单片机原理及接口技术课程设计--水库水位监测装置设计

单片机原理及接口技术课程设计--水库水位监测装置设计内容摘要：

211I /O 313I /O 414I /O 515I /O 616I /O 717A823A922A 1019CE0E20WE2161 16D01D12D23D34D45D56D67D78Q019Q118Q217Q316Q415Q514Q613Q712STB1182 82P 21P 22P 23P 24P P P P P 32P 33P 34P 35P 36P 37P 38P 39P ( W R )16P ( R D )17ALE3089 C 5 1... .. 本科生课程设计（论文） 6 从 0000H 地址开始执行程序。 在复位有效期间， ALE 和 PSEN 引脚输出高电平。 如图 是常用的上电复位电路，这种上电复位利用电容器充电来实现。 当加电时，电容 C充电，电路有电流流过，构成回路，在电阻 R上产生压降， RESET引脚为高电平；当电容 C 充满电后，电路相当于断开， RESET 的点位与地相同，复位结束。 可见复位的时间与充电的而时间有关，充电时间越长复位时间越长，增 大电容或增大电阻都可以增加复位时间。 图 上电复位电路 时钟电路设计 89C51 片内设有一个由反向放大器所构成的振荡电路， XTAL1 和 XTAL2 分别为振荡电路的输入端和输出端。 时钟可以由内部方式产生或外部方式产生。 采用内部方式时，在 C1 和 C2 引脚上接石英晶体和微调电容可以构成振荡器， 振荡频率的选择范围为 1． 2— 12MHZ 在使用外部时钟时， XTAL2 用来输入外部时钟信号，而 XTALI 接地。 89C5l 单片机的一个执 行 周期由 6 个状态 (s1— s6)组成，每个状态又持续 2个 振荡 周期，分为 P1 和 P2两个节拍。 这样，一个机器周期由 12 个振荡周期组成。 若采用 12MHz 的晶体振荡器，则每个机器周期为 1us，每个状态周期为 1／ 6us；在一数情况下，算术和逻辑操作发生在 P1期间，而内部寄存器到寄存器的传输发生在 P2 期间。 对于单周期指令，当指令操作码读 入 指令寄存器时，使从 S1P2 开R1kC2 2u FV C CV C CR E S E TV S S. ... 本科生课程设计（论文） 7 始执行指令。 如果是双字节指令，则在同一机器周期的 s4 读 入 第二字节。 若为单字节指令，则在 51 期间仍进行读，但所读入的字节操作码被忽略，且程序计数据也不加 1。 在加结束时完成指令操作。 多数 89C51指令周期为 1— 2个机器周 期，只有乘法和除法指令需要两个以上机器周期的指令，它们需 4 个机器周期。 对于双字节单机器指令，通常是在一个机器周期内从程序存储器中读 入 两个字节，但Movx 指令例外， Movx 指令是访问外部数据存储器的单字节双周期指令，在执行Movx 指令期间，外部数据存储器被访问且被选通时跳过两次取指操作。 下面是 51单片机的振荡电路图： 图 51 单片机振荡电路图 CPU 最小系统 图 图 最小系统图 Y1 2 M H zC13 0 p FC23 0 p F..Y12 M H zC130 pFC230 pFR1kC22 uFV C CR E S E TV S SD01D12D23D34D45D56D67D78Q019Q118Q217Q316Q415Q514Q613Q712STB1182 82A08A17A26A35A44A53A62A71I /O 09I /O 110I /O 211I /O 313I /O 414I /O 515I /O 616I /O 717A823A922A 1019CE0E20WE2161 16P 1P 2P 3P 4P 5P 6P 7P 8R E S E T9P 10P 11P 12P 13P 14P 15P ( W R )16P ( R D )17X T A L 218X T A L 119V S S20V C C40P 21P 22P 23P 24P 25P 26P 27P 28P S E N29ALE/PROG30E A /V P P31P 32P 33P 34P 35P 36P 37P 38P 3989 C 5 1.... 本科生课程设计（论文） 8 第 3章 水库水位监测装置 输入输出接口电路 设计 水库水位监测装置 传感器的选择 传统的水位检测通过 设检测点来完成对水位的检测。 通常，由于受检测点物理体积的影响，水位检测点的数目有限，从而影响了后续电路控制的精度。 本设计，采用新型水位传感器 CBM2100，可以达到对水位高度的精确检测，以利于提高后续电路控制的精度。 其原理如下： 当液位变送器投入到被测液体中某一深度时，传感器迎液面受到的压力公式为：Ρ = ρ . + Po 式中： P ：变送器迎液面所受压力 ρ：被测液体密度 g ：当地重力加速度 Po ：液面上大气压 H ：变送器投入液体的深度 同时，通过导气不锈钢将 液体的压力引入到传感器的正压腔，再将液面上的大气压 Po 与传感器的负压腔相连，以抵消传感器背面的 Po ，使传感器测得压力为：ρ . ，显然 , 通过测取压力 P ，可以得到液位深度。 水库水位监测装置 检测 接口 电路 设计 A/D 转换器选择 ADC0809 为多通道 8 位逐次比较式 CMOS A/D 转换器，它是美国 National Semiconductor 公司产品，它是目前最流行的中速廉价型产品之一。 其结构、性能与 ADC0801~0805 系列相似。 片内有多路模拟开关及通道地址译码及锁存电路，可对多路模拟信 号进行分时采集与转换；片内配置了三态输出数据缓冲器，提供了与微处理器兼容接口； ADC0808 的最大不可调误差小于177。 ，而 ADC0809为177。 1LSB。 模拟量检测接口电路图 画出有传感器、 CPU、 AD 转换器等电路连接图，即完整的模拟量检测硬件电路。 本科生课程设计（论文） 9 图 模拟量检测接口电路图 水库水位监测装置 输出接口 电路设计 报警电路，如图 所示。 当 AT89C51 的 管脚有高电平输出时， SPEAKER发出报警声。 图 报警电路 人机对话 接口电路设计 动态显示 的特点是将所有位数码管的段选线并联在一起，由位选线控制是哪LSS P E A K E RR01KV C CB1. ...P 1. 01P 1. 12P 1. 23P 1. 34P 1. 45P 1. 56P 1. 67P 1. 78R E S E T9P 3. 010P 3. 111P 3. 212P 3. 313P 3. 414P 3. 515P 3. 6 ( W R )16P 3. 7 ( R D )17X T A L 218X T A L 119V S S20V C C40P 2. 021P 2. 122P 2. 223P 2. 324P 2. 425P 2. 526P 2. 627P 2. 728P S E N29ALE/PROG30E A /V P P31P 0. 732P 0. 633P 0. 534P 0. 435P 0. 336P 0. 237P 0. 138P 0. 03989 C 5 1OC1C111D22D33D44D55D66D77D88D91Q192Q183Q174Q165Q156Q147Q138Q1274 H C 57 3A1B2C3G 2A4G 2B5G16Y77Y69Y510Y411Y312Y213Y114Y01574 L S 13 8I N 026m s b2 1212 220I N 1272 3192 418I N 2282 582。