自動給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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--.自動給水統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要單片機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用給現(xiàn)代工業(yè)測控領(lǐng)域帶來了一次新的技術(shù)革命，自動化、智能化均離不開單片機(jī)的應(yīng)用年來模糊控制在許多控制應(yīng)用中都取得了成功糊控制應(yīng)用于控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)不需要知道被控對象精確的數(shù)學(xué)模型于許多無法建立精確數(shù)學(xué)模型的復(fù)雜系統(tǒng)能獲得較好的控制效果同時(shí)又能簡化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)因此，在水箱水位自動控制系統(tǒng)中，模糊控制就成為較好的選擇。本文主要論述了應(yīng)用模糊控制理論控制水箱水位系統(tǒng)先詳盡的介紹了模糊控制理論的相關(guān)知識此基礎(chǔ)上提出了用模糊理論實(shí)現(xiàn)對水箱水位進(jìn)行控制的方案立了簡單的基于水箱水位的模糊控制器數(shù)學(xué)模型介紹了基于單片機(jī)的水位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及其相關(guān)內(nèi)容系統(tǒng)屬于典型的基于單片機(jī)的大慣性環(huán)節(jié)的PID閉環(huán)控制裝置，通用性很強(qiáng)，在工業(yè)過程控制中有著廣泛的應(yīng)用控制系統(tǒng)中引入單片機(jī)，可以充分利用單片機(jī)在對采集數(shù)據(jù)加以分析并根據(jù)所得結(jié)果做出邏輯判斷等方面的能力，編制出符合某種技術(shù)要求的控制程序、管理程序，實(shí)現(xiàn)對被控參數(shù)的控制與管理用單片機(jī)對水位進(jìn)行控制不僅具有控制方便單和靈活性大等優(yōu)點(diǎn)可以大幅度提高被控系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大的提高產(chǎn)品的質(zhì)量。關(guān)鍵詞：水位控制MCS-8051EPROM744874LS164--總結(jié)資料

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--.AbstractThedevelopmentandapplicationofMCU(MicroControlUnit)havemadeagreatchangeinmanyfieldsofmodernindustrialdetectandcontrol.Becauseofthesmallscale,lowpriceandhighefficiencyofMCU,heprocessofproducing.Current,voltage,temperatureandpressureareusuallytheparametertobemonitored.ThedesignofwaterlevelcontrolsystembasedonMCUofisintroducedinthispaper.Astypicaldesigninlargeinertiacontrolsystem,thedesignneedstheknowledgeofautomationtheories,analoganddigitalelectronics.AdigitalPIDcontrollerisusedinthesystem,whichiscalledDDC(directdigitalcontrol)system.TheDDCsystemcannotonlyreplacetheanalogsystem,butalsocanrealizethemoreplicatedrulesofcontrolthroughchangingtheprogramofsoftware,notevenchangingaponentintheelectrocircuit.ItcanimprovereliabilityofthewholewaterlevelwhichcontrolledbytheMCUisnotonlyconvenient,advantagebutalsoraisetechnologyParameterofthesystemcontrolled,thusqualityoftheproductcouldraisegreatly.Keywords:

MCS-8051,EPROM7448,74LS164,waterlevelcontrol目錄摘要I目錄II--總結(jié)資料

--.前言11緒論21.1課題的提出及意義21.2單片機(jī)的概述及發(fā)展趨勢31.3水箱水位控制系統(tǒng)組成及原理41.3.1水箱水位控制系統(tǒng)組成41.3.2水箱水位控制系統(tǒng)的原理52系統(tǒng)硬件的選擇及其功能特性62.1MCS-51單片機(jī)的結(jié)構(gòu)62.2MCS-51單片機(jī)的引腳及其功能82.3MCS-51單片機(jī)存儲器配置102.3.1MCS-51內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器102.3.2對8051擴(kuò)展的外部程序存儲器122.4MCS-51單片機(jī)的時(shí)序142.5LED發(fā)光二極管15

-2.6

水泵的介紹3硬件電路的設(shè)計(jì)20-

-總結(jié)資料

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--.3.1時(shí)鐘電路203.2復(fù)位電路223.3水位采集電路設(shè)計(jì)243.4報(bào)警電路設(shè)計(jì)263.5控制電機(jī)電路273.6看狗技術(shù)3.7系統(tǒng)總電路314軟件設(shè)計(jì)324.1概述324.2主程序設(shè)計(jì)框圖334.2.1主程序流程圖334.2.2源程序代碼34總結(jié)35致謝37參考文獻(xiàn)36-

-總結(jié)資料

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--.前言隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展單片微型計(jì)算機(jī)的功能也不斷增強(qiáng)許多高性能的新型機(jī)種不斷涌現(xiàn)出來。單片機(jī)以其功能強(qiáng)、體積小、可靠性高造價(jià)低和開發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)成為自動化和各個測控領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的器件在工業(yè)生產(chǎn)中成為必不可少的器件尤其是在日常生活中發(fā)揮的作用也越來越大。在水箱水位控制系統(tǒng)中，單片機(jī)更是起到了不可替代的核心作用。在工業(yè)生產(chǎn)中如：鍋爐、蒸汽機(jī)等，在日常生活中如:自動水位電熱水器,都用到以單機(jī)（小型（大型）作為主控芯片來實(shí)現(xiàn)自動控制水位的原理。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，在工業(yè)中，上述設(shè)備對水位的控制要求越來越高隨著人們生活水平的提高對日常用品的自動化也提出了更高的要求，單片機(jī)的不斷更新?lián)Q代，滿足了上述的要求，達(dá)到自動控制的目的。水位控制系統(tǒng)在各個領(lǐng)域上都有廣泛應(yīng)用然其結(jié)構(gòu)簡單但由于控制過程具有多變量，大滯后，時(shí)變性等特點(diǎn)，且在控制過程中系統(tǒng)會受到各種不確定因素的影響，難于建立精確的數(shù)學(xué)模型。雖然自適應(yīng)、自校正控制理論可以對缺乏數(shù)學(xué)模型的被控對象進(jìn)行識別但這種遞推法復(fù)雜，實(shí)時(shí)性差。近年來模糊控制在許多控制應(yīng)用中都取得了成功模糊控制應(yīng)用于控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)不需要知道被控對象精確的數(shù)學(xué)模型對于許多無法建立精確數(shù)學(xué)模型的復(fù)雜系統(tǒng)能獲得較好的控制效果同時(shí)又能簡化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)因此在水箱水位自動控制系統(tǒng)中模糊控制就成為較好的選擇。本文主要論述了應(yīng)用模糊控制理論控制水箱水位系統(tǒng)先詳盡的介紹了模糊控制理論的相關(guān)知識在此基礎(chǔ)上提出了用模糊理論實(shí)現(xiàn)對水箱水位進(jìn)行控制的方案建立了簡單的基于水箱水位的模糊控制器數(shù)學(xué)模型。溫度、壓力，流量和液位是四種最常見的過程變量。其中液位是一個非常重要的過程變量。在機(jī)械控制系統(tǒng)尤為重要,液位控制不好就可能引起生產(chǎn)安全產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量等一系列問題目前在很多場合下，--總結(jié)資料

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--.液位已成為非常關(guān)鍵的因素許多物理特性的變化都直接反映在液位的升降上因此對液位的監(jiān)測的意義越來越大單片機(jī)對水位的控制問題是一個工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常會遇到的問題。此次畢業(yè)實(shí)習(xí)畢業(yè)設(shè)計(jì)第一階段的主要工作是學(xué)習(xí)有關(guān)單片機(jī)水位控制系統(tǒng)的基本知識了解單片機(jī)水位控制系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)并在此基礎(chǔ)上選擇了使8051單片機(jī)作為核心設(shè)計(jì)，并學(xué)7448模擬電子技術(shù)等方面的知識。這是課題研究的基礎(chǔ)性內(nèi)容。第二階段是在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下設(shè)計(jì)出具體的電路并確定滿足具體技術(shù)指標(biāo)的軟件掌握電路中重要器件的使用方法以及編寫出水位檢測程序，延時(shí)子程序。通過教師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)的各項(xiàng)任務(wù)，成功完成單片機(jī)水位控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。1緒論1.1課的出意隨著自動化技術(shù)的迅速發(fā)展和人們生活水平及需要的不斷提高來越多的自動控制設(shè)備走入了大家的生活自動控制設(shè)備的設(shè)計(jì)技術(shù)要求也越來越高所以本次畢業(yè)設(shè)計(jì)選擇水箱水位控制系統(tǒng)傳統(tǒng)的自動水位控制系統(tǒng)采用電子線路完成設(shè)計(jì)那樣存在布線非常麻煩而且由于線路多的原因統(tǒng)的穩(wěn)定性較差來由于單片機(jī)的發(fā)展迅速，幾乎所有的自動控制系統(tǒng)都可以通過單片機(jī)以及部分電子器件來設(shè)計(jì)。而單片機(jī)以其功能強(qiáng)體積小可靠性高造價(jià)低和開發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)，成為自動化和各個測控領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用的器件工業(yè)生產(chǎn)中成為必不可少的器件尤其是在日常生活中發(fā)揮的作用也越來越大因此課題采用單片機(jī)完成對水箱水位控制系統(tǒng)的控制中心的設(shè)計(jì)樣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就原來人工控制半自動控制轉(zhuǎn)變?yōu)槿詣涌刂茖⒂稍瓉韨鹘y(tǒng)的純硬件轉(zhuǎn)變?yōu)橛布c軟件的結(jié)合減輕了原來的布線難度而系統(tǒng)的穩(wěn)定性會更好。課題設(shè)定了水位的上限值，下限值，并對水位進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，--總結(jié)資料

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--.并通過串行口傳輸?shù)娇刂浦行?，以達(dá)到對水位進(jìn)行控制的目的。1.2單機(jī)概及展勢單片機(jī)是指一個集成在一塊芯片上的完整計(jì)算機(jī)系統(tǒng)管他的大部分功能集成在一塊小芯片上是它具有一個完整計(jì)算機(jī)所需要的大部分部件：CPU、內(nèi)存、內(nèi)部和外部總線系統(tǒng)，目前大部分還會具有外存。同時(shí)集成諸如通訊接口、定時(shí)器，實(shí)時(shí)時(shí)鐘等外圍設(shè)備。而現(xiàn)在最強(qiáng)大的單片機(jī)系統(tǒng)甚至可以將聲音圖像網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜的輸入輸出系統(tǒng)集成在一塊芯片上。單片機(jī)也被稱為微控制器(Microcontroller)由芯片內(nèi)僅有CPU的專用處理器發(fā)展而來。最早的設(shè)計(jì)理念是通過將大量外圍設(shè)備和CPU集成在一個芯片中使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更小更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對體積要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。單片機(jī)是70年代中期發(fā)展起來的一種大規(guī)模集成電路芯片，是CPU、RAM、ROM接口和中斷系統(tǒng)集成于同一硅片的器件。單片機(jī)用于控制有利于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制的最小化和單片化，簡化一些專用接口電路如編程計(jì)數(shù)器鎖相（PLL擬開關(guān)A/D和D/A變換器、電壓比較器等組成的專用控制處理功能的單板式微系統(tǒng)。單片機(jī)是所有微處理機(jī)中性價(jià)比最高的一種，隨著種類的不斷全面，功能不斷完善，其應(yīng)用領(lǐng)域也迅速擴(kuò)大。單片機(jī)在智能儀表、實(shí)時(shí)控制、機(jī)電一體化、辦公機(jī)械、家用電器等方面都有相當(dāng)?shù)膽?yīng)用領(lǐng)域。當(dāng)前，位單片機(jī)主要用于工業(yè)控制，如溫度、壓力、流量、計(jì)量和機(jī)械加工的測量和控制場合；高效能的16位單片機(jī)（如MCS-96、MK-68200可用在更復(fù)雜的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)?？梢哉f，微機(jī)測控技術(shù)的應(yīng)用已滲透到國民經(jīng)濟(jì)的各個部門機(jī)測控技術(shù)的應(yīng)用是產(chǎn)品提高檔次和推陳出新的有效途徑。縱觀單片機(jī)的發(fā)展過程，可以預(yù)示單片機(jī)的發(fā)展趨勢，大致有：1．低功耗CMOS化MCS-51系列的8051推出時(shí)的功耗達(dá)630mW，而現(xiàn)在的單片機(jī)普遍都在100mW左右，隨著對單片機(jī)功耗要求越來越低，現(xiàn)在的各個單片機(jī)制造商基本都采用了CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體工藝--總結(jié)資料

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--.雖然功耗較低，但由于其物理特征決定其工作速度不夠高，而CHMOS則具備了高速和低功耗的特點(diǎn)適合于在要求低功耗像電池供電的應(yīng)用場合。所以這種工藝將是今后一段時(shí)期單片機(jī)發(fā)展的主要途徑。2．微型單片化常規(guī)的單片機(jī)普遍都是將中央處理器(CPU)隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(RAM)只讀程序存儲器(ROM)、并行和串行通信接口，中斷系統(tǒng)、定時(shí)電路時(shí)鐘電路集成在一塊單一的芯片上增強(qiáng)型的單片機(jī)集成了如A/D轉(zhuǎn)換器PMW(脈寬調(diào)制電路WDT(看門狗有些單片機(jī)將LCD(晶)驅(qū)動電路都集成在單一的芯片上，這樣單片機(jī)包含的單元電路就更多，功能就越強(qiáng)大。甚至單片機(jī)廠商還可以根據(jù)用戶的要求量身定做，制造出具有自己特色的單片機(jī)芯片。3．主流與多品種共存現(xiàn)在雖然單片機(jī)的品種繁多各具特色但仍以MCS-51為核心的單片機(jī)占主流容其結(jié)構(gòu)和指令系統(tǒng)的有PHILIPS公司的產(chǎn)品公司的產(chǎn)品和中國XX的WinBond系列單片機(jī)。以8051為核心的單片機(jī)占據(jù)了半壁江山，在一定的時(shí)期內(nèi)，這種情形將得以延續(xù)，將不存在某個單片機(jī)一統(tǒng)天下的壟斷局面走的是依存互補(bǔ)，相輔相成、共同發(fā)展的道路。1.3水水控系組及理1.3.1箱位制統(tǒng)成單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)是以單片機(jī)為核心，配以輸入、輸出、顯示、控制等外圍電路和軟件能實(shí)現(xiàn)一種或多種功能的實(shí)用系統(tǒng)它除了有單片機(jī)芯片以外，還有許多的外圍電路如果再配一系列程序，便可以完成很多功能。所以說單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)是由硬件和軟件組成的硬件是應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)，軟件則在硬件的基礎(chǔ)上對其資源進(jìn)行合理調(diào)配和使用，從而完成應(yīng)用系統(tǒng)所要求的任務(wù)二者相互依賴缺一不可。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的組成如圖1.1所示。--總結(jié)資料

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--.單片系統(tǒng)單片機(jī)

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接口電路及外設(shè)等

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軟件硬件圖1.1單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的組成由此可見片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)人員必須從硬件和軟件兩個角度來深入了解單片機(jī)并能夠?qū)⒍哂袡C(jī)結(jié)合起來才能形成具有特定功能的應(yīng)用系統(tǒng)或整機(jī)產(chǎn)品。1.3.2水箱水位制系統(tǒng)原理該控制系統(tǒng)在水箱內(nèi)的三個不同水位高度安裝了三根金屬棒圖1.2所示，其中A棒處于下限水位以下，C棒處于上限水位，B棒在下限水位處。棒+5V電源棒通過一個電阻接地。水箱由電機(jī)帶動水泵供水，單片機(jī)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動以達(dá)到控制水位的目的。供水時(shí)，水位上升。當(dāng)達(dá)到上限時(shí)，由于水的導(dǎo)電作用、C棒連通了5V。因此b、c兩端高電平（1狀態(tài)時(shí)應(yīng)使電機(jī)停止，不再給水箱供水。當(dāng)水位下降到下限時(shí)，都能與A棒導(dǎo)通，因此、c兩端狀態(tài)為0。這時(shí)應(yīng)啟動電機(jī)給水箱供水。當(dāng)水位處于上下限之間時(shí)棒與棒導(dǎo)通b端為1狀態(tài)而C棒不能與A棒導(dǎo)通C端為0狀態(tài)這時(shí)，無論電機(jī)是運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)還是停止?fàn)顟B(tài)都應(yīng)維持原狀態(tài)不變。作為一個--總結(jié)資料

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--.整體的系統(tǒng)來說，僅僅有圖所示的框圖是不夠的，它只是系統(tǒng)的一部分。整體的系統(tǒng)還應(yīng)包括系統(tǒng)的工作軟件串口程序，對單片機(jī)的控制程序等要實(shí)現(xiàn)這部分內(nèi)容必須設(shè)計(jì)出相應(yīng)的程序本論文的后續(xù)章節(jié)所要論述的就是系統(tǒng)的硬件電路的設(shè)計(jì)。圖1.2水箱水位控制原理圖2系統(tǒng)件的擇及其能特2.1MCS-51單機(jī)結(jié)當(dāng)今時(shí)代，單片機(jī)使用最為廣泛為MCS-51單片機(jī)。即：8051單片機(jī)，其基本組成（參見圖中央處理器、程序存儲器ROM)、數(shù)據(jù)存儲器(RAM)、定/數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線。1．中央處理器（CPU）中央處理器是單片機(jī)的核心，完成運(yùn)算和控制功能。中央處理器--總結(jié)資料

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--.是整個單片機(jī)的核心部件，是8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)或代碼CPU責(zé)控制指揮和調(diào)度整個單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出功能等操作。2．內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器（內(nèi)部RAM）8051芯片中共有256個RAM單元，但其中后128單元被專用寄存器占用能作為寄存器供用戶使用的只是前128單元用于存放可讀寫的數(shù)據(jù)，簡稱內(nèi)部RAM。電路

計(jì)數(shù)器

統(tǒng)P1P2P3TXDRXDINT0圖2.1MCS-51單片機(jī)結(jié)構(gòu)框圖3．外部程序存儲器（外部ROM8051內(nèi)部無程序存儲器須外接程序存儲器題中選用了7448用于存放程序、原始數(shù)據(jù)或表格。4．定時(shí)/計(jì)數(shù)器8051共有兩個16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器以實(shí)現(xiàn)定時(shí)或計(jì)數(shù)功能并以其定時(shí)或計(jì)數(shù)結(jié)果對計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。5．并行I/O口MCS-51有4個8位的I/O口（P0、P2、P3實(shí)現(xiàn)外部數(shù)據(jù)的并行輸入/輸出。在實(shí)訓(xùn)中我們已經(jīng)使用了P1口，通過P1口連接8個發(fā)光二極管。6．串行口MCS-51片機(jī)有一個全雙工的串行口，以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)和其它設(shè)備--總結(jié)資料

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--.之間的串行數(shù)據(jù)傳送該串行口功能較強(qiáng)既可作為全雙工異步通信收發(fā)器使用，也可作為同步移位器使用。7．中斷控制系統(tǒng)MCS-51片機(jī)的中斷功能較強(qiáng)以滿足控制應(yīng)用的需要8051共有5個中斷源，即外中斷兩個，定時(shí)計(jì)數(shù)中斷兩個，串行中斷一個。全部中斷分為高級和低級共兩個優(yōu)先級別。8．時(shí)鐘電路MCS-51片的內(nèi)部有時(shí)鐘電路，但石英晶體和微調(diào)電容需外接。時(shí)鐘電路為單片機(jī)產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖序列。系統(tǒng)允許的晶振頻率一般為6MHz和12MHz。從上述內(nèi)容可以看出，MCS-51雖然是一個單片機(jī)芯片，但作為計(jì)算機(jī)應(yīng)該具有的基本部件它都包括因此實(shí)際上它已是一個簡單的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)了。2.2MCS-51單機(jī)引及功MCS-51是標(biāo)準(zhǔn)的40引腳雙列直插式集成電路芯片，引腳排列請參見圖2.21．信號引腳介紹MCS-51系列單片機(jī)中的8031及8751均采用40Pin封裝的雙列直接DIP結(jié)構(gòu)，右圖是它們的引腳配置，40個引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時(shí)鐘線兩根4組8位共32個I/O口，中斷口線與P3口線復(fù)用。輸入輸出(I/O)腳P0.0～P0.7：P0口8位雙向口線。P1.0～P1.7：P1口8位雙向口線。P2.0～P2.7：P2口8位雙向口線。P3.0～P3.7：P3口8位雙向口線。--總結(jié)資料

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-1234567891011121314151617181920

-.P1.0P1.1P0.0P1.2P0.1P1.3P0.2P1.4P0.3P1.5MCSP0.4P1.6P0.5P1.7P0.6RST/VpdP0.7EA/VpTXD/P3.1ALE/PROG2PSENINT1/P3.P2.7P2.6P2.5P3.6P2.4RD/P3.P2.3P2.2P2.1P2.0圖2.2單機(jī)的引腳

4039383736353433323130292827262524232221ALE：地址鎖存控制信號。在系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)用于控制把P0口輸出的低8位地址鎖存起來，以實(shí)現(xiàn)低位地址和數(shù)據(jù)的隔離。：外部程序存儲器讀選通信號。在讀外ROM時(shí)，有效（低電平以實(shí)現(xiàn)外部ROM單元的讀操作。EA：訪問程序存儲控制信號。當(dāng)信號為低電平時(shí)，對ROM的讀操作限定在外部程序存儲器；當(dāng)信號為高電平時(shí)，對ROM的讀操作是從內(nèi)部程序存儲器開始，并可延至外部程序存儲器。RST：復(fù)位信號。當(dāng)輸入的復(fù)位信號延續(xù)兩個機(jī)器周期以上的高電平時(shí)即為有效，用以完成單片機(jī)的復(fù)位初始化操作。VSS地線，VCC：+5V電源。2．信號引腳的第二功腳由于工藝及標(biāo)準(zhǔn)化等原因芯片的引腳數(shù)目是有限制的但單片機(jī)為實(shí)現(xiàn)其功能所需要的信號數(shù)目卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過此數(shù)此就出現(xiàn)了需要與可能的矛盾，給一些信號引腳賦以雙重功能。除了第一功能根據(jù)需要再定義它的第二功能。下面介紹一些信號引腳的第二功能。(1)P3口線的第二功能P3的8條口線都定義有第二功能，詳見表2.1。(2)EPROM存儲器程序固化所需要的信號。有內(nèi)部EPROM的單片機(jī)芯片（例如8751寫入程序需提供專門的編程脈沖和編程電源，這些信號也是由信號引腳以第二功能的形式提供的，即：--總結(jié)資料

--.編程脈沖：30腳（ALE/）編程電壓（25V腳（）表2-1P3口各引腳與第二功能表

-引腳P3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7

端口TXDT0T1

第二功能串行數(shù)據(jù)接收串行數(shù)據(jù)發(fā)送外部中斷0申外部中斷1申定時(shí)/數(shù)器0外部輸入定時(shí)/數(shù)器1外部輸入外部RAM寫選通外部RAM讀選通2.3MCS-51單機(jī)儲配部據(jù)儲MCS-51單片機(jī)的芯片內(nèi)部有RAM和ROM兩類存儲器，即所謂的內(nèi)部RAM和內(nèi)部ROM首先分析內(nèi)部RAM。1．內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器低128個單元8051的內(nèi)部RAM共有256個單元，通常把這256個單元按其功能劃分為兩部分：低128單元（單元地址00H～7FH）和高128單元（單元地址80H～FFH2.2所示為低128單元的配置圖。表2.2片RAM配置30H~7FH20H~2FH18H~1FH10H~17H08H~0FH00H~07H

數(shù)據(jù)緩沖區(qū)位尋址區(qū)（）工作寄存器3區(qū)（R7~R0）工作寄存器2區(qū)（R7~R0）工作寄存器1區(qū)（R7~R0）工作寄存器0區(qū)（R7~R0）低128單元是單片機(jī)的真正RAM存儲器，按其用途劃分為寄存器區(qū)、位尋址區(qū)和用戶RAM區(qū)三個區(qū)域。(1)寄存器區(qū)8051共有4組寄存器組8個寄存單各為8以R0～--總結(jié)資料

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--.R7作寄存單元編號，占據(jù)內(nèi)部RAM的00H～1FH單元地址。(2)位尋址區(qū)內(nèi)部RAM的單元，既可作為一般RAM單元使用，對單元中每一位進(jìn)行位操作此稱之為位尋址區(qū)址區(qū)共有16個單元，計(jì)128位，地址為00H～7FH。(3)用戶RAM區(qū)在內(nèi)部RAM低128單元中通用寄存器占去32個單元位尋址區(qū)占去16個單元，剩下80個單元，這就是供用戶使用的RAM區(qū)，其單元地址為30H～7FH2．內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器高128單元內(nèi)部RAM的高128單元是供給專用寄存器使用的，其單元地址為80H。因這些寄存器的功能已作專門規(guī)定，故稱之為專用寄存器（SpecialFunctionRegister可稱為特殊功能寄存器。(1)專用寄存器（SFR）簡介8051共有21個專用寄存器，現(xiàn)把其中部分寄存器簡單介紹如下：1)程序計(jì)數(shù)—ProgramCounter一個16位的計(jì)數(shù)器，自動加1功能，用來控制程序的執(zhí)行順序；PC沒有地址，是不可尋址的，用戶無法對它進(jìn)行讀寫，但可以通過轉(zhuǎn)移、調(diào)用、返回等指令改變其內(nèi)容，以實(shí)現(xiàn)程序的轉(zhuǎn)移。2)累加器（ACC—Accumulator加器為8位寄存器，是最常用的專用寄存器，功能較多，地位重要。它既可用于存放操作數(shù)，也可用來存放運(yùn)算的中間結(jié)果。3)B存器。寄存器是一個8位寄存器，主要用于乘除運(yùn)算。乘法運(yùn)算時(shí)，存數(shù)。乘法操作后，乘積的高8位存于B中，除法運(yùn)算時(shí)，B存除數(shù)。除法操作后，余數(shù)存于B中。4)程序狀態(tài)（PSWProgramStatus狀態(tài)字是一個8位寄存器，用于存放程序運(yùn)行中的各種狀態(tài)信息。PSW各位定義如下：表2.3PSW的地定義PSW位址字節(jié)址

D7HCY

D6HAC

D5HF0

D4HRS1

D3HRS0

D2HOV

D1HF1

D0HP除PSW.1位保留未用外，其余各位的定義及使用如下：CY（PSW.7）—進(jìn)位標(biāo)志位。CY是PSW中最常用的標(biāo)志位，其--總結(jié)資料

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--.功能是存放算術(shù)運(yùn)算的進(jìn)位標(biāo)志，進(jìn)行加或減運(yùn)算。（PSW.6輔助進(jìn)位標(biāo)志位戶標(biāo)志位和（，PSW.3——寄存器組選擇位它們被用于選擇CPU前使用的通用寄存器組共有4組。單片機(jī)上電或復(fù)位后，RS1RS0=00。OV（PSW.2）—出標(biāo)志位。5)數(shù)據(jù)指針（DPTR據(jù)指針為16位寄存器。編程時(shí)，DPTR既可以按16位寄存器使用，也可以按兩個8位寄存器分開使用。6)堆棧指針SPStackPointer棧是一個特殊的存儲區(qū)，用來暫存數(shù)據(jù)和地址，它是按“先進(jìn)后出”的原則存取數(shù)據(jù)的。(2)專用寄存器中的字節(jié)尋址和位地址MCS-51系列單片機(jī)有21個可尋址的專用寄存器，其中有11個專用寄存器是可以位尋址的。對此問題作如下說明：1)21個可字節(jié)尋址的專用寄存器是不連續(xù)地分散在內(nèi)部RAM高128單元之中，盡管還余有許多空閑地址，但用戶并不能使用。2)程序計(jì)數(shù)器PC不占據(jù)RAM單元，它在物理上是獨(dú)立的，因此是不可尋址的寄存器。3)對專用寄存器只能使用直接尋址方式，書寫時(shí)既可使用寄存器符號，也可使用寄存器。2.3.28051擴(kuò)的部序儲7448是一種4kx8位紫外線擦除電可編程只讀存儲器，數(shù)據(jù)存儲器空間地址為0000H～0FFFH，片外最多可擴(kuò)至64KBROM/EPROM，其地址為1000H～FFFFH，可以從0000H開始編址。2732管腳排列如圖下所示。--總結(jié)資料

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--.圖2.3管排列其中：～A11——12位地址線，可尋址4k字節(jié)；D0～D7——位數(shù)據(jù)線；——片選信號；OE——輸出允許信號；V——編程電源；PPV——電源（＋5VCCGND——地。需要說明的是：1．計(jì)算機(jī)的工作是按照事先編制好的程序命令條條循序執(zhí)行的，程序存儲器就是用來存放這些已編好的程序和表格常數(shù)由只讀存儲器ROM或EPROM組成。2．單片機(jī)使用程序計(jì)數(shù)器PC（ProgramCounter作為程序存儲器的地址指針，且PC總是指向?qū)⒁獔?zhí)行的下一條指令所在的程序存儲器單元地址。3實(shí)際應(yīng)用時(shí)程序存儲器的容量分別是0000H單元是系統(tǒng)的起始地址，0003H、0013H、001BH和0023H應(yīng)5種中斷源的中斷服務(wù)入口地址。程序存儲器中的復(fù)位和中斷源共6個固定的入口地址見表2.4。--總結(jié)資料

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--.表2.4MCS51單機(jī)復(fù)位、中斷入口地址操作復(fù)位外部中斷定時(shí)器計(jì)數(shù)器0溢外部中斷定時(shí)器計(jì)數(shù)器1溢串行口中斷定時(shí)器計(jì)數(shù)器2溢或T2EX端負(fù)跳變2.4MCS-51單機(jī)時(shí)

入口地址0000H0003H000BH0013H001BH0023H002BH時(shí)序是用定時(shí)單位來說明的。MCS-51的時(shí)序定時(shí)單位共有4個，從小到大依次是：節(jié)拍、狀態(tài)、機(jī)器周期和指令周期。下面分別加以說明。1．節(jié)拍與狀態(tài)把振蕩脈沖的周期定義為節(jié)拍（用P表示蕩脈沖經(jīng)過二分頻后，就是單片機(jī)的時(shí)鐘信號的周期，其定義為狀態(tài)（S表示樣，一個狀態(tài)就包含兩個節(jié)拍，具前半周期對應(yīng)的拍節(jié)叫節(jié)拍1(P1)，后半周期對應(yīng)的節(jié)拍叫節(jié)拍2(P2)。2．機(jī)器周期MCS-51采用定時(shí)控制方式,因此它有固定的機(jī)器周期。規(guī)定一個機(jī)器周期的寬度為6個狀態(tài)，并依次表示為S1～S6。3．指令周期指令周期是最大的時(shí)序定時(shí)單位行一條指令所需要的時(shí)間稱為指令周期它一般由若干個機(jī)器周期組成單片機(jī)執(zhí)行任何一條指令時(shí)都可以分為取指令階段和執(zhí)行指令階段。MCS-51的取指/執(zhí)行時(shí)序：(a)字節(jié)單周期指令；(b)字節(jié)單周期指令；(c)單字節(jié)雙周期指令由圖2.4可示，ALE引腳上出現(xiàn)的信號是周期性的，在每個機(jī)器周期內(nèi)出現(xiàn)兩次高電平。第一次出現(xiàn)在S1P2和S2P1期間，第二次出現(xiàn)在S4P2和S5P1間。--總結(jié)資料

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--.T時(shí)鐘ALE讀操作碼

讀操作碼無效)

讀下一條令S1S2S3S4S5S6a讀操作碼

讀第二字

讀下一條令S1S2S3S4S5S6b讀操作碼

讀操作碼(無效)S1S2S3S4S5S6c

S1S2S3S4S5S6圖2.4MCS-51單機(jī)的取/執(zhí)行時(shí)序圖2.4(a)，(b)所示分別給出了單字節(jié)單周期和雙字節(jié)單周期指令的時(shí)序。單周期指令的執(zhí)行始于S1P2，這時(shí)操作碼被鎖存到指令寄存器內(nèi)。圖2.4(c)給出了單字節(jié)雙周期指令的時(shí)序，兩個機(jī)器周期內(nèi)進(jìn)行4次讀操作碼操作，其為單字節(jié)指令，后三次讀操作都是無效的。2.5LED發(fā)二管發(fā)光二極管（lightemittingdiode一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料，其核心部分是由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體組成的晶片p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體之間有一個過渡層，稱為結(jié)。當(dāng)它處于正向工作狀態(tài)時(shí)（即兩端加上正向電壓電流從LED陽極流向陰極時(shí)，半導(dǎo)體晶體就是發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強(qiáng)弱與電流有關(guān)。--總結(jié)資料

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--.鑒于LED發(fā)光二極管用得較為普遍報(bào)價(jià)較低所以設(shè)計(jì)中選用它發(fā)光管發(fā)光顏色分，可分成紅色、橙色、綠色（又細(xì)分黃綠、標(biāo)準(zhǔn)綠和純綠藍(lán)光等。由于用在報(bào)警電路，所以選擇紅色的。模擬水位高度由15個雙色發(fā)光二極管（LED）來完成，共分為4組。在某一特定時(shí)刻，每組LED與一個數(shù)碼管一起被選通4組LED對應(yīng)4個數(shù)碼管個8位的移位寄存器74LS164級聯(lián)，將單片機(jī)送出的2個字節(jié)串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為16位并行數(shù)據(jù)，分別送選通的LED和數(shù)碼管在不同時(shí)刻系統(tǒng)對4組LED和數(shù)碼管快速地循環(huán)掃描就完成了面板顯示的功能。用7448可以直接驅(qū)動共陰極的半導(dǎo)體數(shù)碼管圖3.3.3—7448輸出端可以看到，當(dāng)輸出管截止輸出為高電平時(shí)流過發(fā)光二極管的電流是由Vcc2k歐上拉電阻提供的當(dāng)Vcc=5V時(shí)這個電流只有2mA左右。如果數(shù)碼管需要的電流大于這個數(shù)值時(shí)，則應(yīng)在2k歐的上拉電阻上在并聯(lián)適當(dāng)?shù)碾娮琛Ｓ?448驅(qū)動半導(dǎo)體數(shù)碼管的連接方式如圖3.3.3—數(shù)碼顯示所示。--總結(jié)資料

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--.2.5水的紹水泵是每個家庭必不可少的生活工具，雖然大多數(shù)人并沒有認(rèn)識到這一點(diǎn)，但這確是事實(shí)。很多人對水泵一無所知。1．水泵的分類水泵一般多以泵的結(jié)構(gòu)和作用原理來分類時(shí)根據(jù)需要也按使用部門、用途、動力類型和泵的水力性能等進(jìn)行分類。(2)按使用部門分有農(nóng)業(yè)用泵（農(nóng)用泵）、工作用泵（工業(yè)泵）和特殊用泵等。(2)按用途分有水泵、砂泵、泥漿泵、污水泵、污物泵、井用泵、潛水電泵、噴灌泵、家用泵、消防泵等。(2)按動力類型分有手動泵、畜力泵、腳踏泵、風(fēng)力泵、太陽能水泵、電動泵、機(jī)動泵、水輪泵、內(nèi)燃水泵、水錘泵等。--總結(jié)資料

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--.(2)工作原理分有離心泵、混流泵、軸流泵、旋渦泵、射流泵、積泵（螺桿泵、活塞泵、隔膜泵）、鏈條泵、電磁泵、液環(huán)泵、脈沖泵等。2．選擇水泵的主要參數(shù)水泵參數(shù)是指泵工作性能的主要技術(shù)數(shù)據(jù)包括流量揚(yáng)程轉(zhuǎn)速、效率和比轉(zhuǎn)數(shù)等。(1)流量（泵的流量是指單位時(shí)間內(nèi)所排出的液體的數(shù)量。通常泵的流量用體積計(jì)算，以Q表示，單位為米3/（m3/h3/秒（/秒（1/s可用重量計(jì)，以G表示，單位為噸/（t/h/秒（t/s千克/秒（kg/sG與Q的關(guān)系：G=r×Qr-液體重度（千克/3）因水的重量近似1000千克/米3，故1升/=3.6米3/時(shí)=3.6噸/(2)揚(yáng)程（泵的揚(yáng)程是指單位重量的液體通過泵所增加的能量以H表示質(zhì)上就是水泵能夠揚(yáng)水的高度又叫總揚(yáng)程或全揚(yáng)程單位為米液柱高度，習(xí)慣上省去“液柱”，以米（m表示。泵的總揚(yáng)程由吸水揚(yáng)程與出水揚(yáng)程兩部分組成，因此總揚(yáng)程=吸水揚(yáng)程=出水揚(yáng)程但由于水流經(jīng)過管路時(shí)受到各種阻力而減少了泵的吸水揚(yáng)程和出水揚(yáng)程，因此：吸水揚(yáng)程=實(shí)際吸水揚(yáng)程+吸水損失揚(yáng)程出水揚(yáng)程=實(shí)際出水揚(yáng)程+出水損失揚(yáng)程損失揚(yáng)程=吸水損失揚(yáng)程+出水損失揚(yáng)程總揚(yáng)程=實(shí)際揚(yáng)程+損失揚(yáng)程由于水泵銘牌上標(biāo)明的揚(yáng)程是上述水泵的總揚(yáng)程此不能誤認(rèn)為銘牌上的揚(yáng)程是實(shí)際揚(yáng)程數(shù)值泵的實(shí)際揚(yáng)程都比水泵銘牌上的揚(yáng)程數(shù)值小。因此在確定水泵揚(yáng)程時(shí)，這一點(diǎn)要特別注意。否則，如果只按實(shí)際揚(yáng)程來確定水泵的揚(yáng)程訂購來的水泵揚(yáng)程就低了那可能會降低水泵的效率至打不上水來失揚(yáng)程與管路上的水管和附件種低閥、閘閥、逆止閥、直管、彎管量、水管內(nèi)徑、管長、水管內(nèi)壁粗糙程度以及水泵流量等都有密切關(guān)系一點(diǎn)在管路設(shè)計(jì)和選配水管和附件時(shí)也應(yīng)注意。--總結(jié)資料

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--.(3)允許吸上真空高度（）允許吸上真空高度是指真空表讀數(shù)吸水揚(yáng)程就是泵的吸水揚(yáng)程（簡稱泵的吸程際吸水揚(yáng)程與吸水損失揚(yáng)程之和Hs表示，單位為米（m允許吸上真空高度是安裝水泵高度的重要參數(shù)安裝水泵時(shí)應(yīng)使水泵的吸水揚(yáng)程小于允許吸上真空高度值否則安裝過高就吸不上水或生產(chǎn)氣蝕現(xiàn)象。如生產(chǎn)氣蝕不僅水泵性能變壞，而且也可能使葉輪損壞。(4)轉(zhuǎn)速（）轉(zhuǎn)速是指泵葉輪每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)，以n表示，單位為轉(zhuǎn)/分（r/min每臺泵都有一定的轉(zhuǎn)速不能隨意提高或降低這個固定的轉(zhuǎn)素稱為額定轉(zhuǎn)速泵銘牌上標(biāo)定的轉(zhuǎn)速即為額定轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)超過額定轉(zhuǎn)速，不但會引起動力機(jī)超載或轉(zhuǎn)不動而且泵的零部件也容易損壞轉(zhuǎn)速降低，泵的效率就會降低，影響水泵的正常工作。(5)比轉(zhuǎn)數(shù)（ns）在前述水泵型號中有些型號的組成部分有比轉(zhuǎn)數(shù)這個參數(shù)比轉(zhuǎn)數(shù)與轉(zhuǎn)速是兩個概念，水泵的比轉(zhuǎn)數(shù)，簡稱比速，常用符號為ns。水泵的比轉(zhuǎn)數(shù)是指一個假想的所謂標(biāo)準(zhǔn)水泵葉輪的轉(zhuǎn)數(shù)個假想的水泵與真實(shí)水泵的葉輪各部分都幾何相似，而在消耗功率為0.735瓦、揚(yáng)程為1米流量為0.075立方米/秒時(shí)所具有的轉(zhuǎn)數(shù)葉輪形狀相同或相似的水泵比轉(zhuǎn)數(shù)相同，葉輪形狀不相同或不相似的水泵比轉(zhuǎn)數(shù)不相同。如軸流泵比轉(zhuǎn)數(shù)比混流泵大流泵比轉(zhuǎn)數(shù)也是反映水泵特性的綜合性指標(biāo)。此外，要注意比轉(zhuǎn)數(shù)大的水泵，其轉(zhuǎn)速不一定高；比轉(zhuǎn)數(shù)小的，轉(zhuǎn)速不一定低。大流量、低揚(yáng)程的水泵，比轉(zhuǎn)數(shù)大，反之則小。一般比轉(zhuǎn)數(shù)較低的離心泵，其流量小、揚(yáng)程高；而比轉(zhuǎn)數(shù)較高的軸流泵，其流量大、揚(yáng)程低。--總結(jié)資料

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--.3硬件路的計(jì)電路的原理以及設(shè)計(jì)中所用的器件都在前已經(jīng)作了詳細(xì)的敘述,本章就直接圍繞圖3.1介紹電路的具體設(shè)計(jì)。水位

4KEPROM單地址鎖存復(fù)位

片報(bào)警機(jī)時(shí)鐘控制圖3.1電原理3.1時(shí)電1．時(shí)鐘信號的產(chǎn)生在MCS-51芯片內(nèi)部有一個高增益反相放大器輸入端為芯片引腳XTAL1，其輸出端為引腳XTAL2。而在芯片的外部，XTAL1和XTAL2之間跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容從而構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器這就是單片機(jī)的時(shí)鐘電路，如圖3.2所示。時(shí)鐘電路產(chǎn)生的振蕩脈沖經(jīng)過觸發(fā)器進(jìn)行二分頻之后成為單片機(jī)的時(shí)鐘脈沖信號讀者特別注意時(shí)鐘脈沖與振蕩脈沖之間的二分頻關(guān)系，否則會造成概念上的錯誤。一般地，電容C1和C2取30PF左--總結(jié)資料

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--.右，晶體的振蕩頻率X圍是1.2～12MHz。晶體振蕩頻率高，則系統(tǒng)的圖3.2內(nèi)時(shí)鐘和外部時(shí)鐘時(shí)鐘頻率也高，單片機(jī)運(yùn)行速度也就快8051的時(shí)鐘有兩種方式，一種是片內(nèi)時(shí)鐘振蕩方式，但需在18和19腳外接石英晶體2-12MHz)和振蕩電容，振蕩電容的值一般取10p-30p。另外一種是外部時(shí)鐘方式，即將XTAL1接地，外部時(shí)鐘信號從XTAL2輸入。--總結(jié)資料

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--.圖3.3時(shí)電路3.2復(fù)電單片機(jī)的復(fù)位功能也非常重要謂復(fù)位即是使單片機(jī)內(nèi)部的各個寄存器的值變?yōu)槌跏紶顟B(tài)的操作。單片機(jī)復(fù)位是使CPU和系統(tǒng)中的其他功能部件都處在一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。51系列單片機(jī)在時(shí)鐘電路工作以后，在RST端持續(xù)給2個機(jī)器周期的高電平就可以完成復(fù)位操（一般復(fù)位正脈沖寬度大于10ms機(jī)復(fù)位分為上電復(fù)位（PowerOnReset）和外部復(fù)位兩種方式。單片機(jī)復(fù)位的條件是：必須使RST/VPD或RST引(9)加上持續(xù)兩個機(jī)器周期（即24個振蕩周期）的高電平。單片機(jī)常見的復(fù)位電路如圖3.4(a)所示。--總結(jié)資料

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--.圖2.7(a)為上電復(fù)位電路，它是利用電容充電來實(shí)現(xiàn)的。在接電瞬間RESET端電位與VCC相同，隨著充電電流的減少RESET的電位逐漸下降。只要保證RESET為高電平的時(shí)間大于兩個機(jī)器周期，便能正常復(fù)位。VCCVCC221k

VCCMCS-51VSS

22R1200R2

VCCMCS-RESETVSS(a)(b)圖3.4片常見的復(fù)位電路(a)上電復(fù)位電路；(b)按鍵復(fù)位電路如：圖3.4為按鍵復(fù)位電路。該電路除上電復(fù)位功能外，若要復(fù)位，只需按圖3.4(b)RESET鍵，此時(shí)電源VCC經(jīng)電阻、R2分壓，在RESET端產(chǎn)生一個復(fù)位高電平。在上電瞬間RST端與VCC有相同的電壓，隨著電容上電壓的逐漸上升RST端電位將逐漸下降上電復(fù)位所需的最短時(shí)間是振蕩器振蕩建立時(shí)間加2個機(jī)器周期。復(fù)位電路的阻容參數(shù)通常由實(shí)驗(yàn)調(diào)整決定。譬如在如下所示的上電復(fù)位電路中如取電路參數(shù)C為22uF，R取1K即可在RST端提供足夠的高電平脈沖，使得單片機(jī)能夠可靠的實(shí)現(xiàn)上電自動復(fù)位。單片機(jī)復(fù)位期間不產(chǎn)生ALE和PSEN信號，即ALE=1和=1。這表明單片機(jī)復(fù)位期間不會有任何取指操作復(fù)位后內(nèi)部各專用寄存器狀態(tài)如下：PC：0000HTMODACC00HTCON：00H：00H：00HPSW：00HTL0：00HSP：07HTH1：00HDPTR0000H：00H--總結(jié)資料

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--.P0~P3：FFHSCON：00HIP：***00000BSBUF：不定IE：0**00000B：0***0000其中，*表示無關(guān)位。(1)復(fù)位后PC值為0000H，表明復(fù)位后程序從開始執(zhí)行，這一點(diǎn)在實(shí)訓(xùn)中已介紹。(2)SP值為07H，表明堆棧底部在07H。一般需重新設(shè)置SP值。(3)P0~P3口值為FFH口用作輸入口時(shí)，必須先寫入“單片機(jī)在復(fù)位后已使P0~P3口每一端線“1些端線用作輸入口做好了準(zhǔn)備。3.3水采電設(shè)1．水位檢測傳感器的選用傳感器是一種能感受被測物體物理量并將其轉(zhuǎn)化為便于傳輸或處理的電信號的裝置在現(xiàn)代科技領(lǐng)域中傳感器得到了廣泛應(yīng)用，各種信息的采集離不了各種傳感器感器的基本功能在于能感受外界的各種“刺激”并作出迅速反映設(shè)計(jì)當(dāng)中我們采用的水位探測傳感器簡單易做，經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。其外形輪廓如下：--總結(jié)資料

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--.+5vA圖3水位探測傳感器外觀圖A為接+5V電源的線與水一直保持連通，B線為低水位控制線，當(dāng)水位到達(dá)低水位的時(shí)候它不導(dǎo)通，水在正常X圍內(nèi)時(shí)，它導(dǎo)通C線為高水位控制線，當(dāng)它導(dǎo)通時(shí)，表示水已經(jīng)為高水位。本設(shè)計(jì)中采用了細(xì)銅線作為我們的傳感器的材料。主要考慮了(1)細(xì)銅線的電阻率比較低樣就可以避免由于電阻過大而使輸出的電平過低，以致不能很好地驅(qū)動單片機(jī)工作(2)電性能比較好，傳電速率比較快，也就是說靈敏性非常好。(3)細(xì)銅線便宜易找。本傳感器的尺寸是A線是30CM，B線是20CM，C線是15CM，銅線直徑是15MM。水位采集電路如圖3.4。b，c端的兩個水位信號通過P1.0和P1.1輸入單片機(jī),這兩個信號共有4種組合，見表3.1。C(P1.1)0011總結(jié)資料

表3.1水位采集信號的4種合b(P1.0)0101--

操作電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)維持原狀故障報(bào)警電機(jī)停轉(zhuǎn)

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--.其中第三種組合（b=1,c=0）正常情況是不可能發(fā)生的，但是設(shè)計(jì)中還是要考慮到，并作為一種故障狀態(tài)。圖3.5水采集電路3.4報(bào)電設(shè)本設(shè)計(jì)采用LED發(fā)光二極管作為報(bào)警器的工作原理已經(jīng)在第2章中詳細(xì)介紹了，這里就不在重述。報(bào)警電路如圖3.6所示,從P13輸出報(bào)警信號，驅(qū)動發(fā)光二極管進(jìn)行光報(bào)警。--總結(jié)資料

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--.3圖3.6報(bào)警電路3.5控電電設(shè)1．電機(jī)驅(qū)動設(shè)計(jì)電感線圈是一種感性負(fù)載流過線圈的電流發(fā)生變化時(shí)線圈會發(fā)生很大的反電動勢，這個反電動勢有可能損壞驅(qū)動器中的輸出晶體管。因此，為了防止驅(qū)動器損壞，線圈兩端必須加箝位二極管。圖3.3.4為采用SN75467驅(qū)動交流繼電器的電路圖。當(dāng)AT89C51在P2.0上輸出低電平時(shí)SN75467相應(yīng)的輸出晶體管導(dǎo)通，繼電器線圈中有電流流過，繼電器吸合；當(dāng)AT89C51在P2.0上輸出高電平時(shí)，驅(qū)動器相應(yīng)輸出晶體管截止，繼電器線圈中無電流流過，繼電器不吸合，觸電常開。在圖3.3.4中，二極管用于箝位線圈兩端可能出現(xiàn)的反電動勢。--總結(jié)資料

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--.2．控制電機(jī)電路電路如圖3.7，控制信號由P12端出,去控制電機(jī)。為了提高可靠性，使用光耦合隔離。本設(shè)計(jì)選用ZSN4系列直流電動機(jī)，其工作原理是根據(jù)電磁感應(yīng)和通電導(dǎo)體在磁場中受力旋轉(zhuǎn)給直流電機(jī)的電樞繞組通入電流載流導(dǎo)體在磁場中將受電磁力的作用由于換向器的換向作用，導(dǎo)體進(jìn)入異極磁極時(shí)導(dǎo)體中的電流也相應(yīng)改變，從而保證了電磁轉(zhuǎn)矩的方向不變使直流電機(jī)能連續(xù)旋轉(zhuǎn)把直流電能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能輸出。這里只是需要在電機(jī)上加一個水泵就可以實(shí)現(xiàn)，當(dāng)電機(jī)工作時(shí)，水泵自動抽水。利用脈寬調(diào)制(PWM)式實(shí)現(xiàn)調(diào)光/調(diào)速的好處是電源的能量能得到充分利用，電路的效率高。例如：當(dāng)輸出為50％的方波時(shí)，脈寬調(diào)制(PWM)電路消耗的電源能量也為50幾乎所有的能量都轉(zhuǎn)換為負(fù)載功率輸出而采用常見的電阻降壓調(diào)速時(shí)要使負(fù)載獲得電源最大輸出功率50％的功率，電源必須提供71％以上的輸出功率，這其中消耗在電阻的壓降及熱耗上。有時(shí)電路的轉(zhuǎn)換效率是非常重要的。此外采用脈寬調(diào)制(PWM)式可以使負(fù)載在工作時(shí)得到滿電源電壓，這樣有利于克服電機(jī)內(nèi)在的線圈電阻而使電機(jī)產(chǎn)生更大的力矩?？刂齐姍C(jī)電路如圖3.7--總結(jié)資料

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--.圖3.7控電機(jī)電路3.6看狗術(shù)在由單片機(jī)構(gòu)成的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,由于單片機(jī)的工作常常會受到來自外界電磁場的干擾,造成程序的跑飛,而陷入死循環(huán),程序的正常運(yùn)行被打斷,由單片機(jī)控制的系統(tǒng)無法繼續(xù)工作,會造成整個系統(tǒng)的陷入停滯狀態(tài),生不可預(yù)料的后果,以出于對單片機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測的考慮,便產(chǎn)生了一種專門用于監(jiān)測單片機(jī)程序運(yùn)行狀態(tài)的芯片,稱"看門狗"(watchdog)看門狗電路的應(yīng)用，使單片機(jī)可以在無人狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)連續(xù)工作,其工作原理是:看門狗芯片和單片機(jī)的一個I/O引腳相連,I/O引腳通過程序控制它定時(shí)地往看門狗的這個引腳上送入高電平(或低電平),這一程序語句是分散地放在單片機(jī)其他控制語句中間的，一旦單片機(jī)由于干擾造成程序跑飛后而陷入某一程序段進(jìn)入死循環(huán)狀態(tài)時(shí),寫看門狗引腳的程序便不能被執(zhí)行,這個時(shí)候,看門狗電路就--總結(jié)資料

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--.會由于得不到單片機(jī)送來的信號,便在它和單片機(jī)復(fù)位引腳相連的引腳上送出一個復(fù)位信號,使單片機(jī)發(fā)生復(fù)位,程序從程序存儲器的起始位置開始執(zhí)行,這樣便實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)的自動復(fù)位.看門狗,叫watchdogtimer,一個定時(shí)器電路,般有一個輸入,叫喂狗(kickingthedogorservicethedog),一個輸出到MCU的RST端,MCU正常工作的時(shí)候,每隔一端時(shí)間輸出一個信號到喂狗端,給WDT清零,果超過規(guī)定的時(shí)間不喂狗一般在程序跑飛時(shí)),WDT定時(shí)超過,回給出一個復(fù)位信號到MCU,是MCU復(fù)位。防止MCU死機(jī).看門狗的作用就是防止程序發(fā)生死循環(huán)，或者說程序跑飛。工作原理：在系統(tǒng)運(yùn)行以后也就啟動了看門狗的計(jì)數(shù)器，看門狗就開始自動計(jì)數(shù)，如果到了一定的時(shí)間還不去清看門狗，那么看門狗計(jì)數(shù)器就會溢出從而引起看門狗中斷，造成系統(tǒng)復(fù)位。所以在使用有看門狗的芯片時(shí)要注意清看門狗。系統(tǒng)軟件"門狗"的設(shè)計(jì)思路：(1)看門狗定時(shí)器T0的設(shè)置。在初始化程序塊中設(shè)置T0的工作方式，并開啟中斷和計(jì)數(shù)功能。系統(tǒng)Fosc=12MHz，T0為16位計(jì)數(shù)器，最大計(jì)數(shù)值為(2的16次方535，T0輸入計(jì)數(shù)頻率是。Fosc/12溢出周期為(65535+1)／1=65536(s)。(2)計(jì)算主控程序循環(huán)一次的耗時(shí)。考慮系統(tǒng)各功能模塊及其循環(huán)次數(shù)，本系統(tǒng)主控制程序的運(yùn)行時(shí)間約為16ms。系統(tǒng)設(shè)置"看門狗"時(shí)器T0定時(shí)30ms(T0的初值為65536-30000=35536)。主控程序的每次循環(huán)都將刷新T0的初值。如程序進(jìn)入"死循環(huán)"而T0的初值在30ms內(nèi)未被刷新，這時(shí)"門狗"時(shí)器T0將溢出并申請中斷。(3)設(shè)計(jì)T0溢出所對應(yīng)的中斷服務(wù)程序。此子程序只須一條指令，即在T0對應(yīng)的中斷向量地址(000BH)寫入"條件轉(zhuǎn)移"命令，把計(jì)算機(jī)拖回整個程序的第一行，對單片機(jī)重新進(jìn)行初始化并獲得正確的執(zhí)行順序--總結(jié)資料

CDD-CDD

--.U4

07-02-01

1k+5V1kU24

41

+5V

6723

MS1MS2MR1MR2

129811

0.01uF

12

UIAAYB7432

3

RESET6

RCTRIGX

DIS

51

10K

14

7490

3

CVoltN

THR

2

NE556

R4

7

47uF

0.01uF圖8看門狗電路3.7系總路水位控制系統(tǒng)的完整電路，如圖3.8。它的作用已經(jīng)在第一章的原理中做了詳細(xì)的敘述的各個模塊電路及作用也已經(jīng)在本章的前一部分作了介紹，所以下面就只給出它的電路圖。--總結(jié)資料

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--.圖3.8水水位系統(tǒng)電路4軟件計(jì)4.1概本設(shè)計(jì)的水位控制系統(tǒng)是基于8051單片機(jī)為核心模塊的控制系統(tǒng)。傳統(tǒng)的數(shù)字或模擬電子線路設(shè)計(jì)只需要實(shí)現(xiàn)硬件電路上的電器連接，然后再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證即可本設(shè)計(jì)中引入了單片機(jī)，將硬件與軟件結(jié)合在一起通過硬件電路與軟件編程來實(shí)現(xiàn)課題減輕了基于傳統(tǒng)的水位控制系統(tǒng)的布線難度。--總結(jié)資料

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--.4.2主序計(jì)圖開始初始化自動報(bào)警

手動圖4.1主程序框圖4.2.1程流圖--