器，并在端口接ADC0809一种模仿量通道。ADC0809和并行口扩展芯片8155直接相连，ADC0809A、B、C均接地来选取第一路模仿通道。键盘某些：鉴于键盘并不惯用，因此上下限输入采用中断方式。一种接中断口1，另一种接至定期计数器0，把定期计数器0扩展为外部中断口。显示某些：该某些由液晶显示屏1602实现液位显示，液晶显示屏上显示液位值。报警某些：当液位高于由键盘输入液位上限或低于由键盘输入液位下限时，蜂鸣器发声报警。控制某些：当液位高于由键盘输入液位上限时，单片机启动电动机开闸放液体；当液位低于液位下限时，单片机启动电动机自动上液体。为减少执行机构对单片机影响，提高稳定性，在执行机构前加有光电隔离器，并由电磁继电器控制电动机开关。单片机单片机AT89C52报警电路电机执行机构键盘输入扩展电路8155液晶显示1602A/D转换ADC0809液位检测图2-1系统总体框图2.3硬件设计概要2.3.1系统硬件电路设计原则普通在系统硬件电路设计应遵循如下原则：（1）尽量选取原则化、模块化典型电路，且符合单片机应用系统常规用法。（2）系统中有关器件要尽量做到性能匹配。（3）可靠性及抗干扰设计是硬件设计不可缺少一某些。可靠性、抗干扰能力与硬件系统自身素质关于，必要认真对待。（4）硬件构造应结合应用程序设计一起考虑。软件能实现功能尽量由软件完毕，以简化硬件构造。但“软化”成果也许会使响应时间比硬件响应时间长。在实时性规定比较高场合应采用硬件完毕。（5）单片机外接电路较多时，必要考虑其驱动能力。2.3.2选取芯片及器件类型原则（1）货源充分，所选单片机芯片在国内元器件市场上货源要稳定充分、具备成熟开发设备。（2）原则化，尽量符合国标或部原则（GJB、GB、SJ）通用、技术成熟元器件。（3）研制周期短，在研制任务重、时间紧状况下，应考虑采用自己比较熟悉系列、型号。（4）性价比要高，在保证性能指标状况下，所用芯片价格要尽量低，使系统有较高性价比。（5）优先选取经实践证明质量稳定、可靠性高、有发展前程原则元器件。不容许选购被市场裁减产品。2.3.3液位检测系统硬件选取（1）主控元器件单片机选取AT89C52是一种低电压、高性能CMOS八块包括8k字节只读,可重复CaXie闪光程序内存和256字节数据随机存取记忆体(RAM),这种装置使用高密度ATMEL公司生产、非易失存储技术,通过mcs—51汇编语言指令系统emc原则普通8位,内置CPU和Flash存储单元AT89C52单片机,在电子行业中有着广泛应用。AT89C52是一种高效微控制器,由于大量嵌入式控制系统提供了一种灵活性高和低价格筹划。（2）液晶显示屏选取液晶显示原理(LCD)是用液晶物理特性,通过电压显示区域控制,有电人说这即可以显示图形。液晶显示屏与厚度薄,适于大规模集成电路直接驱动技术、易于实现全彩色显示特点,已被广泛应用于便携式电脑、数码相机、PDA移动通讯工具,等。1602字符型液晶显示模块是专门用来显示字母、数字和符号形成与液晶显示模块,点可以显示二本线,每一行十六个人物。4分和8位数据传播。提供5×7点阵+光标和5X10点阵+光标显示模式。国际知名化妆品牌提供化妆品陈列DDRAM发电机数据缓存,性格和个性CGRAMCGROM发电机,可以使用CGRAM储存自己定义8×85种最图形字符点阵字模数据。提供了丰富指令集:清晰显示,光标由来;显示开/关,光标开/关;显示字符闪烁;光标移动;转变,等等。（3）A／D转换器选取A/D转换器件和芯片单片机实现数据采集普通外部设备。A/D转换器性能不同,各种数据采集系统设计中,第一次会面是如何选取适当A/D转换器来满足系统设计规定。选取A/D转换器件需要考虑自身质量和应用领域需求。ADC0809CMOS数据采集设备,由于它不但涉及8逐次逼近式A/D转换器某些涉及8频道转换开关和控制逻辑与微解决器兼容。8路转换开关可以直接连接八个单端输出模仿信号中任何一种。并且价格便宜,因此有理由把它当成一种简朴数据采集系统。本设计中用到其他硬件元器件将在下一章中详细简介。2.4软件设计概要单片机应用系统软件重要涉及两大部份：用于液位自动测量系统主程序和各模块子程序。依照系统软件总体构思，按照先粗后精办法，把整个系统软件划提成各种功能独立、大小恰当模块。应明确规定各模块功能，尽量使每个模块功能单一，各模块间接口信息简朴、完备，接口关系统一，尽量使各模块间联系减少至最低限度。最后再将各个模块连接成—个完整程序进行总调试。在硬件设计基本上，系统软件设计工作有：运用C语言编写数据采集与控制、显示程序软件。软件模块构造框图如下：主程序主程序初始化模块数据采集模块电机执行机构模块液晶显示模块图2-2系统软件设计框图第三章硬件电路原理3.1AT89C5251系列单片机AT89C52模型,它是由ATMEL公司生产。是一种低电压,AT89C52单片机、高性能CMOS八设备使用高密度ATMEL公司、非易失存储技术生产、emc原则普通通过mcs—51汇编语言指令系统,内置8位CPU和Flash存储单元AT89C52单片机,在电子行业中有着广泛应用。AT89C52重要功能特点：兼容MCS51指令系统8k可重复擦写(不不大于1000次）FlashROM；32个双向I/O口；256x8bit内部RAM；3个16位可编程定期/计数器中断；时钟频率0-24MHz；2个串行中断，可编程UART串行通道；2个外部中断源，共8个中断源；2个读写中断口线，3级加密位；低功耗空闲和掉电模式，软件设立睡眠和唤醒功能；11、有PDIP、PQFP、TQFP及PLCC等几种封装形式，以适应不同产品需求。3.1.1AT89C52引脚功能及管脚电压AT89C52引脚图如下图3-1：复织组织组织组织组织组图3-1AT89C52引脚图AT89C52微解决器,普通行业原则内核在内部功能、C51单片机与管脚在总体布置和8,其重要用于相似她妈功能xc52会聚调节控制。答:新山东均有。C内部寄存器、数据主内存和外部接口功能,例如初始化组件,调节控制,收集测试汇聚,红外线遥控信号接受解码红外光谱图和主板CPU通信等。重要有:XTAL1管脚和XTAL2为输入和输出端口,外部振荡器12兆赫晶体。RST/Vpd重置,外部输入端口电阻电容复位电路。VCCVSS电源和港口,拾起+5V供电,各自积极和悲观。并对可编程~P3通用I/O脚,其功能使用软件定义。P0口:P0口并并一组8个泄漏非常开放双向I/O口,即地址/数据总线复用口。作为输出,每一种均有能吸取现行办法开车八TTL逻辑门电路港口,并写着“1”,可作为高阻输入使用。在访问外部数据存储器或程序存储器,这组口线时间转换地址(8)和低数据总线复用,访问期间激活在内部和抵抗。Flash编程,并在收到批示,口字节在程序中,输出字节校准批示,检查外部和抵抗。P1口:P1口是张带内部和阻力I/O口八双向,输出缓存可以水平TTL逻辑门4P1驱动电路。写信给港口“1”,通过内部和耐高水平、港口,这次可使输入口。作为神经网络输入端口使用时,由于存在和内阻,领先脚外部信号电流输出拉低。P1.0和而不同,分别为P1.1AT89C51单片机定期/计数器计数输入(P1.0外部2/T2)以及输入(P1.1/T2EX)看表。Flash编程和程序,在接受低校准P1八个地址。表3-1P1.0和P1.1第二功能引脚号功能特性P1.0T2，时钟输出P1.1T2EX（定期/计数器2）P2口：P2是一种有在拉扯抵抗8双向输入/输出口内部，P2输出缓冲区也许开动(吸取或输出电流)4TTL逻辑门。写端起P2“1”，通过内部拉扯抵抗拉扯口岸到高档，这次可以做输入端，当做输入端用途，由于在内部存在拉扯抵抗时，某些别针由外部信号拉扯是低，当将输出电流(IIL)。当参观外部节目记忆或16个位地址外部数据载体存贮(例如执行MOVX@DPTR批示)，P2口派出上流8位地址数据。当参观8个位地址外部数据载体存贮(例如执行MOVX@RI批示)，P2口输出P2门闩内容。当一刹那编程或证明，P2口也收到高地址和某一控制信号。P3口：P3口是小组有在拉扯抵抗8双向输入/输出口内部。P3口输出缓冲区也许开动4TTL逻辑门。什么时候读对P3口“1”，她们由在抵抗内部拉扯拉扯高Bingke成就输入口岸。这时，由外部拉扯低P3口自用途拉扯抵抗输出电流。P3口除以外更加重要地采用普通输入/输出口，第二个作用。P3口在推托迅速记忆编程和程序检查控制信号闪光也接受某些使用。表3-2P3口第二功能端口引脚第二功能P3.0RXD(串行输入口)P3.1TXD(串行输出口)P3.2INT0(外中断0)P3.3INT1(外中断1)P3.4T0(定期/计数器)P3.5T1(定期/计数器)P3.6WR(外部数据存储器写选通)P3.7RD（外部数据存储器读选通）RST:复位输入。当振荡器工作,RST销浮现两个以上高水平机器周期将使单片机复位。ALE/PROG:当进入外部程序存储器或数据存储、啤酒(地址门闩可以输出脉冲地址是用来锁定低八个字节。普通,啤酒还是在时钟振荡频率输出1/6,因此固定脉冲信号可定期对外输出时钟或目。记住:每次进入外湖广会馆部数据存储会跳过一种啤酒脉搏。到快闪记忆体在大头针,她妈编程是用来输入编程脉冲(PROG)。如果必要话,可以通过对特殊功能寄存器(EH)她妈地区SFR八单位D0职位,可禁止执法部门。这个职位后,只有一种MOVX批示和MOVC激活淡色啤酒。此外大头针政府也将是虚弱,单片机外部程序执行推,上帝应当设立无效。禁止ALEPSEN:程序存储器(PSEN)输出是容许程序内存她妈外选取号码,当读沟通外部程序记忆接受指挥AT89C52(或数据),每个机器周期两个PSEN是有效输出两个脉冲。在这个时期,当进入外部数据存储、会跳过两个PSEN信号。EA/VPP:外部访问容许。你想要解决器仅仅进入外部程序存储器(地址为0000H-FFFFH)、EA端头应保持较低水平。需要注意是:如果LB1是编程,加密调节内部将锁存EA结束状态。如果EA是高水平(带),中央解决器被执行指令Vcc内部程序存储器。该引脚加上+12V编程容许电源，固然这必要是该器件是使用12V编程电压。XTAL1/XTAL2:振荡放大器和逆时钟发生器输入/输出终端。3.1.2特殊功能寄存器在内部存储器,80H-FFHAT89C52共128个单位SFR特殊功能寄存器(),SFR地址空间不是所有地址都被定义为,从80年H-FFH128字节只是冰山定义,并且相称多未定义。没有定义单位,说、读、写能力将是无效,阅读价值不会保证写,并且数据也将丢失。数据不应当“1”写作没有定义单位、单位产品在将来也许会给新功能,在这种状况下,这些单位恢复数值总是“0”。除了用AT89C51单片机AT89C52定期/计数器0和1号柜台时间外,还增长了一种定期/计数器/2。定期/计数器控制和国家2a位于T2CON(见表3-3),T2MOD(见表3-4),)到(216个定期器俘获模式或16自动重负荷方式下捕获/自动重负荷寄存器。表3-3定期/计数器2控制寄存器T2CONT2CON地址=0C8H复位值=00000000B可寻址位TF2EXF2RCLKTCLKEXEN2TR2C/CP/76543210Bit符号功能TF2定期器2溢出标志，定期器2溢出时，又由硬件置位，必要由软件清0。当RTCL=1或TCLK=1时，定期器2溢出，不对TF2置位。EXF2定期器2外部标志，当EXEN2=1，且T2EX引脚上浮现捕获或重装载时，EXF2置位，申请中断。此时如果容许定期器2中断，CPU将响应中断，执行定期器2中断服务程序，EXF2必要由软件清除。当定期器2工作在向上或向下技术工作方式时，EXF2不能激活中断。RCLK接受时钟容许，RCLK=1时，用定期器2溢出脉冲作为串行口（工作于工作方式1或3）接受时钟，RCLK=0，用定期器1溢出脉冲作为接受时钟。TCLK发送时钟容许，TCLK=1时，用定期器2溢出脉冲作为串行口（工作于工作方式1或3）发送时钟，TCLK=0，用定期器1溢出脉冲作为发送时钟。EXEN2定期器2外部容许标志，当EXEN2=1时，如果定期器2未用于作串行口波特率发生器，在T2EX端浮现负跳变脉冲时，激活定期器2捕获或重装载。EXEN2=0时，T2EN端外信号无效。TR2定期器2启动/停止控制位，TR2=1时，启动定期器2。C/定期器2定期方式或计数方式控制位。C/=0，选取定期方式。C/=1时，选取外部事件计数方式（下降沿触发）。CP/捕获/重装载选取，CP/=1时，如EXEN=1,且T2EN端浮现负跳变脉冲时发生捕获操作。CP/=0时，若定期器2溢出或EXEN2=1，T2EN端浮现负跳变脉冲，都会浮现自动重装载操作。当RCLK=1或TCLK=1时，该位无效，在定期器2溢出时强制其自动重装载。数据存储器:AT89C52有256个字节内部RAM，80H-FFH高128个字节与SFR地址是重叠，也就是高128字节RAM和特殊功能寄存器地址是相似，但物理上它们是分开。当一条指令访问7FH以上内部地址单元时，指令中使用寻址方式是不同，也即寻址方式决定是访问高128字节RAM还是访问特殊功能寄存器。如果指令是直接寻址方式则为访问特殊功能寄存器。例如，下面直接寻址指令访问特殊功能寄存器0A0H（即P2口）地址单元。MOV0A0H，#data间接寻址指令访问高128字节RAM，例如，下面间接寻址指令中，R0内容为0A0H，则访问数据字节地址为0A0H，而不是P2口（0A0H）。MOV@R0，#data堆栈操作也是间接寻址方式，因此，高128位数据RAM亦可作为堆栈区使用。定期器0和定期器1：AT89C52定期器0和定期器1工作方式与AT89C51相似。3.1.3AT89C52片上资料定期器2：定期器2是一种16位定期/计数器。它已经可以，当定期器用途，也许也采用外部事件柜台用途，它工作由特殊功能记数器T2CONC/T2位置选取。定期器2有三工作：捕获方式，自动重装载（向上或向下计数）方式和波特率发生器方式，工作方式由T2CON控制位来选取，参见表3-4。定期器2由二8记数器TH2构成，并且TL2，在定期器工作，每台机器周期TL2记数器价值加1，由于机器周期由12振动时钟宪法，因而，oscilation频率计数率1/12。当计数器处在工作状态，当在T2别针外在输入信号由1到0下落生产时时，记数器价值加1，在这工作之下，每个机器周期5SP2期间，继续采样对外在输入。如果在第一种机器周期采撷价值是1，但是在下个机器周期采撷是0价值，是在下个周期S3P1期间记数器如下关闭加1。由于区别1到0跃迁需要2个机器周期，因而，oscilation频率最高计数率1/24。为了保证采样精确性，祈求输入级维护一种完全周期，至少在变动，至少通过抽样一次保证输入信号之前。表3-4定期器2工作方式RCLK+TCLKCP/TR2MODE00116-bitAuto-reload01116-bitCapture1X1BaudRateGeneratorXX0(off)可编程时钟输出：定期器2可通过编程从P1.0输出一种占空比为50%时钟信号，如图3-6所示。P1.0引脚除了是一种原则I/O口外，还可以通过编程使其作为定期/计数器2外部时钟输入和输出占空比50%时钟脉冲。当时钟振荡频率为16MHz时，输出时钟频率范畴为61Hz—4MHz。当设立定期/计数器2为时钟发生器时，C/T2（T2CON.1）=0，T2OE（T2MOD.1）=1，必要由TR2（T2CON.2）启动或停止定期器。时钟输出频率取决于振荡频率和定期器2捕获寄存器（RCAP2H，RCAP2L）重新装载值，公式如下（3-1）：输出时钟频率=振荡器频率/{4*[65536-(RCP2H,RCP2L)]}（3-1）在时钟输出方式下，定期器2翻转不会产生中断，这个特性与作为波特率发生器使用时相仿。定期器2作为波特率发生器使用时，还可作为时钟发生器使用，由于波特率和时钟输出频率同使用RCAP2L和RCAP2L，波特率和时钟输出频率是不能分开拟定。UART串口：AT89C52UART工作方式与AT89C51工作方式相似。时钟振荡器：AT89C52中有一种用于构成内部振荡器高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是该放大器输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件片外石英晶体或陶瓷谐振器一起构成自激振荡器。外接石英晶体（或陶瓷谐振器）及电容C1、C2接在放大器反馈回路构成并联振荡电路。对外接电容C1、C2没有十分严格规定，但电容容量大小会轻微影响振荡频率高低、振荡器工作稳定性、起振难易程序及温度稳定性，如果使用石英晶体，咱们推荐电容使用30pF±10pF，而如使用陶瓷谐振器建议选取40pF±10pF。顾客也可以采用外部时钟。采用外部时钟电路如图3-2所示。这种状况下，外部时钟脉冲接到XTAL1端，即内部时钟发生器输入端，XTAL2则悬空。图3-2振荡电路3.1.4AT89C52中断系统AT89C52共有6个中断向量：两个外中断（INT0和INT1），3个定期器中断（定期器0、1、2）和串行口中断。这些中断源可通过度别设立专用寄存器IE置位或清0来控制每一种中断容许或禁止。IE也有一种总禁止位EA，它能控制所有中断容许或禁止。注意表3-5中IE.6为保存位。定期器2中断是由T2CON中TF2和EXF2逻辑或产生，当转向中断服务程序时，这些标志位不能被硬件清除，事实上，服务程序需拟定是TF2或EXF2产生中断，而由软件清除中断标志位。定期器0和定期器1标志位TF0和TF1在定期器溢出那个机器周期S5P2状态置位，而会在下一种机器周期才查询到该中断标志。而定期器2在同一种机器周期内查询到该标志。表3-5中断系统控制字EA—ET2ESET1EX1ET0EX0容许位EA=1，表达容许中断容许为EA=0，表达禁止中断SymblePositionFunctionEAIE.7EA=0时，禁止所有中断EA=1时，各中断容许或禁止取决于各中断控制位状态—IE.6保存位ET2IE.5定期器2中断容许控制位ESIE.4串行口中断容许控制位ET1IE.3定期器1中断容许控制位EX1IE.2外中断1中断容许控制位ET0IE.1定期器0中断容许控制位EX0IE.0外中断0中断容许控制位程序员不应将“1”写入保存位，这些位是将来AT89系列产品作为扩展用。3.2LM1042液位检测器LM1042液位检测器使用热阻探针技术来检测非可燃性液体液面高度，能提供一种正比于液位高度输出，可进行单次或重复测量，所有控制热阻探针、检测热阻探针短路、开路所需要监控电路都集成在LM1042芯片内部。此外该芯片也可以采用其他传感器信号或线性输入作为输入信号。该器件采用是16脚DIP封装。芯片重要特点有：1、集成有热阻探针控制电路；2、可以选取热阻或线性信号作为输入；3、可单次测量或重复测量；4、电源或控制输入端有50V瞬态电压保护电路；5、在复位时切换，延时功能可以避免瞬态信号影响；6、可在－40℃～＋80℃工作温度范畴工作。7、具备探针短路、开路检测功能；8、电源范畴7.5～18V；9、内部有电源调节器；LM1042重要电气性能参数见表3-6所列表3-6LM1042重要电性能参数符号参数条件最小值典型值最大值单位电源电压7.51318V电源电流35mA调节电压5.655.96.2V调节电压稳定度=13V0.5%探针电流参照电压2.102.252.40V锯齿波定期153142ms316ms锯齿波定期1.41.752.1s锯齿波定期稳定度5%锯齿波电阻315.0启动输入逻辑高电平1.7V启动输入逻辑低电平0.5启动输入电流=100nA启动输入电流=0V300nA最大输入电压=600Ω-0.3-0.3最小输入电压0.2探针1增益脚7电压80-250mV10.15探针1增益非线性-202%1脚偏移5mV探针2增益脚7电压240-1.57mV3.4探针2增益非线性-20.22%7脚偏移5mV输入阻抗5MΩ探针1输入电压范畴=9--18V=7.5V1153.5VV探针1开路阀值5脚处-0.85-0.6-0.35V探针1短路阀值0.350.60.85V14脚输入泄漏电流脚14电压4V2.0nA1脚输入泄漏电流脚1电压300mV1.55.0nA重复周期=22uF9.11736s电容放电时间=22uF135ms记忆电容值0.47uF输入电容值0.47uF3.2.1LM1042引脚功能液位检测芯片LM1042引脚图如图3-3所示。各引脚功能描述如下：图3-3LM1042引脚图1脚：热阻探针输入，内接放大器，在探针开始测量时被箝位到低电平；

2脚：器件接地端；

3脚：连接到外部PNP晶体管发射极，为热阻探针提供200mA固定电流，芯片内部参照源使该端电压维持在比电源端低2V电平上。

4脚：连接到外部PNP晶体管基极上；

5脚：接热阻探针以便对之进行开路和路检测；

6脚：电源端＋Vs，电压范畴7.5～18V，可承受50V瞬时电压；

7脚：第二热阻探针输入或其她线性信号输入，输入电压范畴为1～5V，探针增益可通过10脚进行调节；

8脚：探针选取与控制端。如果该端加逻辑低电平，探针1被选中并启动定期周期，随后低电平被锁定直到测量结束。在该端为低电平时，依照9脚状态，探针1进行一次测量或重复测量；如果在探针1测量周期外该端输入为逻辑高电平则选中探针2进行测量

9脚：重复振荡器定期电容器在该脚与地之间连接。当探针1测量周期被启动时，2μA电流对定期电容充电，直到电压值为4.3V。如果该端接地，重复振荡器被禁止。在8脚为低电平时，只容许探针1进行一次测量；

10脚：可在该端与地之间接一电阻以变化探针2输入放大器增益。此增益在该端开时为1.2，在该端对地短路时为3.4。可通过电阻分压网络把直流偏置调节为VREG或地电平；

11脚：电压调节输出，应将该端连接到15脚以构成完整电压调节控制环路。使15脚电压保持恒定6V；

12脚：在该端与地之间连接一电容，用以设定探针1测量定期周期；

13脚：在该端与地之间连接一电阻以设定12脚充电电流，电阻值应介于3kΩ到15kΩ之间，典型值为12kΩ；

14脚：在该端与探针电压端11脚之间连接一具备低漏电流电容，作为探针1测量时记忆电容器，该电容典型值为0.1μF(不不不大于0.47μF)。对于长记忆保持时间，该端内部泄漏电流最大为2nA；

15脚：此端为内部电压探针器反馈输入，普通连接到11脚。可在该端串接一电阻以调节调节电压输出值；

16脚：探针1和探针2线性电压输出端，可以提供±10mA启动电流。该端可通过一600Ω测量仪表连接到VREG端。3.2.2传感器连接办法在LM1042传感器电路中，7脚和10脚重要用于对探针2调节，由于本系统只用到探针1，故可将7脚和10脚直接接地；1脚是热阻探针输入端；5脚为探针故障端；6脚是电源端；3、4脚分别接PNP管发射极和集电极用于给探针提供200MA固定电流；16脚为模仿电压输出端，输出与液位成正比模仿电压；12、13脚用来调节探针测量周期；9、14脚外接两个电容作为探针记忆电容，记忆探针电压值。3.3单片机并行扩展芯片81558155由Intel公司生产可编程RAM和I/O扩展芯片，比MCS-51单片机接口简朴，是单片机应用系统中最最广泛使用芯片。其芯片资源有：·256字节静态RAM，最快存取时间为400ns；·一种可编程6位并行I/O口PC口；·一种可编程14位减法计数器。·两个可编程8位并行I/O口PA口、PB口；3.3.18155构造8155引脚如下图3-4。8155各引脚功能阐明如下：图3-48155引脚图AD0～AD7：三态地址/数据总线。单片机和8155之间地址、数据、命令和状态数据传播通过总线口。通过mcs—51汇编语言和单片机地址/数据总线连接,它分复用功能,并通过mcs—51汇编语言口相似。3个通用并行I/O口通过PA、铅、电脑。一台计算机编程信号线口了接触铅,会使爸爸,依照选取方式。一14铅口定期/计数器。这是二进制“减1”柜台为点,可提供各种频率冲动和方波信号。RST：复位信号输入端。复位后，3个I/O口均为输入方式。AD0～AD7：三态地址/数据总线。与单片机低8位地址/数据总线（P0口）相连。单片机与8155之间地址、数据、命令与状态信息都是通过这个总线口传送。RD:读选通信号，对8155读操作引脚。WR:写选通信号，对8155写操作引脚。CE:片选信号线，低电平有效。IO/：8155RAM存储器或I/O口选取线。当IO/＝0时，则选取8155片内RAM，AD0～AD7上地址为8155中RAM单元地址（00H～FFH）；当IO/＝1时，选取8155I/O口，AD0～AD7上地址为8155I/O口地址。ALE：地址锁存信号。8155内部设有地址锁存器，在ALE下降沿将单片机P0口输出低8位地址信息及IO/状态都锁存到8155内部锁存器。因而，P0口输出低8位地址信号不需外接锁存器。PA0～PA7：8位通用I/O口，其输入、输出流向可由程序控制。PB0～PB7：8位通用I/O口，功能同A口。PC0～PC5：有两个作用，既可作为通用I/O口，也可作为PA口和PB口控制信号线，这些可通过程序控制。TIMERIN/OUT：定期/计数器脉冲输入端/输出端。3.3.28155地址编码及工作方式在单片机应用系统中，8155是按外部数据存储器统一编址，为16位地址，其高8位由片选线提供。当＝0，IO/＝0时，选中8155片内RAM，这时8155只能作片外RAM使用，其RAM低8位编址为00H～FFH；当＝0，IO/＝1时，选中8155I/O口，其端口地址低8位由AD7～AD0拟定，如表6-6所示。这时，A、B、C口口地址低8位分别为01H、02H、03H（设地址无关位为0）。表3-78155芯片I/O口地址AD7～AD0选取I/O口A7A6A5A4A3A2A1A0××××××××××××××××××××××××××××××000011001100010101命令/状态寄存器A口B口C口定期器低8位定期器高6位及方式3.3.38155与MCS-51单片机接口办法因8155AD0～AD7为三态双向地址/数据总线口，内部有地址锁存器，故8155能直接与MCS-51单片机P0口相连而不需要任何外加锁存电路。MCS-51单片机扩展一片8155可为系统增长256字节片外RAM、22根I/O口线及一种14位定期器。8155与单片机连接图如下所示，P26接8155CE端，P25接8155IO/M口，来控制8155用于输入输出口还是用其做存储器。女男男女女男男女女男男女图3-58155与单片机连接图3.4A/D转换器A/D转换器是一种能把输入模仿电压或电流变成与它成正比数字量，即能把被控对象各种模仿信息变成计算机可以辨认数字信息。A/D转换器种类诸多，但从原理上普通可分为如下四种：计数器式A/D转换器、双积分式A/D转换器、逐次逼近式A/D转换器和并行A/D转换器。计数器式A/D转换器构造很简朴，但转换速度很慢，因此很少采用。双积分式A/D转换器抗干扰能力强，转换精度高，但速度不够抱负，惯用于数字式测量仪表中，计算机中广泛采用逐次逼近式A/D转换器作为接口电路，它构造不太复杂，转换速度也高。并行A/D转换器转换速度最快，但因构造复杂而造价高，故只用于那些转换速度极高场合。3.4.1ADC0809 ADC0809是带有8位A/D转换器、8路多路开关以及微解决机兼容控制逻辑CMOS组件。它是逐次逼近式A/D转换器，可以和单片机直接接口。重要特性：辨别率为8位；转换时间为100us；单一+5V供电，模仿电压输入0—+5V之间；有八路模仿输入通道；功耗为15mW。3.4.2ADC0809内部逻辑构造图3-6ADC0809内部逻辑构造由图3-6可知，ADC0809是由一种8路模仿开关、一种地址锁存译码器、一种A/D转换器和一种三态输出锁存器构成。多路开关可选通8个模仿通道，容许8路模仿量分时输入，共同用A/D转换器进行转换。三态输出锁存器用于锁存A/D转换完数字量，当OE端高电平时，可以从三态输出锁存器取走转换完数据。3.4.3引脚构造图3-7ADC0809芯片引脚图IN0－IN7：8条模仿量输入通道。ADC0809对输入模仿量规定：信号单极性，电压范畴是0－5V，如果信号太小，必要进行放大；输入模仿量在转换过程中应当保持不变，如若模仿量变化太快，则需在输入前增长采样保持电路。地址输入和控制线：4条。ALE：地址锁存容许输入线。当ALE线为高电平时，地址锁存与译码器将A，B，C三条地址线地址信号进行锁存，START和ALE两个引脚可以连接在一起，当通过软件输入一种正脉冲时，经译码后被选中通道模仿量进转换器进行转换。ADDA，ADDB和ADDC(Address):地址输入线，用于选通IN0－IN7上一路模仿量输入。通道选取表如下表3-8所示。数字量输出及控制线：11条ST:转换启动信号。当ST上跳沿时，所有内部寄存器清零；下跳沿时，开始进行A/D转换；在转换期间，ST应保持低电平。EOC:转换结束信号。当EOC为高电平时，表白转换结束；否则，表白正进行A/D转换。OE(Outenable):数据输出容许信号，用于控制三条输出锁存器向单片机输出转换得到数据。OE＝1，输出转换得到数据；OE＝0，输出数据线呈高阻状态。在查询方式下，OE信号可以作为A/D转换结束信号。D7－D0（Digitaloutput）:数字量输出线。CLK(Clock):时钟输入信号线,规定频率在10KHZ—1MHZ范畴内。因ADC0809内部没有时钟电路，所需时钟信号必要由外界提供，普通使用频率为500KHZ，VREF（＋），VREF（－）为参照电压输入。ADC08098路模仿量输入有A、B、C三个来选取，选取通道方式如下表所示：表3-8模仿量输入通道选取表ADDCADDBADDA选取通道000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7此系统中ADC0809只接受电压模仿信号，即液位电压信号。并对此信号循环采集，转换。图3-88155连接图注：1，图中PB0~PB7是8155PB端口；2，ADC0809CLOCK接AT89S51ALE输出2分频；3，ADC0809EOC经反相器后接单片机外部中断0；4，ADC0809第一种模仿输入通道接液位传感器输出信号。3.5放大器选取在诸多用到A/D转换和数字采集单片机系统中，诸多状况下，传感器输出模仿信号都是很薄弱，必要通过一种模仿放大器对其进行一定倍数放大，才干满足A/D转换器对输入信号电平规定，这种状况下，就必要选取一种符合规定放大器。本设计采用是LM324（四功率运算放大器）。LM324系列器件是价格便宜且带有差动输入四运算放大器。与单电源应用场合原则运算放大器相比，她们有某些明显长处。该四运算放大器可工作在低至3V或者高到32V电源下，静态电流大体为MC1741静态电流五分之一（对每一种放大器而言）。共模输入范畴涉及负电源，因而清除了在许多应用场合中采用外部偏置元件必要性。输出电压范畴同步涉及负电源电压。1、短路保护输出3、单电源工作；3-32V4低输入偏置电流；最大100纳安5、每一封装四个放大器6、内部补偿7、共模范畴扩展到负电源8、行业原则引脚输出,真差动输入级9、在输入端静电放电位增长可靠性而不影响器件工作图3-9LM324管脚图3.6液晶显示屏1602字符型液晶模块是一种用5x7点阵图形来显示字符液晶显示屏，依照显示容量可以分为1行16个字、2行16个字、2行20个字等，这里以惯用2行16个字DM-162液晶模块来简介她编程办法。3.6.11602管脚图3-10液晶显示屏1602引脚图1602采用原则16脚接口，其引脚图如图3-17所示：第1脚：VSS为地电源

第2脚：VDD接5V正电源

第3脚：V0为液晶显示屏对比度调节端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一种10K电位器调节对比度。

第4脚：RS是寄存器选取，当为高电平时可选取数据寄存器；当为低电平时选取指令寄存器。

第5脚：RW是读写信号线，当是高电平时进行读操作；当是低电平时进行写操作。当RS和RW共同为低电平时，可写入指令或者显示地址；当RS是电平，RW是高电平时可读忙信号；当RS是高电平，RW是低电平时可以写入数据。第6脚：E端是使能端，当E端由高电平跳转为低电平时，液晶模块执行命令。第7～14脚：D0～D7是8位双向数据线。第15脚：BLA是背光源正极；第16脚：BLK是背光源负极。3.6.21602工作原理1602液晶模块内部字符发生存储器（CGROM)已经存储了160个不同点阵字符图形，这些字符有：英文字母大小写、惯用符号、阿拉伯数字和日文假名等，每一种字符均有一种固定代码，例如大写英文字母“B”代码是01000010B（42H），显示时模块把地址42H中点阵字符图形显示出来，咱们就能看到字母“B”。它屏幕和光标操作、读写操作是通过指令编程来实现。表3-9基本操作时序读状态输入RS=L,R/W=H,E=H输出D0-D7=状态字写指令输入RS=L,R/W=L,D0-D7=指令码，E=高脉冲输出无读数据输入RS=H,R/W=H,E=H输出D0-D7=数据写数据输入RS=H,R/W=L,D0-D7=数据，E=高脉冲输出无

液晶显示模块是一种慢显示屏件模块，因而在执行每条指令前一方面要确认模块忙标志为低电平，表达不忙，否则此指令失效。要显示字符时一定要先输入所要显示字符地址，也就是告诉模块将在哪显示字符。表3-101602字符显示位置设定12345678910111213141516第一行000102030405060708090A0B0C0D0E0F第二行404142434445464748494A4B4C4D4E4F例如第二行第一种字符地址是40H，由于写入显示地址时规定最高位D7恒定为高电平，因而不能直接写入40H就可以将光标定位在第二行第一种字符位置，实际写入数据应当是01000000B（40H）+10000000B(80H)=11000000B(C0H)

DM-162液晶显示模块可以和单片机AT89S51直接接口，电路如图3-18所示。图3-111602与8155接口图在8155存储器中存储液位转化成果经单片机解决后送1602显示。1602三个控制端RS、R/W、E分别接到由P2口P22、P23、P24上面。3.7D触发器3.7.1D触发器构造及工作原理边沿D触发器：负跳沿触发主从RS触发器工作时，要在正跳沿前加入输入信号。若在CP在高电平期间输入端浮现了干扰信号，那么就会有也许使触发器状态工作出错。而边沿触发器只是容许在CP触发沿来到前一瞬间加入输入信号。这样，输入端受到干扰时间将大大缩短，受干扰也许性也会减少。边沿D触发器又可称为维持-阻塞边沿D触发器。其内部构造原理图如图3-19所示。该触发器是由6个与非门共同构成，其中G1和G2构成基本RS触发器。D触发器工作原理：风哥哥或搜谱额【跑了疯狂减肥咯发v噢噢门口从主线而共同好几家看看妈妈h推哦了联系怕怕怕怕怕你开心极了里女警噢噢均价高兴咯哦积极开咯噢噢ij以便裸考，里ivmx，可惜平方米v盲从v吗哦搜匹马米哦iojxlxllgigim富勒烯噢噢噢iikkkiddps师德师风个覅佛成本宝贝哥哥哥哥图3-12维持阻塞边沿D触发器SD和RD接至基本RS触发器输入端，分别是预置和清零端，低电平有效。当SD=0且RD=1时,无论输入端D为什么种状态，都会使Q=1，Q=0，即触发器置1；当SD=1且RD=0时，触发器状态为0,SD和RD普通又称为直接置1和置0端。咱们设它们均已加入了高电平，不影响电路工作。1．功能描述表3-11边沿D触发器状态转移真值表DQnQn+1阐明000输出状态与D端状态相似010101111表3-12D触发器状态转移图D触发器状态转移图工作波形图001D=0D=1D=0D=12.特性方程Qn+1=D3状态转移图本设计中D触发器作为二分频器使用。3.8电磁继电器工作原理、参数与选用电磁继电器是自动控制电路中惯用一种元件。事实上,它是与较小电流控制大电流自动开关。因而,广泛应用于电子设备。电磁继电器普通,铁芯线圈,一群或组接触簧片构成。接触有动、静触点接触点,劳动过程中行动就是普通所说动态接触,而不是静止动作称为接触。3.8.1电磁继电器工作原理当线圈通电后,铁芯被磁化产生足够电磁力、并且移动有限和驱动芦苇、动、静触头闭合或独立联系;当电源、电磁线圈吸消失,回到本来位置,有限动态接触和静态接触恢复到本来状态。只要需要控制电路应用对接触,它也许继电器控制电路。3.8.2电磁继电器参数1．额定工作电压和额定工作电流：这是指继电器工作线圈电压或电流。一种模型构造继电器是大体相似。为了适应各种不同电压回路应用程序,一种类型继电器普通有DuoZhong额定电压或电流额定工作规范和模式辨认。2．直流电阻：这是指线圈直流电阻。如果已知额定工作电流和直流电阻，便可以求出额定工作电压。3．吸合电流：是指继电器生产和最小电流抽吸作用。在实际运用中,使继电器吸闭上,给出可靠电压等于或高于额定电压效果。普通不不不大于1.5倍额定工作电压,否则,它将被烧毁线圈。4．释放电流：是指继电器产生最大当前版本行动。如果减少传递状态吸电流,当电流减少到一定限度、继电器回到未通电状态,这个过程称为释放继电器动作。最新版比吸关闭小电流。3.8.3电磁继电器选用1．先需要理解必要条件：(1)控制电路电源电压,能提供最大电流;(2)是控制电路电压和电流;(3)被控电路需要几组,什么样接触。选取继电器时候，普通控制电路电源电压可以作为选取基本上。控制电路应当可以提供充分工作电流,否则会使继电器自合不够稳定。2．查阅关于资料拟定了使用条件,可以查找有关资料,辨认继电器型号和规格号码。如果手头上已有了继电器，可根据资料检查继电器与否可以使用。最后考虑是一种恰当大小。3．注意器具容积。如果用于通用电器,除了考虑体积小状况,继电器重要考虑线路板安装布置。小电器,如玩具,遥控装置,应选取小型继电器产品。电磁式继电器涉及电压、电流继电器和继电器中间继电器。电压继电器是根据线圈电压大小和运动行程来工作继电器,平行并联于主电路作用保护电路中。电流继电器是依照大小电流线圈与运动传递、电路保护在串联电路功能。中间继电器是一种电压继电器,它是用来转换控制信号中间部件。它输入是线圈断电或者通电信号。其接触数量较多,可以变化所有多路复用信号达到规定。每个元素额定电流控制信号相似之处,大某些5~10A,小为3A。常用中间继电器重要有J27和J2。中间继电器额定电压为吸引线圈电压控制电路、通信是24V,36V、110V,127V,220V和380V、48V直流已经24V、220V,440V。本设计中执行机构模块采用220V交流电，固选用220V交流中间继电器。3.9光电隔离器光电隔离装置(OC)也被称为光耦合器。光耦合器光为媒体传播信号。它输入和输出信号有良好隔振效果,因此,它在各种电路中得到广泛应用。当前它已成为大多数物种而言,用途最广一种对光电转换器件。光耦合器普通由三某些构成:光发射、光接受和放大。输入信号驱动led,使特定波长光,光探测器接受和农产品流通,然后进一步放大后输出。它可以完毕电灯,electricity-the转换,从而起到输入、输出、分离效果。之间耦合引起输入和输出信号传播已经互相隔离,等特点,因而具备从一种优良电绝缘能力及抗干扰能力。和导致输入电流耦合工作类型属于低电阻元器件,因而具备很强共模抑制能力。因此,它在长期信息传递为结束种族隔离元件能大幅度提高信噪比。在计算机数字通信和实时控制作为信号隔离接口设备,能大大提高可靠性计算机工作。光耦合器重要长处是：信号传播中,输入和输出终端充分结识电气隔离输入、输出信号没有效果,抗干扰能力强、寿命长、传动效率高。在一块开关电源电路将解耦反馈线性光耦合器构成光,通过调节控制变化当前空虚,精密电压比目。光耦合器是光为媒介传播信号设备,它把一种发光二极管和光敏三极管、壳管式密封在一种,发光二极管和积极输入电压信号(>1.1V)会发光,光信号作用,在光敏三极管光无源生产基地晶体管传导、输出信号。本设计采用光电隔离芯片是ISP521,它脚和内部构造管如图3-20。图3-20光耦管脚及内部构造3.10电动机选取电动机原则是使电动机性能满足生产机械规定前提下，优先选用构造简朴、价格便宜、工作可靠、维护以便电动机。在这方面交流电动机优于直流电动机，交流异步电动机优于交流同步电动机，鼠笼式异步电动机优于绕线式异步电动机。负载平稳，对启动、制动无特殊规定持续运营生产机械，宜优先选用普通鼠笼式异步电动机，鼠笼式异步电动机广泛用于机械、水泵、风机等。深槽式和双鼠笼式异步电动机用于大中功率，规定启动转矩较大生产机械，如空压机、皮带运送机等。本设计中电动机作用是控制进水和放水，即用作水泵，选取普通鼠笼式异步电动机。该执行机构中用电磁继电器接通220V交流电来直接驱动电动机，故执行机构模块设计相对简朴。3.11电源由于工业生产过程中所用到电都是220V，这与本设计所需要电源是不符，因而要使用电压转换电路，将220V电压转换成设计中所用到+15V和+5V。电源模块如图3-21所示：图3-14电源模块第四章软件设计4.1方案软件设计本方案主程序流程图如下图4-1，开始开始初始化AD转化子程序读AD转化成果液位与否越限电动机执行报警显示结束NY图4-1主程序流程图本方案有测量模块、AD转换模块、键盘输入模块等。程序设计中应考虑各某些互相联系。在主程序中先进行初始化，初始化过程涉及CPU开中断，容许外部0、1中断，设定外部中断触发方式为边沿触发，容许T0中断，设定计数器工作于方式2，给计数器设定初值为全1，起动计数器，中断优先级设定，其中设定外部中断1、计数器T0为高档中断，令K=0(用K来检测与否有键按下，当有数字键按下时K=1)。1.测量模块：该方案中由液位传感器LM1042实现非电量向电量转化。2.AD转换模块：该某些重要由软件完毕，ADC0809转化成果存在8155存储器中，单片机将十六进制成果解决后使得要显示液位某些成果存在于一种数组WH[]中。3.键盘输入模块：键盘采用线反转法，扫描法需要逐列扫描查询，依照键不同位置，每次查询位置不同样。如果按下键位于最后一列，则要通过多次扫描查询才干获得该键位置。而线反转法比较以便，无论被按键位于第一列还是最后一列，都只通过两步就可获得此键位置。线反转法原理图如下图4.2所示：图4-2线反转法原理图图中硬件采用中断方式工作，硬件中断与8I/O口,构成了一种4×4键盘。假设图中虚线为钥匙,反演环节如下。将D3~D0集上输入线、D7D4将于~输出线,使I/O输出信号D7~D4为0000。如果有一种按键途径,世界之门输出为低水平,CPU中断,说一种键盘键。与此同步,D3D0输入数据从存储器在一种单元,其中0是一种相应按键列位置。将第一步方向传播转过身来,要将输入行D7~~D0D4D3组,输出线。使I/O端口输出数据单元(即N。D3能有几核心位置D0列,然后看)I/O。数据,到内存N+1单位、数据存储在D4D7~在0级相应一种是按下这个按钮位置。最后,将D0D3~单位和N+1单位D7~D4拼接起来按按钮到键值。单片机应用系统,任何I/O口或扩展I/O口均可构成一种决定性键盘。典型键盘接口具备普遍I/O口,扩大延伸口和特殊串行瞧键盘芯片行列式键盘。键盘和鉴定应用系统普通有监视器,为了节约I/O口线,经常显示电路和决定性键盘做一种接口电路。这个环节:将被列为输出线,行行行行作为输入。所有输出线为0,在这个时间线低层次按钮在管道上,如果不线为0,则没有键;第一步,即行依次输出线,列为输入行线。为所有线条为0,这次清单低水平核心在线列。到当前为止,将拟定了核心位置(X,Y)。使用时,然后在P33按钮下设立闹钟依照,按级别上限后产生中断。然后在一种TIME0(意思是在开关从A到B触发输出时拉上产生一种下降,产生中断,沿着CPU中断解决程序设立闹钟水平打电话下限。这里是由计时器0内部中断扩展到外部中断。两处中断均调用中断服务子程序扫描键盘，上限值存在数组e[]中，下限值存在数组f[]。键盘中断解决子程序流程图如下：开始开始K=1键盘输入值给MShi十位值存于数组中K=0K=1键盘输入值给MGe个位值存于数组中输入上限送1602显示NNYY结束图4-3键盘输入报警上限中断解决流程图每次调用中断服务子程序时均需扫描键盘，以获得键值，键盘扫描子程序如下：开始开始按键与否按下记录行号延时10ms按键与否按下记录列号获得按键位置按键值存入数组NYYN键盘扫描子程序结束图4-4键盘扫描流程图4.报警模块：当液位低于键盘输入下限时给BUZZER高电平，蜂鸣器发声报警，给LEVEL低电平，开闸进水；当液位高于键盘输入上线时也给BUZZER高电平，蜂鸣器发声报警，给LEVEL低电平，开闸放“水”。图4-5报警模块电路图5.执行模块：该某些由光电隔离器、固态继电器及抽水电机或加热电阻构成。当液位过低时单片机给LEVEL低电平，发光二极管导通发光，光敏三极管导通，使Q1导通，光电隔离继电器吸合，电机动作。执行机构示意图如下所示：图4-6执行机构原理图6.显示模块开始1602初始化开始1602初始化显示WaterLvel显示液位所占比例显示子程序结束图4-71602显示流程图液晶显示屏1602初始化过程应严格按照其时序进行，1602初始化流程图如下：开始开始设立显示模式延时关显示延时清屏延时开显示延时初始化结束图4-81602初始化流程图各模块互相联系，共同作用，测量模块将测得数据给AD转换模块，转换成果存于8155中，键盘模块输入报警液位上下限，单片机将测得液位与键盘输入液位比较，以决定与否报警。AD转化成果有单片机控制交与显示模块显示。第五章结论 通过几种月努力，毕业设计终于接近尾声。作为大学最后一堂课，它工作量必定不小。一方面是课题选定，一开始我题目是基于Matlab倒立摆系统，由于，我对单片机兴趣要不不大于Matlab，在争取刘教师批准后，我题目改为基于单片机液位控制系统。之后便是海量收集材料，在图书馆我翻阅了大量关于单片机书，特别是简介AT89S51课本，再者就是关于C51书。再是方案拟定，电路图设计，接下来一阶段便是程序编写，由于选用了C语言，程序编写相对来说简朴了某些。 整个毕业设计过程中，我学到了诸多诸多知识。这些对于后来学习、工作均有非常大协助。 第一，对单片机有了较为系统结识。对单片机I/O口、中断、定期计数器及某些外围设备如并行接口8155、模数转换器ADC0809等已能纯熟运用。 第二，重新复习了PROTEL，C语言等运用，对她们结识又有了新提高。 第三，对某些输入输出设备如键盘、液晶显示屏原理和使用有了新结识。第四，就是掌握了某些收集资料办法。毕业设计准备过程中，我翻阅了大量关于单片机，C语言，液位传感器等资料，掌握了一定收集资料办法、技巧。 该设计中除了实物没有调试出来以外，尚有其她某些小局限性。日后我一定加强学习，不断丰富自已知识，以期不再发生类似状况。 附录一程序清单#include<reg51.h>#include<stdio.h>#include<absacc.h>#defineucharunsignedchar #defineuintunsignedint#defineDataPort8155PAsbitBUZZER=P3^1;sbitLEVEL=P3^5;sbitLCM_RS=P2^2;sbitLCM_RW=P2^3;sbitLCM_EN=P2^4;intk;/********************************************************************ADC子程序********************************************************************/voidadc0809(){ucharxdata*ADC;uchari;ADC=3F00H;ADCdata=9F00H;i=1;//ADC需要1个模仿输入通道*ADC=i;//启动ADC}/********************************************************************键盘扫描子程序********************************************************************/intKeyScan(){inthang;intlie;intm；intnum[3][4]={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,0,0};longi;P1=0xf0;//列输出全0if((P1&0xf0)!=0xf0)//扫描行，如果不相等，则有键按下{switch(P1){case0xe0:hang=1;break;case0xd0:hang=2;break;case0xb0:hang=3;break;default:break；}}for(i=10000;i>0;i--);//延时去抖动P1=0x8f;//只令P16,P15,P14为0，P17不能为0,行输出全0if((P1&0x8f)!=0x8f)//列扫描，如果不相等，则确认按键按下{switch(P1){case0x8e:lie=1;break;case0x8d:lie=2;break;case0x8b:lie=3;break;case0x87:lie=4;break;default:break；}m=num[hang][lie];k=1;}else{k=0;}}/********************************************************************LCD显示子程序********************************************************************//*******************初始化子程序*******************/voidInitlcd(void){WriteCommandLcm(0x38,0);Delay5ms();WriteCommandLcm(0x38,0);Delya5ms();WriteCommandLcm(0x38,0);Delya5ms();WriteCommandLcm(0x38,1);WriteCommandLcm(0x08,1);WriteCommandLcm(0x01,1);WriteCommandLcm(0x06,1);WriteCommandLcm(0x0c,1);}/*******************5ms延时子程序*******************/voidDelay5ms(void){uinti=5552;while(i--);}/*******************忙检测子程序*******************/voidWaitForEnable(void){DataPort=0xff;LCM_RS=0;LCM_RW=1;nop_();LCM_EN=1;_nop_();_nop_();while(DataPort&0x80);LCM_EN=0；}/********************写数据子程序********************/voidWriteDataLcm(uchardataw){WaitForEnable();LCM_RS=1;LCM_RW=0;_nop_();DataPort=dataw;_nop_();LCM_EN=1;_nop_();_nop_();CM_EN=0;}/*****