油罐監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

摘要浮頂油罐的油品高度、水位高度、油品溫度、環(huán)境溫度、浮頂積水量等參數(shù)是浮頂油罐平安、穩(wěn)定的重要指標(biāo)，這些參數(shù)的變化直接影響到油庫的平安，所以必須對浮頂油罐的這些參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)測。本系統(tǒng)以AT89S52單片機(jī)為核心，外圍電路包括各傳感器接口電路、I/O擴(kuò)展電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、報警電路、驅(qū)動電路等。傳感器選擇了AD590、應(yīng)變片、JDR型油水界面分析儀、RISEN-RP物位傳感器等。傳感器的輸出信號經(jīng)過信號調(diào)理電路，再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后由單片機(jī)處理，然后輸出控制信號?？刂菩盘柨刂扑唤禍?、聲光報警、閥門以及電機(jī)等。軟件采用循環(huán)掃描的方法，依次將各個傳感器的數(shù)據(jù)輸入單片機(jī)，能夠保證監(jiān)控的實時性并且及時對異常進(jìn)行處理。本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、本錢低，實現(xiàn)了對油品高度、水位高度、浮頂高度、浮頂積水量、油品溫度、環(huán)境溫度等多個被測量進(jìn)行檢測，并對罐體溫度、油品溫度進(jìn)行了調(diào)節(jié)，大大提高了油罐的平安性。關(guān)鍵詞：浮頂油罐；AT89S52；監(jiān)控系統(tǒng)；浮頂高度調(diào)節(jié)AbstractOillevel,liquidlevel,oiltemperature,environmenttemperature,floatingroofwaterproductoffloatingrooftankarefloatingroofoiltank’sparameters,suchasanimportantindexofsecurityandstability.Changesintheseparametersdirectlyaffectthesafetyofoildepots.Sotheparametersofthefloatingrooftankmustbestrictlymonitored.ThissystemisconstructedbasedonAT89S52.Theperipheralcircuitsincludesensorinterfacecircuit,I/Oexpansioncircuit,A/Dconversioncircuit,alarmcircuit,drivingcircuitandsoon.ThesensorsconsistofAD590,straingauges,oil-waterinterfaceanalyzer,levelsensorandsoon.Thesignalsoutputbysensorsaftersignalconditioncircuits.ThenthesystemtransmitsthedatebedetectedtothesinglechipmicrocomputerafterconversionofADC0809.Afterthefinalprocessing,single-chipoutputcontrolsignal.Thecontrolsignaldrivepump,alarmofsoundandlight,valveandsteppermotor.Tosoftware,adoptthemethodofcircularscanning.Inturneachsensordatainputmicrocontrollerandthendeterminewhetherabnormalities.Ensurereal-timemonitoringandtimelytodealwithexception.Thestructureofthissystemissimpleandcostlow.Implementstheoilheight,heightofwaterleverandfloatingroofandfloatingroofandtheoiltemperature,ambienttemperatureoftheproducteaterismeasuredmultipletesting.Andcontrolthetemperatureoftankandoil.Greatlyimprovethesafetyofoiltank.Keywords：Floating-roofoiltank；AT89S52；Monitoringsystem；Heightadjustmentoffloatingrooftank目錄TOC\o"1-3"\f\h\z第1章緒論1課題背景1油庫監(jiān)控系統(tǒng)國內(nèi)外現(xiàn)狀1設(shè)計目標(biāo)和任務(wù)2第2章系統(tǒng)總體設(shè)計4整體設(shè)計方案4硬件設(shè)計方案論證5單片機(jī)的選擇5溫度傳感器的選擇6壓力傳感器的選擇7液位傳感器的選擇82.2.5A/D轉(zhuǎn)換芯片的選擇9第3章硬件電路的設(shè)計10單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計103.2I/O擴(kuò)展電路的設(shè)計113.3A/D轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計12顯示電路的設(shè)計14鍵盤電路的設(shè)計15壓力檢測電路的設(shè)計17浮頂高度檢測電路的設(shè)計18浮頂高度控制電路設(shè)計19液位檢測電路的設(shè)計19水位控制電路21溫度檢測電路的設(shè)計21水泵驅(qū)動電路的設(shè)計243.13CAN總線接口電路的設(shè)計24聲光報警電路的設(shè)計25電源電路的設(shè)計26第4章控制算法284.1PID算法28標(biāo)度變換29第5章程序框圖設(shè)計31主程序流程圖31檢測油品溫度子程序35檢測環(huán)境溫度子程序36檢測浮頂積水量子程序37檢測油品高度子程序37檢測水面高度子程序39檢測浮頂高度子程序40鍵盤輸入子程序41第6章總結(jié)42參考文獻(xiàn)43致謝44附錄Ⅰ45附錄Ⅱ54附錄Ⅲ73緒論課題背景石油被稱為是“工業(yè)的血液”、“黑色的黃金”。在現(xiàn)代社會，如果沒有了石油，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和社會結(jié)構(gòu)將會發(fā)生重大改變，運(yùn)行機(jī)制也將被迫調(diào)整，特別是經(jīng)歷了三次“石油危機(jī)”后，保障本國石油供給渠道的穩(wěn)定成為世界各國普遍關(guān)注的問題，目前石油已成為許多國家能源平安戰(zhàn)略的核心目標(biāo)之一，表達(dá)在國家軍事、外交、內(nèi)政等各個方面。因此，近年來戰(zhàn)略石油儲藏得到了世界各國的普遍重視，充足的石油儲藏可以有效制衡國際石油市場的波動，是應(yīng)對石油風(fēng)險的首道防線。我國于2001年明確提出建立石油儲藏體系，以擴(kuò)大我國石油儲運(yùn)能力。石油工業(yè)的“十五”規(guī)劃中明確提出：“加快建設(shè)國家石油儲藏體系〔包括戰(zhàn)略和民用〕，到2005年儲藏能力到達(dá)80萬立方米的目標(biāo)”，在新近出臺的“十一五”規(guī)劃中又強(qiáng)調(diào)了要繼續(xù)“增強(qiáng)石油戰(zhàn)略儲藏能力”。可見我國戰(zhàn)略石油儲藏將是一個長期而堅決不移的工程。目前，我國石油儲藏體系的四大儲藏基地主要采取地上儲油罐的儲藏方式，儲油罐成為主要的油氣儲存器，通過大量大型儲罐的設(shè)計、建造和使用發(fā)現(xiàn)，在總庫容相同的情況下，有大型油罐組成的罐組比小型油罐組成的罐組節(jié)省投資，采用大容量油罐儲油具有節(jié)省鋼材、減少占地面積、方便操作管理、減少油罐及管線長度和節(jié)省投資等優(yōu)點。我國現(xiàn)在已經(jīng)建成并正在使用超大型油罐，因此我國油罐建造的大型化將成為開展的必然趨勢。油罐在全國范圍內(nèi)大量興起的同時，油罐的平安與環(huán)保問題也提上了議程。大量的科學(xué)研究和生產(chǎn)實踐證明，油罐的平安與否與罐內(nèi)溫度、環(huán)境溫度等參數(shù)息息相關(guān)。隨著近些年越來越多的工程技術(shù)人員從事油罐的設(shè)計、研究工作，浮頂設(shè)計也廣泛運(yùn)用于大型油罐的設(shè)計上。與固定頂相比，因為沒有氣相的存在，幾乎沒有蒸汽損耗，火災(zāi)的危險性小且不易被腐蝕。同時浮頂油罐上的各種傳感器可以對油罐狀況進(jìn)行實時監(jiān)控，大大提高了油罐的平安性。油庫監(jiān)控系統(tǒng)國內(nèi)外現(xiàn)狀國外的油庫管理中已經(jīng)引入了先進(jìn)的工業(yè)控制技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)等，對油庫日常的收發(fā)油品作業(yè)、儲油管理、油庫監(jiān)控系統(tǒng)等進(jìn)行全方位的綜合管理。而我國的油庫自動化與國際先進(jìn)水平相比還是有一定差距的。各種計量儀表的精確度較低，穩(wěn)定性較差，控制系統(tǒng)的控制精度比較低，信息化水平不夠健全。我國的油庫自動化控制和管理系統(tǒng)曾經(jīng)歷了一個較長的開展時期，各種系統(tǒng)操作方式各異，水平也參差不齊，其中還存在著許多人工開票、開閥、手動控泵的原始發(fā)油手段。這些系統(tǒng)一方面是可靠性不高，影響油庫的經(jīng)濟(jì)效益；另一方面沒有運(yùn)用現(xiàn)代化信息技術(shù)使有關(guān)人員能夠方便及時的了解現(xiàn)場的實時運(yùn)行情況以及歷史生產(chǎn)信息，不能為生產(chǎn)調(diào)度決策提供可靠的數(shù)據(jù)，同時也不利于提高整個企業(yè)的科學(xué)化管理水平。在油罐自動計量技術(shù)方面。由于目前采用的儲罐容量較大，因此有油罐的計量精度要求非常高，因為很小的液位高度測量誤差都會帶來很大的容量誤差。一些興旺國家從八十年代開始，就借助于微電子、計算機(jī)、光纖、超聲波、傳感器等高科技的迅猛開展，將各種新技術(shù)、新方法應(yīng)用到儲罐計量領(lǐng)域，使儲罐自動計量呈現(xiàn)出集功能、精度、現(xiàn)場一體化的新局面?！?〕國外油庫自動化計量系統(tǒng)國外的自動化計量方法主要采用：檢尺法、靜壓法和液位法。檢尺法是全球通用的測量方法；靜壓法是利用壓力傳感器測量罐內(nèi)液體的靜壓力，根據(jù)儲罐幾何參數(shù)計算出容量和重量；液位法是通過測量罐內(nèi)液體的液位高度及密度參數(shù)，來獲得罐內(nèi)儲夜的容量及重量。歐美油罐儲蓄測量儀表不但品種齊全、方法多、技術(shù)領(lǐng)先而且性能優(yōu)良。他們在開展高精度。多功能測量儀表的同時，著重考慮性能可靠、價格廉價，使用不同目的和用途；尤其強(qiáng)調(diào)使用周期長，減少維護(hù)費(fèi)用以及時間浪費(fèi)；重視尖端技術(shù)、先進(jìn)技術(shù)和工藝的應(yīng)用，即使引入各種現(xiàn)代化技術(shù)，推出各種新型測量儀表?！?〕國內(nèi)油庫自動化計量系統(tǒng)目前國內(nèi)計量儀表的開展主要采用引進(jìn)加仿制等手段，還有許多合資企業(yè)代理國外相應(yīng)產(chǎn)品。我國在該領(lǐng)域的開展相對國外還有很大差距，普遍存在產(chǎn)品性能指標(biāo)低、儀表可靠性差、企業(yè)技術(shù)力量及裝備差等問題。近年來，由于商業(yè)同仁的不斷努力，某些高新技術(shù)產(chǎn)品也已經(jīng)到達(dá)了國際先進(jìn)水平，但在市場占有據(jù)上還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及國外儀表的市場份額。設(shè)計目標(biāo)和任務(wù)根據(jù)課題的相關(guān)背景和技術(shù)開展現(xiàn)狀，結(jié)合工程實踐，本文設(shè)計了一套浮頂油罐監(jiān)控系統(tǒng)。這套系統(tǒng)不僅適用單片機(jī)完成了油庫日常的監(jiān)控，還增加了對油罐的降溫以及對浮頂高度和水位高度的控制，并將處理后的數(shù)據(jù)通過CAN總線進(jìn)行通信，使得這套系統(tǒng)的功能更加完備。該系統(tǒng)應(yīng)完成以下功能：對油品溫度進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)溫度超過30℃時，應(yīng)采取措施降溫。對環(huán)境溫度進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)溫度超過28℃時，應(yīng)采取措施降溫。對水位高度進(jìn)行檢測，并且時刻控制水位，使其在2.5～3.5范圍內(nèi)。對浮頂高度進(jìn)行檢測，并能夠控制浮頂上升和下降使其與油品高度一致。對浮頂積水量進(jìn)行檢測，當(dāng)積水量超過75mm時發(fā)出警報。系統(tǒng)要對溫度、液位高度、浮頂高度等參數(shù)進(jìn)行顯示。溫度精度要求±℃，高度精度為0.5級。要能通過鍵盤來設(shè)定系統(tǒng)參數(shù)。系統(tǒng)總體設(shè)計整體設(shè)計方案本系統(tǒng)是基于單片機(jī)的浮頂油罐監(jiān)控系統(tǒng)，由單片機(jī)控制整個系統(tǒng)的運(yùn)行。操作人員通過鍵盤設(shè)定溫度等參數(shù)，以便系統(tǒng)進(jìn)行判斷比較。傳感器輸出的模擬信號經(jīng)過處理后，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后傳送到單片機(jī)。單片機(jī)將收到的信號與設(shè)定值進(jìn)行比較，一旦超過預(yù)定范圍，系統(tǒng)自動產(chǎn)生響應(yīng)。由于需要控制的局部較多，這里采用兩個單片機(jī)對系統(tǒng)進(jìn)行控制。第一個單片機(jī)主要用于檢測油品溫度、環(huán)境溫度、浮頂積水量等參數(shù)，并做出相應(yīng)的處理；第二個單片機(jī)主要用于油品高度、水位高度、浮頂高度的檢測，并做出相應(yīng)的處理。環(huán)境溫度或罐內(nèi)溫度過高時，系統(tǒng)啟動水幕降溫裝置進(jìn)行降溫；而當(dāng)浮頂高度、油面高度、浮頂積水量等參數(shù)超標(biāo)時，系統(tǒng)將發(fā)出聲光報警，提醒操作人員及時處理。系統(tǒng)的整體框圖如圖2.1和圖2.2所示。溫度傳感器一溫度傳感器一報警電路驅(qū)動電路A/D轉(zhuǎn)換電路顯示電路鍵盤電路溫度傳感器二信號調(diào)理電路關(guān)單片機(jī)電源CAN總線接口電路壓力傳感器顯示電路I/O擴(kuò)展圖2.1系統(tǒng)的整體框圖〔一〕液位傳感器液位傳感器報警電路驅(qū)動電路A/D轉(zhuǎn)換電路顯示電路鍵盤電路物位傳感器信號調(diào)理電路關(guān)單片機(jī)電源CAN總線接口電路顯示電路I/O擴(kuò)展圖2.2系統(tǒng)整體框圖〔二〕硬件設(shè)計方案論證單片機(jī)的選擇方案一：選擇AT89C51單片機(jī)。AT89C51是一種帶4K字節(jié)FLASH存儲器的低電壓、高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。AT89C51是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C51是它的一種精簡版本。AT89C51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且廉價的方案。方案二：選擇AT89S52單片機(jī)。AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flach存儲器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。偏上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。綜上所述，鑒于本系統(tǒng)需要測量罐內(nèi)溫度、油面高度、水面高度、浮頂高度、環(huán)境溫度等參數(shù)，同時還有I/O擴(kuò)展、鍵盤輸入、數(shù)碼管顯示、通信等，考慮到程序?qū)懭肟臻g、芯片性能等問題，所以選用AT89S52單片機(jī)作為系統(tǒng)CPU。其實物圖如圖2.3所示。圖2.3AT89S52實物圖溫度傳感器的選擇方案一：用熱電偶測溫。熱電偶廣泛用于測量100℃～1000℃范圍的溫度，具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、精度高、熱慣性小的優(yōu)點；但電動勢低，對運(yùn)放的要求高，重要的是熱電偶測溫需要冷端溫度補(bǔ)償，來消除冷端溫度變化所產(chǎn)生的影響，對于本電路補(bǔ)償溫度要求精度很高，且準(zhǔn)確，否那么會給系統(tǒng)帶來反所用，而且本錢高，操作復(fù)雜。方案二：利用熱敏電阻作為溫度傳感器。NTC熱敏電阻阻值隨溫度的變化符合指數(shù)規(guī)律,其最大的缺點也在于它的非線性阻值分散性大復(fù)現(xiàn)性差,一般需要經(jīng)過線性化處理,使輸出電壓與溫度之間根本上成線性關(guān)系。NTC熱敏電阻溫度傳感器的一致性和互換性較差。其次是老化較快。方案三：數(shù)字溫度傳感器DS18B20。DS18B20的測量溫度范圍為-55℃～+125℃,在-10℃～+85℃范圍內(nèi),精度為±℃。DS18B20數(shù)字溫度傳感器接線方便，封裝后可應(yīng)用與多種場合，如管道式、螺紋式、磁鐵吸附式、不銹鋼式等。型號多種多樣，有LTM8877、LTM8874等等。主要根據(jù)應(yīng)用場合的不同而改變外觀。封裝后的DS18B20可用于電纜測溫，高爐水循環(huán)測溫，鍋爐測溫，機(jī)房測溫，農(nóng)業(yè)大棚測溫，潔凈室測溫，彈藥庫測溫等各種非極限溫度場合。耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測溫和控制領(lǐng)域。但其價格昂貴，用起來不劃算。方案四：利用集成溫度傳感器，其典型工作溫度范圍為-50℃～+150℃，具有直接輸出電壓，且輸出阻抗低的優(yōu)點。當(dāng)電源電壓在5~15V之間變化時，其輸出電流的變化小于1uA，當(dāng)被測溫度一定時流過AD590的電流與熱力學(xué)溫度成正比，其靈敏度為1uA/k。在其適用溫區(qū)范圍內(nèi)具有靈敏度高、線性好、功能全和使用簡單方便。無論電壓輸出、電流輸出還是頻率輸出都適合于微機(jī)。綜上所述，鑒于系統(tǒng)需求，考慮到經(jīng)濟(jì)實惠的原那么，方案四最符合本設(shè)計的要求，所以在溫度采集模塊我們選擇方案四，即選用溫度傳感器AD590來對溫度進(jìn)行采集。其實物圖如圖2.4所示。圖2.4AD590實物圖壓力傳感器的選擇方案一：應(yīng)變式壓力傳感器。應(yīng)變計中應(yīng)用最多的是粘貼式應(yīng)變計〔即應(yīng)變片〕。它的主要缺點是輸出信號小，線性范圍窄，而且動態(tài)相應(yīng)較差。但由于應(yīng)變片的體積小，商品化的應(yīng)變片有多種規(guī)格可供選擇，而且以靈活設(shè)計彈性敏感元件的形式以適應(yīng)各種應(yīng)用場合，所以用應(yīng)變片制造的應(yīng)變式壓力傳感器仍有廣泛的應(yīng)用。按彈性敏感元件結(jié)構(gòu)的不同，應(yīng)變式壓力傳感器大致可分為應(yīng)變管式、膜片式、應(yīng)變梁式和組合式4種。方案二：光導(dǎo)纖維壓力傳感器與傳統(tǒng)壓力傳感器相比，有其獨(dú)特的優(yōu)點：利用光波傳導(dǎo)壓力信息，不受電磁干擾，電氣絕緣好，耐腐蝕，無電火花，可以在高壓、易燃易爆的環(huán)境中測量壓力、流量、液位等。它靈敏高度，體積小，可撓性好，可插入狹窄的空間進(jìn)行測量，因此而得到重視，并且得到迅速開展。綜上所述，鑒于本設(shè)計中，壓力不起決定性作用，只是輔助性作用，對其進(jìn)行簡單的測量即可。光導(dǎo)纖維壓力傳感器固然好，但從本設(shè)計來講似乎有些大材小用，且其價格要比應(yīng)變式壓力傳感器要高。應(yīng)變式壓力傳感器可在介質(zhì)溫度為-20～+150℃范圍內(nèi)工作，適用于本系統(tǒng)。所以選擇應(yīng)變式壓力傳感器。應(yīng)變片實物圖如圖2.5所示。圖2.5應(yīng)變片實物圖液位傳感器的選擇方案一：靜壓式液位計。靜壓式液位計是基于所測液體靜壓與該液體的高度成比例的原理，采用國外先進(jìn)的隔離性擴(kuò)散硅敏感元件或陶瓷電容壓力敏感傳感器，將靜壓轉(zhuǎn)換為電信號，再經(jīng)過溫度補(bǔ)償和線性修正，轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)電信號。適用于石油化工、冶金、電力、制藥、供排水、環(huán)保等系統(tǒng)和行業(yè)的各種介質(zhì)的也為測量。精巧的結(jié)構(gòu)，簡單的調(diào)校和靈活的安裝方式為用戶輕松地提供了方便。4～20mA、0～5V、0～10mA等標(biāo)準(zhǔn)信號輸出方式由用戶根據(jù)需要任選。方案二：浮子式液位計。浮子式水位計的原理是利用水面浮子及其相應(yīng)裝置感應(yīng)水位變化，將水位參數(shù)進(jìn)行記錄或顯示的水位觀測儀器。它一般包括浮子式水位傳感器和顯示記錄器，還包括水位編碼器和電源，其傳感器具有電量輸出接口，能將水位參數(shù)遠(yuǎn)傳至遠(yuǎn)離觀測現(xiàn)場進(jìn)行觀測、顯示和處理。方案三：電容式液位計。電容式液位計是根據(jù)電容感應(yīng)原理，當(dāng)被測介質(zhì)浸汲測量電極的高度變化時，引起其電容變化。它可將各種物位、液位、液位介質(zhì)高度的變換轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號，遠(yuǎn)傳至操作控制室二次儀表或計算機(jī)裝置進(jìn)行集中顯示、報警或自動控制。其良好的結(jié)構(gòu)及安裝方式可適用于高溫、高壓、強(qiáng)腐蝕，易結(jié)晶，防堵塞，防冷凍及固體粉狀、粒狀物料。它可測量強(qiáng)腐蝕型介質(zhì)的液位，測量高溫介質(zhì)的液位，測量密封容器的液位，與介質(zhì)的粘度、密度、工作壓力無關(guān)。綜上所述，鑒于系統(tǒng)測量的是密封油罐內(nèi)的液位，且測量須測量油、水兩種液體的液位，應(yīng)選用方案三，即電容式液位計。這里選用的是JDR型油水界面分析儀，它可同時測量油、水液位，應(yīng)用于本系統(tǒng)十分方便。A/D轉(zhuǎn)換芯片的選擇方案一：選擇ADC0832。ADC0832是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的一種8位分辨率、雙通道A/D轉(zhuǎn)換芯片。其最高分辨可達(dá)256級，可以適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換要求。其內(nèi)部電源輸入?yún)⒖茧妷旱膹?fù)用，使得芯片的模擬電壓輸入在0～5V之間。芯片轉(zhuǎn)換時間近衛(wèi)32μS，具有雙數(shù)據(jù)輸出可作為數(shù)據(jù)校驗，以減小數(shù)據(jù)誤差，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速度快且穩(wěn)定性強(qiáng)。獨(dú)立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變得更加方便。通過DI數(shù)據(jù)輸入端，可以輕易的實現(xiàn)通道功能的選擇。方案二：選擇ADC0809。ADC0809是美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的CMOS工藝8通道，8位逐次逼近式A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器。其內(nèi)部有一個8通道多路開關(guān)，他可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號，只選通8路模擬輸入信號中的一個進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。其模擬電壓輸入范圍0～5V，不需零點和滿刻度校準(zhǔn)。響應(yīng)時間為100μS工作溫度范圍-40～+85℃。低功耗，約15mW。綜上所述，鑒于本系統(tǒng)需要測量罐內(nèi)溫度、環(huán)境溫度、液位〔油面和水面〕高度、浮頂高度及雨水壓力，故需要轉(zhuǎn)換多路模擬量，所以ADC0809符合系統(tǒng)要求，選用方案二。ADC0809實物圖如圖2.6所示。圖2.6ADC0809實物圖硬件電路的設(shè)計單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單片機(jī)上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。另外，AT89S52可降至0Hz靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。所謂最小系統(tǒng)，即指使單片機(jī)能正常工作的所需的最少的電路，即應(yīng)包含CPU及輔助電路、ROM、RAM及I/O端口等電路。在AT89S52的根底上，加復(fù)位電路、時鐘電路、EA引腳信號及電源即可。XTAL1：接外部晶體的一端，振蕩器反相放大器和內(nèi)部時鐘發(fā)生電路的輸入端。XTAL2：接外部晶體的另一端，振蕩器反相放大器的輸出端。在XTAL1和XTAL2兩端跨接晶體或陶瓷諧振器〔本設(shè)計選用晶體諧振器〕，就構(gòu)成了穩(wěn)定的自激振蕩器，其發(fā)出的脈沖直接送入內(nèi)部時鐘發(fā)生器，如圖3.1所示。外接晶振時，C1、C2值通常選擇為30pF左右〔本設(shè)計兩個選用22pF〕。C1、C2對頻率有微調(diào)作用，振蕩頻率范圍是1.2～12MHz〔本設(shè)計選用11.0952MHz〕。為了減少寄生電容，更好地保證振蕩器穩(wěn)定可靠地工作，諧振器和電容應(yīng)盡可能安裝的與單片機(jī)芯片靠近。內(nèi)部時鐘發(fā)生器實質(zhì)上是一個二分頻的觸發(fā)器，其輸出是單片機(jī)工作所需的時鐘信號。RESET：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器運(yùn)行時，在此引腳上出現(xiàn)兩個機(jī)器周期以上的高電平，將使單片機(jī)復(fù)位；VCC掉電期間，此引腳可接備用電源，以保持內(nèi)部RAM的數(shù)據(jù)不喪失。本設(shè)計采用按鍵式復(fù)位電路，上電復(fù)位可利用電容充電來實現(xiàn)，也可通過按鍵來實現(xiàn)。當(dāng)按鍵按下后，RESET端產(chǎn)生高電平。按鍵時間決定了復(fù)位時間。單片機(jī)AT89S52的引腳及最小系統(tǒng)電路如圖3.1所示。圖3.1單片機(jī)最小系統(tǒng)電路I/O擴(kuò)展電路的設(shè)計根據(jù)系統(tǒng)要求，單片機(jī)本身提供的I/O接口數(shù)量不能滿足實際需求，所以要對單片機(jī)的I/O接口進(jìn)行擴(kuò)展，這里選用的是8155芯片進(jìn)行擴(kuò)展。8155芯片內(nèi)具有256個字節(jié)的RAM，兩個8位、一個16位的可編程I/O口和一個14位計數(shù)器。它與單片機(jī)AT89S52接口簡單，是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中廣泛使用的芯片。8155用作鍵盤/LED顯示器接口電路，當(dāng)IO/為低電平時，8155片內(nèi)RAM工作；當(dāng)IO/為高電平時，8155選通片內(nèi)的I/O端口。A,B,C三個口可以作為擴(kuò)展的I/O口使用，8155的AD0～AD7與AT89S52的P0口相連。AT89S52可以和8155直接連接，不需要任何外加電路，連接之后，給系統(tǒng)增加了256個字節(jié)的RAM、22位I/O線和一個計數(shù)器。AT89S52與8155的接口電路如圖3.2所示。圖3.2I/O擴(kuò)展電路圖由圖3.2可知：當(dāng)P2.0=0和P2.1=0時，IO/為低電平并選通8155，那么8155選中它內(nèi)部的RAM工作；當(dāng)P2.0=0和P2.1=1時，8155選中片內(nèi)的三個I/O端口。相應(yīng)的地址分配為：0000H-00FFH8155內(nèi)部RAM0100H命令/狀態(tài)口0101HA口0102HB口0103HC口0104H定時器低八位口0105H定時器高八位口A/D轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計因為傳感器輸出的信號為模擬信號，而單片機(jī)只能處理數(shù)字信號，所以需要一個模塊將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，這就是A/D轉(zhuǎn)換電路。本設(shè)計選用的A/D轉(zhuǎn)換器是ADC0809。ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)：ADC0809是CMOS的8位模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，采用逐次逼近原理進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，芯片內(nèi)有模擬多路轉(zhuǎn)換開關(guān)和A/D轉(zhuǎn)換兩大局部，可對8路0～5V的輸入模擬電壓信號分時進(jìn)行轉(zhuǎn)換。模擬多路開關(guān)由8路模擬開關(guān)和3位地址鎖存譯碼器組成，可選通8路模擬輸入中的任何一路，地址鎖存信號ALE將3位地址信號ADDA、ADDB、ADDC進(jìn)行鎖存，然后由譯碼電路選通其中的一路，被選中的通道進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。A/D轉(zhuǎn)換局部包括比較器、逐次逼近存放器〔SAR〕、256R電阻網(wǎng)絡(luò)、樹狀電子開關(guān)、控制與時序電路等。另外ADC0809輸出具有TTL三態(tài)鎖存緩沖器，可直接連到CPU數(shù)據(jù)總線上。ADC0809的多路轉(zhuǎn)換：在實時控制與實時檢測系統(tǒng)中，被控制與被測量的電路往往是幾路或幾十路，對這些電路的參數(shù)進(jìn)行模/數(shù)、數(shù)/模轉(zhuǎn)換時，常采用公共的模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路。因此，對各路進(jìn)行轉(zhuǎn)換是分時進(jìn)行的。此時，必須輪流切換各被測電路與模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換電路之間的通道，以到達(dá)分時切換的功能。ADC0809轉(zhuǎn)換時序：ADC0809的IN0上輸入的0V～+5V范圍的模擬電壓經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后可由AT89S52通過程序從P1口輸入到它的內(nèi)部RAM單元。首先輸入地址選擇信號，在ALE信號作用下，地址信號被鎖存，產(chǎn)生譯碼信號，選中一路模擬量輸入。然后輸入啟動轉(zhuǎn)換控制信號START〔不小于100ns〕，啟動A/D轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換結(jié)束，數(shù)據(jù)送三態(tài)門鎖存，同時發(fā)出EOC信號，在允許輸出信號控制下，再將轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出到外部數(shù)據(jù)總線。如前所述，AT89S52是可以和ADC0809直接相連的，其連接如圖3.3所示。圖3.3A/D轉(zhuǎn)換電路圖顯示電路的設(shè)計在單片機(jī)系統(tǒng)中，通常用LED數(shù)碼顯示器來顯示控制過程和運(yùn)算結(jié)果，由于它具有顯示清晰、亮度高、使用電壓低、壽命長、結(jié)構(gòu)簡單、價格廉價等優(yōu)點，因此使用非常廣泛。它由假設(shè)干個發(fā)光二極管組成，當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時，相應(yīng)的一個點或一個筆畫發(fā)亮?？刂撇煌M合的二極管導(dǎo)通，就能顯示出各種字符。LED數(shù)碼管顯示器有共陽極和共陰極兩種接法，共陰極LED顯示器的發(fā)光二極管陰極連接在一起，通常此公共陰極接地，當(dāng)某個發(fā)光二極管的陽極為高電平時，發(fā)光二極管點亮，相應(yīng)的段被顯示；同樣，共陽極LED顯示器的發(fā)光二極管陽極連接在一起，通常此公共陽極接正電壓，當(dāng)某個發(fā)光二極管的陰極為低電平時，發(fā)光二極管點亮，相應(yīng)的段被顯示。八段LED數(shù)碼顯示管原理很簡單，是通過同名管腳上所加電平的上下來控制發(fā)光二極管是否點亮從而顯示不同的字形的。例如，假設(shè)在共陽LED管的dp,g,f,e,d,c,b,a管腳上分別加上99H控制電平，那么LED顯示管顯示字形“4”。99H是按dp,g,f,e,d,c,b,a順序排列后的十六進(jìn)制編碼〔0為TTL低電平，1為TTL高電平〕，常稱為字形碼。因此，LED上所顯示的字形不同，相應(yīng)的字形碼也不一樣。八段共陽能顯示的字形及相應(yīng)字形碼如表3-1所示。表3-1八段共陽LED數(shù)碼管字形碼表顯示字符共陽極字形碼顯示字符共陽極字形碼00C0H5092H10F9H6082H20A4H70F8H30B0H8080H4099H9090HA088HB083HC0C6Hd0A1HE086HF08EH空格0FFHP0CHH089H07FH—0BFHAT89S52對LED管的顯示可以分為靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種。靜態(tài)顯示的特點是各LED管能穩(wěn)定地顯示各自字形；動態(tài)顯示是指各LED輪流地一遍一遍顯示各自字符，人們由于視覺器官惰性，從而看到的是各LED似乎在同時顯示不同字形。為了減少硬件開銷，提高系統(tǒng)可靠性并降低本錢，本控制系統(tǒng)采用的是動態(tài)掃描顯示。如圖3.6示出了4只共陽LED的動態(tài)掃描電路圖，其與8155的接口電路圖詳見附錄Ⅰ。圖中，8155的B口和所有的dp〔sp〕，g，f，e，d，c，b，a引線相連，各LED控制端G〔即圖中所示各個數(shù)碼管內(nèi)部的Ⅰ，Ⅱ，Ⅱ，Ⅳ〕和8155的C口相連，故B口為字形口，C口為字位口，因為CPU可以通過C口控制各LED是否點亮。在本系統(tǒng)中，我們用到的是八段共陽數(shù)碼管，其原理和結(jié)構(gòu)圖如圖3.4所示。圖3.4數(shù)碼管顯示電路圖鍵盤電路的設(shè)計在鍵盤中按鍵數(shù)量較多時，為了減少I/O口的占用，通常將按鍵排列成矩陣形式。在矩陣式鍵盤中，每條水平線和垂直線在交叉處不直接連通，而是通過一個按鍵加以連接。這樣，一個端口就可以構(gòu)成4×4=16個按鍵，比直接將端口線用于鍵盤多出了一倍，而且線數(shù)越多區(qū)別越明顯，比方再多加一條就可以構(gòu)成20鍵的鍵盤，而直接用端口線那么只能多出一鍵。由此可見，在需要的鍵數(shù)比較多時，采用矩陣法來做鍵盤是合理的。鍵盤電路采用的是矩陣式按鍵鍵盤，鍵盤共設(shè)置16個按鍵，其對應(yīng)功能如圖3.5所示。432143217865786590確定重置90確定重置圖3.5矩陣鍵盤對應(yīng)按鍵功能圖該矩陣鍵盤能實現(xiàn)對罐內(nèi)溫度、環(huán)境溫度、罐內(nèi)液位等參數(shù)的預(yù)設(shè)值，重置按鈕可以對之前的設(shè)定值進(jìn)行清空，使用起來更方便。矩陣鍵盤短路圖如圖3.6所示。S2～S17對應(yīng)上面功能圖的按鍵。以S2為例，當(dāng)S2按下時，PA0和PA7輸入高電平。每個按鍵按下都會有不同的兩個接口出現(xiàn)高電平，這樣單片機(jī)可以識別不同按鍵的按下。壓力檢測電路的設(shè)計由于浮頂?shù)臋C(jī)械結(jié)果原因，當(dāng)下雨時浮頂會積累雨水，浮頂積水過多會導(dǎo)致浮頂發(fā)生沉盤。所以浮頂?shù)姆e水量是一項重要的物理量。積水的重量要通過壓力檢測電路來檢測。這里采用電阻應(yīng)變片作為壓力檢測元件。電阻應(yīng)變片也成電阻應(yīng)變計，簡稱應(yīng)變片或應(yīng)變計，它能將機(jī)械構(gòu)件上的變化轉(zhuǎn)換為電阻變化。電阻應(yīng)變片是由φ=0.02～0.05mm的康銅絲或鎳鉻絲繞城柵狀夾在兩層絕緣薄片中制成。用鍍銀銅線與應(yīng)變片絲柵連接，作為電阻引線。將金屬絲粘貼在構(gòu)件上，當(dāng)構(gòu)件受壓力形變時，金屬絲的長度和橫截面積也隨著構(gòu)件一起變化，進(jìn)而發(fā)生電阻變化QUOTE(3-1)式中：QUOTE——材料的靈敏系數(shù)；QUOTE——測點處應(yīng)變。壓力檢測電路圖如圖3.7所示。該電路由四個應(yīng)變片組成惠斯頓電橋，將應(yīng)變引起的電阻變化換成電壓變化。在傳感信號的處理中，由于信號十分微弱〔mV級〕，所以電路的設(shè)計對整個變送器的性能十分重要，如圖采用單片集成電路、兩線制、DC24V供電、4～20mA輸出方式。放大器要有低功耗、低漂移、低失調(diào)、增益線性好的特點，才能對傳感器的微弱信號進(jìn)行不失真的放大，保證測量數(shù)據(jù)的精確因此選用了XTR106作為該變送器的直流放大器。傳感器的輸出電壓很小，所以設(shè)計調(diào)零電阻R62使零負(fù)荷時輸出為4mA。R64為滿度度可調(diào)電阻，使?jié)M負(fù)荷時輸出為20mA。浮頂高度檢測電路的設(shè)計在系統(tǒng)中，需要對浮頂高度進(jìn)行實時監(jiān)控。這里采用的是RISEN-RP型物位傳感器。RISEN-RP物位傳感器是上海儀華生產(chǎn)的超聲波物位計，適用工業(yè)生產(chǎn)中物位、液位的測量。原理：超聲波物位計安裝于容器上部，在電子單元的控制下，探頭向被測物體發(fā)一束超聲波脈沖，聲波被物體或液體外表反射，局部反射回波由探頭接收并轉(zhuǎn)換為電信號，從超聲波發(fā)射倒重新接收，其時間與探頭至被測物體或液體的距離成正比，電子單元檢測時間，并根據(jù)的聲速計算出被測距離，通過減去運(yùn)算就可得出物位或液位數(shù)值。這種傳感器使用壽命長達(dá)20年以上。電路采用日本工業(yè)、民用超聲波測距電路以及國外技術(shù)結(jié)合的電路?，F(xiàn)場調(diào)零與調(diào)滿電位器，使用簡單，無需進(jìn)入菜單設(shè)定量程。測量精度高，溫度穩(wěn)定性好。全密封防暴結(jié)構(gòu)設(shè)計。集成符合傳感器和微片封裝電路技術(shù)。應(yīng)用范圍廣，可用于石油、化工、電力、冶金、制藥、輕工、污水處理、造紙等行業(yè)應(yīng)用場所儲罐、水箱、水塔、化學(xué)品罐、尺子料槽、山渠等多種環(huán)境。其電氣參數(shù)如下：測量范圍：0～20米環(huán)境最高溫度：100℃工作頻率：50Hz工作電壓：24V輸出信號：4～20mA有傳感器輸出的電流信號，經(jīng)過I/V轉(zhuǎn)換電路，變成0～5V電壓信號，以便ADC0809芯片進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。其電路圖如圖3.8所示。浮頂高度控制電路設(shè)計除了對浮頂高度的測量之外，還需要對浮頂?shù)母叨冗M(jìn)行控制。當(dāng)油罐內(nèi)的油品及水面的高度變化時，浮頂?shù)母叨纫残枰S著液面高度變化而變化。這里采用130系列步進(jìn)電機(jī)來控制浮頂?shù)母叨?。單片機(jī)經(jīng)過達(dá)林頓管功率放大后驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)，當(dāng)單片機(jī)的P1.0輸出低電平時，達(dá)林頓管導(dǎo)通，線圈得電產(chǎn)生磁場，X軸開始旋轉(zhuǎn)。反之，當(dāng)單片機(jī)P1.0輸出高電平時，達(dá)林頓管斷開，線圈失電，X軸停止旋轉(zhuǎn)。同理P1.1和P1.2也可以分別控制Y軸和Z軸的轉(zhuǎn)動與停止。從而通過這三個端口開控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動。如圖3.9所示為其電路圖。圖3.9浮頂高度控制電路圖液位檢測電路的設(shè)計油罐中的底部水墊層高度以及油面的高度是極其重要的物理量，所以需要對這些物理量進(jìn)行實時監(jiān)控，所以需要設(shè)計液位檢測電路。這里采用的液位傳感器是JDR型油水界面分析儀。JDR型油水界面分析儀應(yīng)用分段電容式物位檢測的原理，結(jié)合獨(dú)特微電容檢測傳送技術(shù)及大規(guī)模高速單片機(jī)數(shù)字處理技術(shù)，研制而成的智能化自校正多物位檢測分析儀，其在油田原油罐中對原油油位與水位的測量量具有其他傳感器無可比較的優(yōu)越性。其主要用于油田及石油化工行業(yè)油水雙界面的高精度測量。JDR型油水界面分析儀是采用微電容串組合，斷層掃面檢測技術(shù)研制的一種檢測容器中油、水、空氣多相界面的液位計。由多段檢測高度為100mm的微電容串組合而成的檢測探極〔傳感器〕與裝在探極頂部的在線自校正式雙界面液位變送器共同組成液位計。工作溫度為-40～80℃。其檢測的水面與油面高度由兩組4～20mA或485信號輸出。其中I1輸出油面高度信號，I2輸出水面高度信號。其供電采用24VDC±10％的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)供電，使用起來十分方便。在實際應(yīng)用中，油和水之間界面不是一個清晰的界面，油水之間在不同情況下是不同狀態(tài)的油水混合層，其介電常數(shù)在水合油之間變化，其大小與這一層面中油水混合比例有關(guān)，含水越多，ε越大。因此，判斷有誰界面的ε閥值是一個相對值。使用中通過調(diào)整放大倍數(shù)，即可改變這個閥值。由傳感器輸出的電流信號，經(jīng)過I/V轉(zhuǎn)換電路，變成0～5V電壓信號，以便ADC0809芯片進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。其電路圖如圖3.10所示。圖3.10液位檢測電路圖水位控制電路根據(jù)要求需要對水位進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)有底部水位較低時，需要對罐內(nèi)的水進(jìn)行補(bǔ)充當(dāng)，而當(dāng)水位超過一定限度時，要及時放掉一局部水，從而保證罐內(nèi)的水量維持在一定的范圍內(nèi)。本系統(tǒng)控制水量是通過單片機(jī)控制電磁閥的方法來實現(xiàn)的。當(dāng)P1.3輸出低電平時達(dá)林頓管導(dǎo)通，這時電磁閥線圈得電，開關(guān)吸合，從而進(jìn)水閥翻開。排水閥的控制與進(jìn)水閥原理相同，如圖3.11為進(jìn)/出水控制電路。圖3.11進(jìn)/出水控制電路圖溫度檢測電路的設(shè)計溫度檢測元件的類型選擇與被控溫度及精度等級有關(guān)。本設(shè)計選擇集成溫度傳感器AD590作為溫度檢測元件。集成溫度傳感器AD590是一種典型的電流輸出型集成溫度傳感器，其實質(zhì)上是一種半導(dǎo)體集成電路[2]。它是利用晶體管的b-e結(jié)壓降的不飽和值VBE與熱力學(xué)溫度T和通過發(fā)射極電流I的下述關(guān)系實現(xiàn)對溫度的檢測：〔3-2〕式中：K——波爾茲曼常數(shù)；Q——電子電荷絕對值；U——pn結(jié)正向壓降；——pn結(jié)反向飽和電流。由上式可知，只要pn結(jié)上的正向電流I恒定，那么pn結(jié)的正向壓降U與溫度的線性關(guān)系只受反向飽和電流的影響。是溫度的緩變函數(shù)，只要選擇適宜的摻雜濃度，就可以認(rèn)為在不太寬的溫度范圍內(nèi)，近似為常數(shù)，因此，正向壓降U與溫度T成線性關(guān)系，也就是說〔3-3〕AD590分為I、J、K、L、M幾檔，其溫度校正誤差隨分檔的不同而大小不同，表3-1給出了AD590的主要電氣參數(shù)。表3-2AD590主要電氣參數(shù)AD590IAD590JAD590KAD590LAD590M單位工作電壓+4~+30V25電流輸出A溫度系數(shù)1A/K25可校正誤差10℃非線性誤差℃長期漂移℃輸出阻抗>10M電源電壓抑制比+4V~+5VA/V+5V~+15VA/V+15V~+30VA/V極限參數(shù)最大正向電壓44V最大反向電壓-20V由表3-2知，其中M檔精度最高，在-55℃～+150℃℃。所以，我們在本課題中用到的是AD590的M檔。AD590與ADC0809連接的根本溫度檢測電路如下圖。圖3.12溫度檢測電路圖圖中AD590的輸出電流是以絕對零度為基準(zhǔn)的，被測溫度每增加1K，它就會增加1μA的輸出電流，因此其輸出電流QUOTE(3-4)式中：QUOTE——被測的攝氏溫度。經(jīng)過10K電阻對AD590輸出的電流進(jìn)行采樣，轉(zhuǎn)化為電壓信號QUOTE(3-5)此電壓經(jīng)過運(yùn)放進(jìn)行差分放大QUOTE(3-6)式中：QUOTE——運(yùn)算放大器U9的負(fù)端電壓；QUOTE——運(yùn)算放大器U9的正端電壓。經(jīng)過轉(zhuǎn)換，AD590的輸出信號轉(zhuǎn)換為0～5V的，即溫度的測量范圍對應(yīng)0～5V的標(biāo)準(zhǔn)信號送入ADC0809進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。水泵驅(qū)動電路的設(shè)計在系統(tǒng)中，如果罐內(nèi)液體的溫度過高，會造成平安隱患。另外環(huán)境的溫度也會影響油罐的穩(wěn)定。所以當(dāng)溫度過高時，要啟動水幕降溫為油罐冷卻。水幕降溫由水泵控制，當(dāng)溫度超過一定界限〔不同油品的界限不同，如汽油為30℃〕時，P2.2輸出高電平，Q5導(dǎo)通，經(jīng)過光耦隔離，有晶閘管驅(qū)動水泵運(yùn)轉(zhuǎn)，從而到達(dá)控制水幕降溫開啟的目的。如圖3.13所示為水泵驅(qū)動電路圖。圖3.13水泵驅(qū)動電路圖CAN總線接口電路的設(shè)計系統(tǒng)還有CAN總線接口，使本系統(tǒng)可接入到CAN總線系統(tǒng)中。CAN是控制器局域網(wǎng)絡(luò)〔ControllerAreaNetwork,CAN〕的簡稱，是由研發(fā)和生產(chǎn)汽車電子產(chǎn)品著稱的德國BOSCH公司開發(fā)了的，并最終成為國際標(biāo)準(zhǔn)。在北美和歐洲，CAN總線協(xié)議已成為汽車計算機(jī)控制和嵌入式工業(yè)控制局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)總線，并擁有以CAN為底層協(xié)議專為大型貨車和重工機(jī)械車輛設(shè)計的J1939協(xié)議。近年來，其所具有的高可靠性和良好的錯誤檢測能力受到重視，被廣泛應(yīng)用于汽車計算機(jī)控制系統(tǒng)和環(huán)境惡劣、電磁輻射強(qiáng)和震動大的工業(yè)環(huán)境。在CAN協(xié)議中，所有的消息都以固定的格式發(fā)送?？偩€閑置時，所有與總線相連的單元都可以開始發(fā)送消息。兩個以上的單元同時開始發(fā)送消息時，根據(jù)標(biāo)識符先決定優(yōu)先級。仲裁獲勝的單元格可繼續(xù)發(fā)送消息，仲裁失利的單元格那么立即停止發(fā)送而進(jìn)行接收工作。如圖3.14所示為CAN總線接口電路。圖3.14通信接口電路聲光報警電路的設(shè)計系統(tǒng)要實時測量浮頂高度、油品高度和水位高度，一旦發(fā)現(xiàn)異常立即開啟聲光報警裝置，提醒工作人員進(jìn)行進(jìn)一步處理。當(dāng)浮頂高度、油品高度或者水位高度有一個或幾個出現(xiàn)異常時，P2.3端口輸出高電平，經(jīng)過光電耦合、三極管等驅(qū)動聲光報警電路。555定時器產(chǎn)生脈沖信號，使揚(yáng)聲器發(fā)出聲音報警。如圖3.15所示為聲光報警電路圖。圖3.15聲光報警電路圖電源電路的設(shè)計對于整個系統(tǒng)而言，每個芯片和傳感器都需要電源提供電源，不同的器件有其各自的額定工作電壓，鑒于此，制作了±5V、±12V、±24V的電源。其電路圖如圖3.16～3.18所示。圖3.16±24V電源電路圖圖3.17±5V、±12V電源電路圖〔一〕圖3.18±5V、12V電源電路圖〔二〕控制算法PID算法PID〔比例-積分-微分〕控制器作為最早實用化的控制器已有70多年歷史，現(xiàn)在仍然是應(yīng)用最廣泛的工業(yè)控制器。PID簡單易懂，使用中不需精確的控制模型等先決條件，因而成為應(yīng)用最為廣泛的控制器。PID控制器由比例單元〔P〕、積分單元〔I〕和微分單元〔D〕組成。其輸入e(t)與輸出u(t)的關(guān)系為u(t)=kp(e(t)+1/TI∫e(t)dt+TD*de(t)/dt)(4-1)式中積分的上下限分別是0和t因此它的傳遞函數(shù)為：G(s)=U(s)/E(s)=kp(1+1/(TI*s)+TD*s)(4-2)其中：Kp——為比例系數(shù)；TI——為積分時間常數(shù)；TD——為微分時間常數(shù)。本系統(tǒng)中,偏差e=SV-PV。系統(tǒng)采用數(shù)字PID離散化算法,根本原理基于如下的增量式算法表達(dá)式:u(k)=u*(k-1)+Kp[e(k)-e(k-1)]+KI*e(k)+KD*[e(k)-2e*(k-1)+e*(k-2)](4-3)本系統(tǒng)采取別離積分的改良PID算法,其思路是設(shè)置E0作為積分別離值；在偏差e絕對值\E0時,別離(丟棄)PID的積分項,僅用PD控制；當(dāng)e的絕對值<E0時,恢復(fù)積分項,采用PID控制。與標(biāo)準(zhǔn)PID相比,別離積分PID算法既能保證系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)精度,又能明顯削弱系統(tǒng)的動態(tài)超調(diào)。模擬PID控制系統(tǒng)原理框圖如圖4.1所示。比例比例++++u(t)e(t)r(t)被控對象積分u(t)e(t)r(t)被控對象積分-+-+微分微分圖4.1PID控制原理框圖標(biāo)度變換單片機(jī)只能接收和處理數(shù)字量，而以AT89S52為主控部件的系統(tǒng)所測量的各個參數(shù)卻有著不同的量綱和數(shù)值，因此，這些參數(shù)值都必須經(jīng)過傳感器變換成模/數(shù)轉(zhuǎn)換器〔A/D〕能夠接受的信號電平0~5V，再有A/D轉(zhuǎn)換成00~FFH的數(shù)字量，然后才能進(jìn)入單片機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的處理，當(dāng)顯示或打印測量結(jié)果時，那么需要把這些數(shù)字量復(fù)原成實際值。對于線性輸出的傳感器，其被測參數(shù)的變化與送入單片機(jī)的數(shù)字值變化成正比，這種關(guān)系可用圖4.1表示。AAXAAmAA0NNXNmNmN0圖4.2線性函數(shù)標(biāo)度轉(zhuǎn)換曲線由圖可知QUOTE(4-1)式中：QUOTE——被測參數(shù)的實際值QUOTE——儀表能夠測量的最大值〔測量上限〕QUOTE——儀表能夠測量的最小值〔測量下限〕QUOTE——被測參數(shù)的實際值對應(yīng)的數(shù)字量QUOTE——儀表測量上限對應(yīng)的數(shù)字量QUOTE——儀表測量下限對應(yīng)的數(shù)字量把上面公式進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼?，就可以變成公式?-2〕的形式：QUOTE(4-2)對于給定的被測參數(shù)，式中的QUOTE，QUOTE，QUOTE，QUOTE均為常數(shù)。例如，AD590的量程為-50~150℃，那么在某一時刻計算機(jī)采樣得到的二進(jìn)制值=CDH，那么相應(yīng)的溫度值為：程序框圖設(shè)計主程序流程圖開始開始系統(tǒng)初始化系統(tǒng)初始化翻開中斷翻開中斷檢測油品溫度檢測油品溫度Y油品溫度是否過高Y油品溫度是否過高NN啟動水幕降溫啟動水幕降溫檢測環(huán)境溫度檢測環(huán)境溫度ABABBABAY環(huán)境溫度是否過高Y環(huán)境溫度是否過高N啟動聲光報警啟動水幕降溫積水量是否過多N啟動聲光報警啟動水幕降溫積水量是否過多檢測浮頂積水量檢測浮頂積水量YYNN圖5.1主程序流程圖〔一〕如圖5.1為第一個單片機(jī)的系統(tǒng)主程序流程圖。系統(tǒng)啟動后，首先進(jìn)行程序初始化，設(shè)定程序的初始狀態(tài)。然后翻開中斷。此系統(tǒng)的功能是檢測油品溫度、環(huán)境溫度、浮頂積水量，并根據(jù)測量結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的處理。這些采集來的信息信息經(jīng)過信號調(diào)理電路及A/D轉(zhuǎn)換器之后傳送給單片機(jī)。單片機(jī)運(yùn)算處理后，系統(tǒng)自動重新檢測這物理量，如此循環(huán)往復(fù)，從而到達(dá)對油罐狀態(tài)實時監(jiān)控的目的。翻開中斷系統(tǒng)初始化開始翻開中斷系統(tǒng)初始化開始檢測油品高度溫度檢測油品高度溫度檢測浮頂高度溫度檢測浮頂高度溫度浮頂高度是否異常浮頂高度是否異常YYN調(diào)節(jié)浮頂高度N調(diào)節(jié)浮頂高度檢測水面高度溫度檢測水面高度溫度DCDCDCDCY翻開進(jìn)/出水閥水位高度是否越限Y翻開進(jìn)/出水閥水位高度是否越限NN圖5.2主程序流程圖〔二〕如圖5.2為第二個單片機(jī)的系統(tǒng)主程序流程圖。系統(tǒng)啟動后，首先進(jìn)行程序初始化，設(shè)定程序的初始狀態(tài)。然后翻開中斷。此系統(tǒng)的功能是檢測油品高度、水面高度、浮頂高度，并根據(jù)測量結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的處理。這些采集來的信息信息經(jīng)過信號調(diào)理電路及A/D轉(zhuǎn)換器之后傳送給單片機(jī)。單片機(jī)運(yùn)算處理后，系統(tǒng)自動重新檢測這物理量，如此循環(huán)往復(fù)，從而到達(dá)對油罐狀態(tài)實時監(jiān)控的目的。另外，與檢測浮頂高度相對應(yīng)的是控制浮頂高度，系統(tǒng)通過檢測的油面高度和浮頂高度的數(shù)據(jù)計算出浮頂與油面的間距，在實際工作中浮頂高度與油面之間應(yīng)該保持一個相對固定的距離。如果間距過大會使夾層空氣過多容易引發(fā)爆炸，如果間距過小那么會發(fā)生沉盤。當(dāng)油面上升或者下降時，浮頂高度要進(jìn)行與之對應(yīng)的調(diào)節(jié)，這樣才能保證有關(guān)的平安。而與檢測水面高度相對應(yīng)的還有水位的調(diào)節(jié)，在油罐底部有局部清水，這些清水的高度要控制在一定范圍內(nèi)，系統(tǒng)對其進(jìn)行檢測并判斷是否越限。如果清水液面過高，那么系統(tǒng)開啟排水閥；如果清水的液面高度過低，那么系統(tǒng)開啟進(jìn)水閥。這兩局部將在浮頂高度檢測子程序和水面高度檢測子程序中詳細(xì)表達(dá)。因為以上兩個系統(tǒng)的工作狀態(tài)相互之間沒有關(guān)聯(lián)，有各自的傳感器、信號調(diào)理電路、驅(qū)動電路、鍵盤及顯示等，所以這兩個系統(tǒng)應(yīng)該是相互獨(dú)立的。檢測油品溫度子程序開始開始采集溫度信息采集溫度信息存儲溫度數(shù)據(jù)存儲溫度數(shù)據(jù)油品溫度是否過高油品溫度是否過高YY啟動水幕降溫啟動水幕降溫NN標(biāo)度變換標(biāo)度變換顯示油品溫度顯示油品溫度返回主程序返回主程序圖5.3檢測油品溫度子程序框圖如圖5.3為檢測油品溫度子程序框圖。油品中的溫度傳感器產(chǎn)生的輸出經(jīng)過信號調(diào)整電路后，轉(zhuǎn)換為0~5V的電壓信號再由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，單片機(jī)采集這些數(shù)字量，然后存儲到單片機(jī)存放器中。通過單片機(jī)的運(yùn)算比較判斷出油品溫度是否過高。如果溫度過高，系統(tǒng)啟動水幕降溫；如果溫度在正常范圍內(nèi)，系統(tǒng)進(jìn)行下一步。判斷過后，系統(tǒng)要對測量的數(shù)字量進(jìn)行標(biāo)度變換，然后送往顯示模塊進(jìn)行顯示，之后返回主程序。檢測環(huán)境溫度子程序啟動水幕降溫環(huán)境溫度是否過高標(biāo)度變換開始采集溫度信息存儲溫度數(shù)據(jù)顯示環(huán)境溫度返回主程序啟動水幕降溫環(huán)境溫度是否過高標(biāo)度變換開始采集溫度信息存儲溫度數(shù)據(jù)顯示環(huán)境溫度返回主程序YYNN圖5.4檢測環(huán)境溫度子程序框圖如圖5.4為檢測環(huán)境溫度子程序框圖。油品中的溫度傳感器產(chǎn)生的輸出經(jīng)過信號調(diào)整電路后，轉(zhuǎn)換為0~5V的電壓信號再由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，單片機(jī)采集這些數(shù)字量，然后存儲到單片機(jī)存放器中。通過單片機(jī)的運(yùn)算比較判斷出環(huán)境溫度是否過高。如果溫度過高，系統(tǒng)啟動水幕降溫；如果溫度在正常范圍內(nèi)，系統(tǒng)進(jìn)行下一步。判斷過后，系統(tǒng)要對測量的數(shù)字量進(jìn)行標(biāo)度變換，然后送往顯示模塊進(jìn)行顯示，之后返回主程序。檢測浮頂積水量子程序啟動聲光報警浮頂積水量是否過多開始啟動聲光報警浮頂積水量是否過多開始采集浮頂積水重量信息采集浮頂積水重量信息存儲浮頂積水重量數(shù)據(jù)存儲浮頂積水重量數(shù)據(jù)YYNN返回主程序返回主程序圖5.5檢測浮頂積水量子程序框圖如圖5.5為檢測浮頂積水量子程序框圖。位于油罐浮頂上的重力傳感器將對浮頂?shù)姆e水重量進(jìn)行檢測。系統(tǒng)將檢測的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并存到單片機(jī)的存放器中。通過單片機(jī)的運(yùn)算比較判斷出浮頂積水量是否超出平安范圍，如果超過平安范圍，那么發(fā)出聲光報警；如果沒超出平安范圍，那么系統(tǒng)進(jìn)行下一步操作。判斷之后，系統(tǒng)自動返回主程序。檢測油品高度子程序油品高度是否越限標(biāo)度變換開始顯示油品高度返回主程序油品高度是否越限標(biāo)度變換開始顯示油品高度返回主程序采集油品高度信息采集油品高度信息存儲油品高度數(shù)據(jù)存儲油品高度數(shù)據(jù)YYN啟動聲光報警N啟動聲光報警圖5.6檢測油品高度子程序框圖如圖5.6所示為檢測油品高度子程序框圖。系統(tǒng)對傳感器的信息進(jìn)行采集，然后將其存儲到單片機(jī)的存放器中。通過單片機(jī)的運(yùn)算比較判斷出油品高度是否越限。如果越限，那么系統(tǒng)發(fā)出聲光報警；如果油品高度正常，那么系統(tǒng)執(zhí)行下一步。判斷之后對測量數(shù)字量進(jìn)行標(biāo)度變換，然后顯示油品高度的數(shù)值。之后系統(tǒng)自動返回主程序。檢測水面高度子程序返回主程序顯示水面高度存儲水面高度數(shù)據(jù)采集水面高度信息開始標(biāo)度變換水面高度是否越限調(diào)節(jié)水面高度返回主程序顯示水面高度存儲水面高度數(shù)據(jù)采集水面高度信息開始標(biāo)度變換水面高度是否越限調(diào)節(jié)水面高度YYNN圖5.7檢測水面高度子程序框圖如圖5.7所示為檢測水面高度子程序框圖。系統(tǒng)對傳感器的信息進(jìn)行采集，然后將其存儲到單片機(jī)的存放器中。通過單片機(jī)的運(yùn)算比較判斷出水面高度是否越限。如果越限，那么系統(tǒng)翻開進(jìn)水閥或排水閥來控制水位；如果水面高度正常，那么系統(tǒng)執(zhí)行下一步。判斷之后對測量數(shù)字量進(jìn)行標(biāo)度變換，然后顯示水面高度的數(shù)值。之后系統(tǒng)自動返回主程序。檢測浮頂高度子程序返回主程序顯示浮頂高度采集浮頂高度信息開始標(biāo)度變換浮頂高度是否異常調(diào)節(jié)浮頂高度返回主程序顯示浮頂高度采集浮頂高度信息開始標(biāo)度變換浮頂高度是否異常調(diào)節(jié)浮頂高度存儲浮頂高度數(shù)據(jù)存儲浮頂高度數(shù)據(jù)YYNN圖5.8檢測浮頂高度子程序框圖如圖5.8所示為檢測浮頂高度子程序框圖。系統(tǒng)對傳感器的信息進(jìn)行采集，然后將其存儲到單片機(jī)的存放器中。通過單片機(jī)的運(yùn)算比較判斷出浮頂高度是否異常。如果異常，那么系統(tǒng)驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)來調(diào)節(jié)浮頂高度；如果水面高度正常，那么系統(tǒng)執(zhí)行下一步。判斷之后對測量數(shù)字量進(jìn)行標(biāo)度變換，然后顯示浮頂高度的數(shù)值。之后系統(tǒng)自動返回主程序。鍵盤輸入子程序開始開始鍵掃描鍵掃描N有無鍵按下N有無鍵按下YY查鍵號查鍵號執(zhí)行按鍵功能執(zhí)行按鍵功能圖5.9鍵盤輸入子程序框圖如圖5.9所示為鍵盤輸入子程序框圖。系統(tǒng)啟動后將時刻進(jìn)行鍵掃描。判斷是否有按鍵按下。如果沒有按鍵按下，系統(tǒng)繼續(xù)掃描；如果掃描到有按鍵按下，那么查詢其鍵號，通過鍵號找到按鍵相應(yīng)的執(zhí)行功能程序，然后執(zhí)行案件的功能。執(zhí)行完按鍵功能后系統(tǒng)自動進(jìn)行下一次掃描?？偨Y(jié)本課題設(shè)計了一個浮頂油罐監(jiān)控系統(tǒng)，通過對浮頂油罐油品溫度、環(huán)境溫度、浮頂積水量、油品高度、水面高度、浮頂高度這些參數(shù)的測量以及對浮頂高度、水位高度的控制來實現(xiàn)對油罐狀態(tài)的監(jiān)控。這里做的只是控制核心局部，使用的精度也不是很高，所以在選用傳感器時，選擇的規(guī)格也不是很高。本系統(tǒng)測量了多個物理量。其中溫度的測量采用AD590集成溫度傳感器測得。水面高度和后面高度的測量是通過JDR型油水界面分析儀測得。浮頂積水量的測量是通過測量浮頂積水重量來實現(xiàn)的，其傳感器為應(yīng)變片傳感器。浮頂高度的測量是用RISEN-RP物位傳感器來完成的。測量后的信號經(jīng)過信號調(diào)理電路轉(zhuǎn)換后由ADC0809進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，再經(jīng)單片機(jī)處理最后做出相應(yīng)的響應(yīng)。系統(tǒng)的水幕降溫裝置由水泵驅(qū)動。浮頂?shù)母叨日{(diào)節(jié)通過步進(jìn)電機(jī)來調(diào)節(jié)。而罐內(nèi)水位的調(diào)節(jié)是通過電磁閥來控制進(jìn)水口和排水口的方式來實現(xiàn)的。該系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用，大大降低了油罐的危險系數(shù)，同時為工作人員減輕了工作量和工作壓力。設(shè)備的自動化、智能化有著很大的優(yōu)勢，簡單的操作流程便于操作，無須較高的專業(yè)水平。同時，根據(jù)系統(tǒng)的提示也能很快的發(fā)現(xiàn)故障、排除故障，極大提高了工作效率。參考文獻(xiàn)[1]朱兆優(yōu)等.智能儀器原理與設(shè)計[M].第一版..[2]張迎新.單片微型計算機(jī)原理、應(yīng)用及接口技術(shù)[M].北京：國防工業(yè)出版社．2000．[3]何立民．單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)[M].第一版．北京：北京航空航天大學(xué)出版社．1990，[4]吳金戌等.8051單片機(jī)實踐與應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社.2002，9..[6]紀(jì)宗南.單片機(jī)外圍器件實用手冊輸入通道器件分冊[M].北京：北航出版社.2002，5．[7]先鋒工作室．單片機(jī)程序設(shè)計實例[M].北京：清華大學(xué)出版社.2003，1．[8]梅麗鳳等.單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M].第三版.北京：清華大學(xué)出版社；北京交通大學(xué)出版社.2009，3.[9]楊學(xué)仁,杜彪.關(guān)于國內(nèi)成品油庫改造的一些建議.石油庫與加油站.2008(95).42-43[10][J].中國市政工程華北設(shè)計研究院.2002〔6〕.534-535[11]程明遠(yuǎn)，陳慧.點陣式圖形VFD與單片機(jī)的硬件接口及編程技術(shù)[J]—49.[12][J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督.2001，第6期.[13][J].中國平安生產(chǎn)科學(xué)技術(shù).2012，第6期.[14]張國雄.測控電路[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2007，7.第二版．[15][J].油氣儲運(yùn).2005，第8期.[16][J].山西建筑.2008，第25期.[17]賴泳.外浮頂油罐的液位檢測儀表選型及安裝[J].浙江化工.2008，第6期.[18]詹姆斯E.HELL.FireProtectionCriteria—AlaskaOilProducingPlatforms.215-219.[19]D.海德.致謝時光飛逝，轉(zhuǎn)眼四年的大學(xué)生活就要結(jié)束了，回首往事，心中充滿感謝之情。我要感謝我的母校，在這四年里，我的母校為我提供了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境、功能完備的學(xué)生公寓樓、藏書豐富的圖書館、整潔衛(wèi)生的食堂、設(shè)施完善的運(yùn)動場等等學(xué)習(xí)的必要條件，使我能夠順利地完成學(xué)業(yè)。作為一個本科生，由于經(jīng)驗的匱乏，在完成畢業(yè)設(shè)計之時難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有老師的催促指導(dǎo)，以及同學(xué)們的支持，想要完成這個設(shè)計是難以想象的。在這里我要感謝我的老師。老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，從查閱資料到設(shè)計草案確實定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計等整個過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計較為復(fù)雜煩瑣，但是老師仍然細(xì)心地糾正報告中的錯誤。除了敬佩老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的典范，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。我也很感謝我所在系的領(lǐng)導(dǎo)及所有任課老師。在這四年里，系領(lǐng)導(dǎo)在生活上對我們關(guān)心備至，為了我們能夠順利就業(yè)，他們四處奔波，千方百計地為我們牽線搭橋，不辭勞苦。任課老師在工作上兢兢業(yè)業(yè)，在學(xué)習(xí)方面對我們嚴(yán)格要求，使我們在四年的大學(xué)階段能夠?qū)W有所成，為我們以后的工作學(xué)習(xí)打下扎實的理論根底。最后感謝同學(xué)們在我遇到困難時對我無私的幫助，謝謝他們的理解支持。在這整個的學(xué)習(xí)過程中，我體會到了做設(shè)計的各種酸甜苦辣，但也穩(wěn)固了所學(xué)的各種知識，提高了對各種知識融會貫穿的能力，這段經(jīng)歷使我獲益匪淺，也十分感謝以上各位對我的幫助。請各位領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)接受我誠摯的謝意！附錄Ⅱ源程序；主程序1ORG0000HDISM0DATA78HDISM1DATA79HDISM2DATA7AHDISM3DATA7BHDISM4DATA7CHDISM5DATA7DHMOVSP,#50H；CLR5EH；CLR5FH；CLRA；MOV2FH,A；MOV30H,A；MOV3BH,A；MOV3CH,A；MOV3DH,A；MOV3EH,A；MOV44H,A；MOVDISM0,A；MOVDISM1,A；MOVDISM2,A；MOVDISM3,A；MOVDISM4,A；MOVDISM5,A；MOVTMOD,#56H；MOVTL0,#06H；MOVTH0,#06H；CLRPT0；SETBTR0；SETBET0；SETBEA；LOOP：ACALLDISPLY；ACALLSCAN；AJMPLOOP；；主程序2ORG1000HDISM0DATA78HDISM1DATA79HDISM2DATA7AHDISM3DATA7BHDISM4DATA7CHDISM5DATA7DHMOVSP,#50H；CLR5EH；CLR5FH；CLRA；MOV2FH,A；MOV30H,A；MOV3BH,A；MOV3CH,A；MOV3DH,A；MOV3EH,A；MOV44H,A；MOVDISM0,A；MOVDISM1,A；MOVDISM2,A；MOVDISM3,A；MOVDISM4,A；MOVDISM5,A；MOVTMOD,#56H；MOVTL0,#06H；MOVTH0,#06H；CLRPT0；SETBTR0；SETBET0；SETBEA；LOOP：ACALLDISPLY；ACALLSCAN；AJMPLOOP；；T0中斷效勞程序ORG000BHAJMPCT0ORG0100HCT0：PUSHACC；PUSHDPL；PUSHDPH；SETBD5H；ACALLSAMP；ACALLFILTER；CJNEA,42H,TPL；WL：MOVC,5EH；MOV5FH，C；CLR5EH；MOV5FH，C；POPDPHPOPDPLPOPACCRETITPL：JNCTPL1；CLR5FH；CJNEA,43H,MTPL；HAT：SETBP1.1；ACALLPID；MOVA,CPLA；INCA；NM：SETBP1.3；MOVTL1,A；MOVTH1,#0FFH；SETBPT1；SETBTR1；SETBET1；ACALLTRAST；LOOP:ACALLDISPLY；JBD5H,LOOP；POPDPH；POPDPL；POPACC；RETI；MTPL:JNCHAT；SETBP1.0；MOVA,45H；CPLA；INCA；AJMPNM；TPL1:SETB5EH；JNB5FH,WL；INC44H；MOVA,44H；CLRCSUBBA,#N；JNZWL；SETBP1.2；CLR5EH；CLR5FH；POPDPH；POPDPL；POPACC；RETI；；T1中斷效勞程序ORG001BHAJMPCT1ORG0200HCT1:CLRD5H；CLRP1.3；RETI；；采樣子程序SAMP:MOVR0,#2CH；MOVR2,#03H；MOVDPTR,#03F8HSAM1:MOVX@DPTR,A；MOVR3,#20H；DLY:DJNZR3,DLY；HERE:JBP3.3,HERE；MOVXA,@DPTR；MOV@R0,A；INCR0DJNCR2,SAM1；RET；FILTER：MOVA,2CH；CJNEA,2DH,CAMP1；AJMPCMP2；CMP1：JNCCMP2；XCHA,2DH；XCHA,2CH；CMP2：MOVA,2DH；CJNEA,2EH,CMP3；MOV2AH,A；RET；CMP3:JCCMP4；MOV2QH,A；RET；CMP4:MOVA,2EH；CJNEA,2CH,CMP5；MOV2AH,A；RET；CMP5:JCCMP6；XCHA,2CH；CMP6:MOV2AH,A；RETMOVR5,31H；MOVR4,2H；MOVR3,2AH；MOVR2,#00H；ACALLCPL1；ACALLDUSM；MOV39H,R7；MOV3AH,R6；MOVR5,35H；MOVR4,36H；MOVR0,#4AH；ACALLMULT1；MOVR5,39H；MOVR4,3AH；MOVR3,3BH；MOVR2,3CH；ACALLCPL1；ACALLDSUM；MOVR5,33H；MOVR4,34H；MOVR0,#46H；ACALLMULT1；MOVR5,49H；MOVR4,48H；MOVR3,4DH；MOVR2,4CH；ACALLDSUM；MOV4AH,R7；MOV4BH,R6；MOVR5,39H；MOVR4,3AH；MOVR3,3DH；MOVR2,3EH；ACALLDSUM；MOVR5,R7；MOVR4,R6；MOVR3,3BH；MOVR2,3CH；ACALLCPL1；ACALLDSUM；MOVR5,R7；MOVR4,R6；MOVR3,3BH；MOVR2,3CH；ACALLCPL1；ACALLDSUM；ACALLDSUM；MOVR5,37H；MOVR4,38H；MOVR0,#46H；ACALLMULT1；MOVR5,49H；MOVR4,48H；MOVR3,4AH；MOVR2,4BH；ACALLDSUM；MOVR3,R7；MOVR2,R6；MOVR5,2FH；MOVR4,30HACALLDSUM；MOV2FH,R7；MOV30H,R6；MOV3DH,3BH；MOV3EH,3CH；MOV3BH,39H；MOV3CH,3AH；RET；A/D轉(zhuǎn)換程序MOVR0,#0A0HMOVR2,#08HSETBIT1SETBEASETBEX1MOVDPTR,#OFEF8HLOOP:MOVX@DPTR,AHERE:SJMPHEREDJMZR2,ADENDMOVXA,@DPTRMOVX@R0,AINCDPRTINCROMOVX@DPTR,AADEND:RETIDSUM:MOVA,R4ADDA,R2MOVR6,AMOVA,R5MOVA,3MOVR7,ARETCPL1:MOVA,R2CPLAADDA,#01HMOVR2,AMOVA,R3CPLAADDCA,#00HMOVR3,ARETMULT1:MOVA,R7RLCA；MOVSIGN1,C；JNCPOS1；MOVA,R6；CPLAADDA,#01HMOVR6,AMOVA,R7；CPLA；ADDCA,#00H；MOVR7,A；POS1:MOVA,R5；RLCA；MOVSIGN2,C；JNCPO