基于8051单片机的水箱水位控制系统设计

基于8051单片机的水箱水位控制系统设计内容摘要：

计） （水箱水位单片机控制系统） 4 图 22 单片机控制系统结构图 其中 M M2 为给水泵机组， LG、 LD、 LDD 分别为水位高、水位低、水位低低浮球开关，当水位高（大于 90 开度）时， LG 闭合，当水位低（小于 75 开度）时， LD 闭合，当水位低低（小于 50 开度）时， LDD 闭合。 800 立方米水箱的控制器由 8051 系统构成。 为避免电机的起停和电源波动时对电路的影响，输入输出均采用光电 隔离。 输出通过继电器，控制水泵机组的起停和报警，其电路图如下： 图 23 单片机控制水泵起停报警图 成都电子机械高等专科学校成教院毕业论文（设计） （水箱水位单片机控制系统） 5 给水泵电机主控回路图如下 : 图 24 给水泵电机主控回路图 第二节 单片机主机系统电路 目前， 8051 单片机在工业检测领域中得到了广泛的应用，因此我们可以在许多单片机应用领域中，配接各种类型的语音接口，构成具有合成语音输出能力的综合应用系统，以增强人机对话的功能。 89C51 是 Intel 公司生产的一种单片机，在一小块芯片上集成了一个微型计算机的各个组成部分。 每一个单片机包括：一个 8 位的微型处理器 CPU；一个 256K 的片内数据存储器 RAM；片内程序存储器ROM；四个 8 位并行的 I/O 接口 P0P3，每个接口既可以输入，也可以输出；两个定时器 /记数器；五个中断源的中断控制系统；一个全双工 UART 的串行 I/O 口；片内振荡器和时钟产生电路，但石英晶体和微调电容需要外接。 最高允许振荡频率是 12MHZ。 以上各个部分通过内部总线相连接。 下面简单介绍下其各个部分的功能。 中央处理器 CPU 是单片微型计算机的指挥、执行中心，由它读人用户程序，并逐条执行指令，它是由 8 位算术／逻辑运算部件 (简称 ALu)、定时／控制部件，若干 寄存器 A、 B、 B5w、 5P 以及 16 位程序计数器 (Pc)和数据指针寄存器 (DM)等主要部件组成。 算术逻辑单元的硬件结构与典型微型机相似。 它具有对 8 位信息进行 +、 、 x、 / 四则运算和逻辑与、或、异或、取反、清“ 0”等运算，并具有判跳、转移、数据传送等功能，此外还提供存放中间结果及执行的指令，共 16位．可对以 K 字节的程序存储器直接寻址 c 指令执行结束后， Pc 计数器自动增加，指向下一条要执行的指令地址。 CPU 功能，总的来说是以不同的方式，执行各种指令。 不同的指令其功自略异。 有的指令涉及到枷各寄存器之间的关系；有的 指令涉及到单片机核心电路内部各功能部件的关系；有的则与外部器件如外部程序存储器发生联系。 事实上，成都电子机械高等专科学校成教院毕业论文（设计） （水箱水位单片机控制系统） 6 cRJ 是通过复杂的时序电路完成不同的指令功能。 所谓 cRJ 的时序是指控制器控照指今功能发出一系列在时间上有一定次序的信号，控制和启动一部分逻辑电路，完成某种操作。 常用数据寄存器。 控制器部件是由指令寄存器、程序计数器 Pc、定时与控制电路等组成的。 指令寄存器中存放指令代码。 枷执行指令时，从程序存储器中取来经译码器译码后，根据不同指令由定时与控制电路发出相应的控制信号，送到存储器、运算器或 I／ o 接口电路，完成指令功能。 程序计数器 Pc 程序计数器Pc 用来存放下一条将要。 第一小节 时序 ① 时钟电路 M 田 — 51 片内设有一个由反向放大器所构成的振荡电路，XTALI 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。 ② 时序 MGL5l 单片机的一个执器周期由 6 个状态 (s1— s6)组成，每个状态又持续 2 个接 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 N 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，当指令操作码读人指令寄存器时，使从 S1P2 开始执行指令。 如果是双字节指令，则在同一机器周期的 s4 读人第二字节。 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 Mcs— 51 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人两个字节，但 Movx 指令例外， Movx 指令是访问外部数据存储器的单字节双机器周期指令，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： 成都电子机械高等专科学校成教院毕业论文（设计） （水箱水位单片机控制系统） 7 图 25 51单片机振荡电路图 第二小节 89C51 引脚电路及其功能 MCS— 51 系列单片机的 40 个引脚中有 2 个专用于主电源引脚， 2 个外接晶振的引脚， 4 个控制或与其它电源复用的 引脚，以及 32 条输入输出 I/O 引脚。 下面按引脚功能分为 4 个部分叙述个引脚的功能。 ①电源引脚 Vcc 和 Vss Vcc（ 40 脚）：接 +5V 电源正端； Vss（ 20 脚）：接 +5V 电源正端。 ②外接晶振引脚 XTAL1 和 XTAL2 XTAL1（ 19 脚）：接外部石英晶体的一端。 在单片机内部，它是一个反相放大器的输入端，这个放大器构成采用外部时钟时，对于 HMOS 单片机，该引脚接地；对。