基于单片机的液位控制系统的设计 郭亮 11(5)

大连海洋大学本科毕业论文（设计） 第三章 硬件电路设计 图中，S2~S5号被用作显示按钮，它的作用设定高低液位警报的具体数值。S3及S4用于增加或减小单位数值，S2与S5为警戒选择模式和确定键。如果对于要求精度不高的系统来说，在该电路中不需要添加S6与S7，这两个键的作用分别用于预警值的选择与确定。

74LS273具有触发器（8个）为一个BCD共阳极显示驱动器芯片的解码器。 芯片引脚图8。

图 8 74LS273、74LS47引脚图

在74LS273中复位引脚为一号，当其管脚处于低电位时该功能方能实现，此时Q0~Q7输出端的输出值都为零，也就是说这些端口都被恢复到初始状态。

在管脚一号位为高电位，锁存端即十一号管脚触发（上升）并进行存储与锁定，该状态一旦被激活输送D1~D8端将会别锁存当前电位值，与此同时引脚Q0~Q7输出端会有相应的体现。

在74LS47三至五号管脚起到调控目的，起到检测与调控脉冲的意义且都在低电位状态下触发，不将此功能应用在本次课题中，所以三至五号接高电位。

BCD方式应用在输入A零至三号端上，分解模块输出的高低各四位。共阳极的数码引脚与片中九至十五号端口对应相接。

在LED与74LS47中加入电阻用来限制电流起到保护作用，如图9。

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图 9 显示电路图

3.5 A/D转换单元设计

转换（模/数）在单片机调控模型中处于必不可少地地位，下图10为转换元件管脚图。

图 10 ADC0804管脚图

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大连海洋大学本科毕业论文（设计） 第三章 硬件电路设计 功能及使用特点：

管脚一至三号为数字调控输送口，TTL逻辑电位标准在该器件内被满足。在管脚与和三调控早期信号进行转换（模/数）运行； 引脚一号和二号获取转换（模/数）后并输出，一三引脚同一事件内都为低电位，八位并行二进制数将会出现在锁存器输出数据DB零到七的每个端口上。

引脚四号与十九号引脚：时钟电路存在于ADC0805?ADC0801中，就在四号与十九号两管脚件外加电容电阻对就能够生成转换所需的时钟电路，其低频振荡是f CLK≈1/ 1.1RC。

典型应用参数为：R =10KΩ，C = 150pF，f CLK≈640KHZ，100μs的转换速率。如果使用外部时钟就能够从CLKI送人外部FCLK的信号，并且电路中不再需要R与C。时钟电路允许的频率为100KHz?1460KHZ。

五号管脚（INTR）：该管脚为结束转换信号输出端，输出变为低电位时言下之意转换完成并终止，中止或信号查询都可从芯片中获取到。如果在最后将一号、三号及五号链接在一起，对于ADC0804就会处于自动循环转换的工作情况。

CS = 0允许A / D转换。 WR从低跳跃A / D转换，八位连续的比较需要8×8 = 64个时钟周期，加上控制逻辑运算，一个转换至少要66到73个时钟周期。

六号（VIN+）与七号（VIN—）管脚：电压被转变之后的信号经由正负VIN端送入，不共地的电压或是差动的信号在该端口是能够被送入的。当零伏为输入电压的最小值时负VIN将会和地相接通，正VIN和输送电压端相接通。

管脚八号（AGND）与十号（DGND）：该管脚在常规转换元件内都会存在。 引入端的设定分别由模拟地与数字地决定，为了预防寄生耦合现象造成的干预，应用数字电路接通地进而不干扰模拟回路信号。

管脚九号（VREF / 2）：外围电路能够提供该管脚的参考电压，可通过该管脚直接输送，一半范围的输入电压为该端口的电压值。因此可调节VREF /2电压进而改变输送电压的取值空间，其中零点不必调节。

五伏为该系统的满值电压，参考辅助压值是即为2.5v，误差允许空间的十分之一的范围内误差范围内，设计满量程电压没有对电压源有太硬性的电压基准求。

供电系统为直流五伏，两个等值电阻用于分压，能够获取参考电压（约等2.5v）。 用阻值为10KΩ电阻在系统中与150pF的电容器构造振荡电路（RC路），按照技术手册得：

六百零六千赫兹为芯片需求的震荡频率。

此外，阻抗式传感元件作为调控系统一部分，该水平高液位值正比于阻值（测量液位元件），必须变成电压变换器（模/数）匹配阻抗电阻的通用数据。

在分压式状态下降传感元件的阻抗变换成其他信号（电压），模拟输送可由电位元件的引入达成访问目的。

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大连海洋大学本科毕业论文（设计） 第三章 硬件电路设计 依据上述分析，电路图11如下：

VCC1AD_RD2C4AD_WR345R5150pF6710k89R6101kR71kJP2JPVCCU9R410k20191817161514131211VCCAD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7R8S2SW-SPDTCSADC0804VccRDCLK RWRDB0CLK INDB1INTRDB2Vin(+)DB3Vin(-)DB4A GNDDB5VrefDB6D GNDDB7ADC080410k21 图 11 A/D转换电路

3.6通讯电路设计

MAX485电路制定相对便捷，其中引脚数八个。

图 12 MAX485引脚图

单片机上的P三号端零口(RXD)与一号(RO)管脚相接，四号管脚与单片机P3二号口（TXD）相接。半双工模式通信MAX485，不能发送并在同一时间接收数据，只有利用二号（/RE）管脚与三号（DE）管脚电位的高低来调控发送与接收的状态。

减少有限输入/出口空间的浪费，二号（RE）管脚与三号（DE）管脚相接，当低电位投入，MAX485时刻能够接收信息;当输送电位为高情况下，它能够将数值状态进行输送。二号与三号管脚链接的限定网络标记记做E，微控制器P1端的访问用做信号的接收转换与发送。

六号（A）与七号（B）管脚用于发送和接收差动信号端子，通常这两个管脚间需要加匹配120Ω的电阻用作匹配。

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图 13 串行通信电路图

3.7外围电路设计

采用单片机的输入/出端的驱动电流强度低不符合继电器当前的参数，因此添加驱动吸和的三极管继电器（图14）。

图 14 继电器电路图（部分）

预防因电力尖峰和高频信号线造成的耦合，电源和芯片顶部或入口的底部噪声连接了访问去耦容器，提高稳定程度。

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