水箱单片机控制系统

※※※※※※※※※

※2013级学生单片机 ※

※※ 课程设计

※ ※※※※※※※※※

单片机课程设计报告书

课题名称

姓 名 学 号 院、系、部

专 业

指导教师

2015年9月1日 ********* *** ********** 航空工程学院 应用电子技术 **

摘 要

本单片机系统设计的目的是应用单片机控制技术,以8051单片机为核心控制

庆丰热电公司的800立方米的水箱的水位,并实现了报警和手动、自动切换功能。

该系统操作方便、性能良好,比较符合电厂生产用水系统控制的需要。本文还详

细的给出了相关的硬件框图和软件流程图,并编制了该汇编语言程序。

关键词: 单片机 水位

温度 报警

目 录

摘 要„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1

目 录„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2

一、

单片机的说明„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 1、8051单片机简介„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3

2、单片机的时序„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5

3、引脚极其功能„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 二、

水箱给水设备系统的构成„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10 三、

本系统8051单片机控制部分„„„„„„„„„„„„„„„„„„„12 四、

本系统的工作原理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„13 五、

主程序框图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„14 六、

本系统程序清单„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„17 七、

附录:本系统电路图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„21

一 8051单片机系统说明

1. 8051单片机简介

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P0-P3,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,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。[2]

2. 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:

3.引脚极其功能

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;对于CHOMS 单片机,该引脚作为外部振荡信号的输入端。

XTAL2(18脚):接外部晶体的另一端。在单片机内部,接至片内振荡器的反相放大器的输出端。当采用外部时钟时,对于HMOS 单片机,该引脚作为外部振荡信号的输入端。对于CHMOS 芯片,该引脚悬空不接。

3、控制信号或与其它电源复用引脚

控制信号或与其它电源复用引脚有RST/VPD 、ALE/P、PSEN 和EA/VPP 等4种形式。

(A ).RST/VPD (9脚):RST 即为RESET ,V PD 为备用电源,所以该引脚为单片

机的上电复位或掉电保护端。当单片机振荡器工作时,该引脚上出现持续两个机器周期的高电平,就可实现复位操作,使单片机复位到初始状态。

当V CC 发生故障,降低到低电平规定值或掉电时,该引脚可接上备用电源V PD (+5V)为内部RAM 供电,以保证RAM 中的数据不丢失。

(B ).ALE/ P (30脚):当访问外部存储器时,ALE (允许地址锁存信号)以每机器周期两次的信号输出,用于锁存出现在P 0口的低

(C ).PSEN(29脚):片外程序存储器读选通输出端, 低电平有效。当从外部程序存储器读取指令或常数期间,每个机器周期PESN 两次有效,以通过数据总线口读回指令或常数。当访问外部数据存储器期间,PESN 信号将不出现。

(D ).EA/Vpp(31脚):EA 为访问外部程序储器控制信号,低电平有效。当EA 端保持高

电平时,单片机访问片内程序存储器4KB (MS —52子系列为8KB )。若超出该范围时,自动转去执行外部程序存储器的程序。当EA 端保持低电平时,无论片内有无程序存储器,均只访问外部程序存储器。对于片内含有EPROM 的单片机,在EPROM 编程期间,该引脚用于接21V 的编程电源Vpp 。

4.输入/输出(I/O)引脚P0口、P1口、P2口及P3口

(A).P0口(39脚~22脚):P 0.0~P 0.7统称为P 0口。当不接外部存储器与不扩展

I/O接口时,它可作为准双向8位输入/输出接口。当接有外部程序存储器或扩展I/O口时,P 0口为地址/数据分时复用口。它分时提供8位双向数据总线。

对于片内含有EPROM 的单片机,当EPROM 编程时,从P 0口输入指令字节,而当检验

程序时,则输出指令字节。

(B).P1口(1脚~8脚):P 1. 0~P 1. 7统称为P 1口,可作为准双向I/O接口使用。

对于MCS —52子系列单片机,P 1.0和P1.1还有第2功能:P 1.0口用作定时器/计数器2

的计数脉冲输入端T2;P 1.1用作定时器/计数器2的外部控制端T2EX 。对于EPROM 编

程和进行程序校验时,P 0口接收输入的低8位地址。

(C).P2口(21脚~28脚):P 2. 0~P 2.7统称为P 2口,一般可作为准双向I/O接口。

当接有外部程序存储器或扩展I/O接口且寻址范围超过256个字节时,P 2口用于高

8位地址总线送出高8位地址。对于EPROM 编程和进行程序校验时,P 2口接收输入

的8位地址。

(D).P3口(10脚~17脚):P 3.0~P 3.7统称为P 3口。它为双功能口,可以作为一

般的准双向I/O接口,也可以将每1位用于第2功能,而且P 3口的每一条引脚均可

独立定义为第1功能的输入输出或第2功能。P 3口的第2功能见下表

单片机P3.0管脚含义

综上所述,MCS —51系列单片机的引脚作用可归纳为以下两点:

1). 单片机功能多,引脚数少,因而许多引脚具有第2功能;

2). 单片机对外呈3总线形式,由P 2、P 0口组成16位地址总线;由P 0口分时复

用作为数据总线。

附:89C51的管脚如

水箱给水设备系统的构成

800立方米由两台给水泵机组、水箱和三只浮球开关组成,其中M1、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。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

给水泵电

机主控回

路图如

下:

三 本系统8051单片机控制部分结构

本系统采用8051单片机,引脚具体控制如下:

P1口和P3口为输入输出检测信号和控制信号。下面是8051芯片引脚具体分配: P1.0:水位低低输入信号。(低0 高1)

P1.1:水位低输入信号。(低0 高1)

P1.2:水位高输入信号。(高1,低0)

P1.3:手动与自动转换输入信号。(手动1,自动0)

P1.4:M1起动KM1控制输出信号。(手动1,自动0)

P1.5:M2起动KM1控制输出信号。(手动1,自动0)

P1.6:M1开关状态输入信号。(开0,关1)

P1.7:M2开关状态输入信号。(开0,关1)

P3.0:水位低低报警输出信号。

P3.1:水位低报警输出信号。

P3.2:水位高报警输出信号。

P3.4:手动起动M1输入信号,低电频有效动作。

P3.5:手动起动M2输入信号,低电频有效动作。

P3.6:手动停M1输入信号,低电频有效动作。

P3.7:手动停M2输入信号,低电频有效动作。

四 本系统的工作原理

当水箱水位低时,起动M1、M2给水,水位上升到90%,停M1。当水箱水位低低(小于50%)时,同时起动M1、M2,当水位上升到50%以上70%以下时,停M2,M1继续运行到水位上升到90%以上才停止工作。经过调试系统,测得以下数据:水位从50%--70%,两台泵运行需要约10分钟;水位从70%--90%,一台泵运行需要约15分钟。水箱的水位一般保持在70%--90%。

报警控制如下:

当水位高与90开度的时候,由传感器经变送器发送信号,LG 闭合,系统水位高报警。当水位低于75开度的时候,由传感器经变送器发送信号,LD 闭合,系统水位低报警。当水位低与50开度的时候,由传感器经变送器发送信号,LDD 闭合,系统水位低低报警。手动/自动模式转换控制如下:全自动模式下,系统自动判断水位的状况,选择不同的工作状态。在手动的模式下,两台给水泵的运行控制可由人工自己操作。

五 主程序框图

1 主程序框图

2 自动模式子程序:

六 本系统程序清单

主程序:

ORG 0000H

AJMP MAIN

ORG 0060H

MAIN: MOV P1, #FFH ; P1 P3口初始化置1

MOV P3,#FFH

JNB P1.3 , AVT ; 若手动在自动位置,跳到自动模式子程序 AJMP MEN ;否则转到手动模式子程序

END

AUT : NOP(空命令)

JNB P1.2 , LG ;水位高—LG

JB P1.1 LD , ;水位没低---LD

CLR P3.1 ;水位低报警

JB P1.0, LDD ;水位未低低---LDD

CLR P3.0 ;水位低低报警

JNB 3.1 P1.6, Y1 ;M1已启动—Y1

CLR P1.4 ;否则启动M1

Y1:JNB P1.7 ,Y2 ; M2已启动---Y2

CLR P1.5 ;否则启动M2

Y2:ACALL DELAY ;延时1分钟

AJMP AUT ;返回自动模式

LDD: JNB P1.6 ,Y3 ; 单独运行M1(LDD 〈水位〈LD )

CLR P1.4

Y3: JB P1.7 Y2

SETB P1.5

AJMP Y2

LG:CLR P3.2 ;水位高报警

LD:AJMP MAIN ;返回主程序 手动控制子程序

MEN :NOP

JNB P1.1 , MAIN ;

ACALL KEY

CJNE A ,#FOH,NN ;

AJMP MEN

NN:JNB ACC.4 ,HM1

JNB ACC.5, HM2

JNB ACC.6 ,DM1

JNB ACC.7 ,DM2

AJMP MEN

HM1: JNB P1.6 ,MEN

CLR P1.4

AJMP MEN

HM2:JNBP1.7, MEN

CLR P1.5

AJMP MEN

DM1:JB P1.6, MEN

SETB P1.4

AJMP MEN

DM2:JB P1.7, MEN

SETB P1.5

AJMP MEN

RET

延时1S 主程序

T1M1: MOV R1, #F0H

L4: MOV R2, #08H

L1: MOV R3, #FAH

L2: MOV R4, #FAH

L1: DJNZ R4, L1

DJNZ R3, L2

DJNZ R2, L3

DJNZ R1, L4

RET

延时6ms 子程序

T1M3: MOV R4, #12

MM: MOV R5, #248

DJN2 R5, $

DJN2 R4, D3

RET

有无键合子程序:

KEY :ACALL KS1 ;有无闭合

JNZ LK1

ACALL TIM

AJMP KEY ;无键闭合返回 LK1:ACALL TIM

ACALL TIM

ACALL KS1

JNZ LK2

ACALL TIM

AJMP KEY

LK2:RET

KS1:MOV A , P3 ;扫描

RET

七 系统电路示意图 ANL A , #FOH ;屏蔽低4位

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※2013级学生单片机 ※

※※ 课程设计

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单片机课程设计报告书

课题名称

姓 名 学 号 院、系、部

专 业

指导教师

2015年9月1日 ********* *** ********** 航空工程学院 应用电子技术 **

摘 要

本单片机系统设计的目的是应用单片机控制技术,以8051单片机为核心控制

庆丰热电公司的800立方米的水箱的水位,并实现了报警和手动、自动切换功能。

该系统操作方便、性能良好,比较符合电厂生产用水系统控制的需要。本文还详

细的给出了相关的硬件框图和软件流程图,并编制了该汇编语言程序。

关键词: 单片机 水位

温度 报警

目 录

摘 要„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1

目 录„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2

一、

单片机的说明„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 1、8051单片机简介„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3

2、单片机的时序„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5

3、引脚极其功能„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 二、

水箱给水设备系统的构成„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10 三、

本系统8051单片机控制部分„„„„„„„„„„„„„„„„„„„12 四、

本系统的工作原理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„13 五、

主程序框图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„14 六、

本系统程序清单„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„17 七、

附录:本系统电路图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„21

一 8051单片机系统说明

1. 8051单片机简介

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P0-P3,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,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。[2]

2. 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:

3.引脚极其功能

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;对于CHOMS 单片机,该引脚作为外部振荡信号的输入端。

XTAL2(18脚):接外部晶体的另一端。在单片机内部,接至片内振荡器的反相放大器的输出端。当采用外部时钟时,对于HMOS 单片机,该引脚作为外部振荡信号的输入端。对于CHMOS 芯片,该引脚悬空不接。

3、控制信号或与其它电源复用引脚

控制信号或与其它电源复用引脚有RST/VPD 、ALE/P、PSEN 和EA/VPP 等4种形式。

(A ).RST/VPD (9脚):RST 即为RESET ,V PD 为备用电源,所以该引脚为单片

机的上电复位或掉电保护端。当单片机振荡器工作时,该引脚上出现持续两个机器周期的高电平,就可实现复位操作,使单片机复位到初始状态。

当V CC 发生故障,降低到低电平规定值或掉电时,该引脚可接上备用电源V PD (+5V)为内部RAM 供电,以保证RAM 中的数据不丢失。

(B ).ALE/ P (30脚):当访问外部存储器时,ALE (允许地址锁存信号)以每机器周期两次的信号输出,用于锁存出现在P 0口的低

(C ).PSEN(29脚):片外程序存储器读选通输出端, 低电平有效。当从外部程序存储器读取指令或常数期间,每个机器周期PESN 两次有效,以通过数据总线口读回指令或常数。当访问外部数据存储器期间,PESN 信号将不出现。

(D ).EA/Vpp(31脚):EA 为访问外部程序储器控制信号,低电平有效。当EA 端保持高

电平时,单片机访问片内程序存储器4KB (MS —52子系列为8KB )。若超出该范围时,自动转去执行外部程序存储器的程序。当EA 端保持低电平时,无论片内有无程序存储器,均只访问外部程序存储器。对于片内含有EPROM 的单片机,在EPROM 编程期间,该引脚用于接21V 的编程电源Vpp 。

4.输入/输出(I/O)引脚P0口、P1口、P2口及P3口

(A).P0口(39脚~22脚):P 0.0~P 0.7统称为P 0口。当不接外部存储器与不扩展

I/O接口时,它可作为准双向8位输入/输出接口。当接有外部程序存储器或扩展I/O口时,P 0口为地址/数据分时复用口。它分时提供8位双向数据总线。

对于片内含有EPROM 的单片机,当EPROM 编程时,从P 0口输入指令字节,而当检验

程序时,则输出指令字节。

(B).P1口(1脚~8脚):P 1. 0~P 1. 7统称为P 1口,可作为准双向I/O接口使用。

对于MCS —52子系列单片机,P 1.0和P1.1还有第2功能:P 1.0口用作定时器/计数器2

的计数脉冲输入端T2;P 1.1用作定时器/计数器2的外部控制端T2EX 。对于EPROM 编

程和进行程序校验时,P 0口接收输入的低8位地址。

(C).P2口(21脚~28脚):P 2. 0~P 2.7统称为P 2口,一般可作为准双向I/O接口。

当接有外部程序存储器或扩展I/O接口且寻址范围超过256个字节时,P 2口用于高

8位地址总线送出高8位地址。对于EPROM 编程和进行程序校验时,P 2口接收输入

的8位地址。

(D).P3口(10脚~17脚):P 3.0~P 3.7统称为P 3口。它为双功能口,可以作为一

般的准双向I/O接口,也可以将每1位用于第2功能,而且P 3口的每一条引脚均可

独立定义为第1功能的输入输出或第2功能。P 3口的第2功能见下表

单片机P3.0管脚含义

综上所述,MCS —51系列单片机的引脚作用可归纳为以下两点:

1). 单片机功能多,引脚数少,因而许多引脚具有第2功能;

2). 单片机对外呈3总线形式,由P 2、P 0口组成16位地址总线;由P 0口分时复

用作为数据总线。

附:89C51的管脚如

水箱给水设备系统的构成

800立方米由两台给水泵机组、水箱和三只浮球开关组成,其中M1、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。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

给水泵电

机主控回

路图如

下:

三 本系统8051单片机控制部分结构

本系统采用8051单片机,引脚具体控制如下:

P1口和P3口为输入输出检测信号和控制信号。下面是8051芯片引脚具体分配: P1.0:水位低低输入信号。(低0 高1)

P1.1:水位低输入信号。(低0 高1)

P1.2:水位高输入信号。(高1,低0)

P1.3:手动与自动转换输入信号。(手动1,自动0)

P1.4:M1起动KM1控制输出信号。(手动1,自动0)

P1.5:M2起动KM1控制输出信号。(手动1,自动0)

P1.6:M1开关状态输入信号。(开0,关1)

P1.7:M2开关状态输入信号。(开0,关1)

P3.0:水位低低报警输出信号。

P3.1:水位低报警输出信号。

P3.2:水位高报警输出信号。

P3.4:手动起动M1输入信号,低电频有效动作。

P3.5:手动起动M2输入信号,低电频有效动作。

P3.6:手动停M1输入信号,低电频有效动作。

P3.7:手动停M2输入信号,低电频有效动作。

四 本系统的工作原理

当水箱水位低时,起动M1、M2给水,水位上升到90%,停M1。当水箱水位低低(小于50%)时,同时起动M1、M2,当水位上升到50%以上70%以下时,停M2,M1继续运行到水位上升到90%以上才停止工作。经过调试系统,测得以下数据:水位从50%--70%,两台泵运行需要约10分钟;水位从70%--90%,一台泵运行需要约15分钟。水箱的水位一般保持在70%--90%。

报警控制如下:

当水位高与90开度的时候,由传感器经变送器发送信号,LG 闭合,系统水位高报警。当水位低于75开度的时候,由传感器经变送器发送信号,LD 闭合,系统水位低报警。当水位低与50开度的时候,由传感器经变送器发送信号,LDD 闭合,系统水位低低报警。手动/自动模式转换控制如下:全自动模式下,系统自动判断水位的状况,选择不同的工作状态。在手动的模式下,两台给水泵的运行控制可由人工自己操作。

五 主程序框图

1 主程序框图

2 自动模式子程序:

六 本系统程序清单

主程序:

ORG 0000H

AJMP MAIN

ORG 0060H

MAIN: MOV P1, #FFH ; P1 P3口初始化置1

MOV P3,#FFH

JNB P1.3 , AVT ; 若手动在自动位置,跳到自动模式子程序 AJMP MEN ;否则转到手动模式子程序

END

AUT : NOP(空命令)

JNB P1.2 , LG ;水位高—LG

JB P1.1 LD , ;水位没低---LD

CLR P3.1 ;水位低报警

JB P1.0, LDD ;水位未低低---LDD

CLR P3.0 ;水位低低报警

JNB 3.1 P1.6, Y1 ;M1已启动—Y1

CLR P1.4 ;否则启动M1

Y1:JNB P1.7 ,Y2 ; M2已启动---Y2

CLR P1.5 ;否则启动M2

Y2:ACALL DELAY ;延时1分钟

AJMP AUT ;返回自动模式

LDD: JNB P1.6 ,Y3 ; 单独运行M1(LDD 〈水位〈LD )

CLR P1.4

Y3: JB P1.7 Y2

SETB P1.5

AJMP Y2

LG:CLR P3.2 ;水位高报警

LD:AJMP MAIN ;返回主程序 手动控制子程序

MEN :NOP

JNB P1.1 , MAIN ;

ACALL KEY

CJNE A ,#FOH,NN ;

AJMP MEN

NN:JNB ACC.4 ,HM1

JNB ACC.5, HM2

JNB ACC.6 ,DM1

JNB ACC.7 ,DM2

AJMP MEN

HM1: JNB P1.6 ,MEN

CLR P1.4

AJMP MEN

HM2:JNBP1.7, MEN

CLR P1.5

AJMP MEN

DM1:JB P1.6, MEN

SETB P1.4

AJMP MEN

DM2:JB P1.7, MEN

SETB P1.5

AJMP MEN

RET

延时1S 主程序

T1M1: MOV R1, #F0H

L4: MOV R2, #08H

L1: MOV R3, #FAH

L2: MOV R4, #FAH

L1: DJNZ R4, L1

DJNZ R3, L2

DJNZ R2, L3

DJNZ R1, L4

RET

延时6ms 子程序

T1M3: MOV R4, #12

MM: MOV R5, #248

DJN2 R5, $

DJN2 R4, D3

RET

有无键合子程序:

KEY :ACALL KS1 ;有无闭合

JNZ LK1

ACALL TIM

AJMP KEY ;无键闭合返回 LK1:ACALL TIM

ACALL TIM

ACALL KS1

JNZ LK2

ACALL TIM

AJMP KEY

LK2:RET

KS1:MOV A , P3 ;扫描

RET

七 系统电路示意图 ANL A , #FOH ;屏蔽低4位


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