基于单片机的液位控制系统的设计 郭亮 11(6)

大连海洋大学本科毕业论文（设计） 第三章 硬件电路设计

图 15 电源工作信号灯电路图

图 16 时间单元电路

该模块在无主电路供电（VCC2）时，可用一号管脚（VCC1）座备用供电源使用，这两个供电源其中较大端为实时供电方。二号管脚（X1）与三号管脚（X2）为振荡端口；串行时钟输入信号端为SCLK。

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大连海洋大学本科毕业论文（设计） 第四章 软件设计

第四章 软件设计

4.1系统软件 4.1.1系统程序流程图

系统调控的目的是完成对待控液体的液位值调节，首先初始化主机对调控系统的液位各项初值进行设定，测量液位中系统检测是否有按键，无按键时检测液位值并显示、转换、对比、存储等，对应相应数值电机会有对应的工作方式进而达到液位调控目的，如图17。

开始 初始化CPU 参数设定 是 是否按键 否 采样 按键 显示液位 数据处理子程序 电机工作

图 17 主程序流程图

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大连海洋大学本科毕业论文（设计） 第四章 软件设计 4.1.2系统编程使用语言

基于8051的微控制器共一百一十一条系统命令基本操作。低可读性汇编语言又是指令程序读取的一大劣势，应用程序的需要常时间进行开发并且其难度系数大，其缺陷是移植能力弱。

C语言它保留了高级语言的许多功能，C编写目标系统程序，将大幅削减研发时间，提高程序的可读，有利于程序改动与扩填。 4.1.3初始化系统

系统运作前需要对本机初始化，具体的数值情况如下表。

名称

代号 AD RD

初始化端口

AD WR E DIS RELAY TMOD

初始化波特率元件

SCON TH1 TL1 IE TR1 REN X mark NUM tab Up LQ Down LQ

管脚 P1.3 P1.4 P1.5 P1.6 P1.7

初值 1 0 0 0 1 0x22 0x40 0xf4 0xf4 0 1 1 0x7531 0x0001 0xCF 0x10

表 2 数值初始化表

运作意义

转换（模/数）元件获取数值（初始状态禁止读

取） 转换（模/数）元件获取数值（初始状态不运作）

通讯获取与发送（初始状态获取） 显示数据锁存控制（初始状态保持）

继电器运作（初始状态断开）

定时/计数器运作方式第二类 串行端八位UART运作状态

波特值4800bps

定时元件中断不被允许

运作定时器

串行端获取数据请求被通过 字节指针（数据存储）

数据存储区指针 高极值（初始） 低极值（初始）

初始化数值

4.2各模块的软件设计

4.2.1A/D转换与显示的数据处理

在系统调控过程显示的数据为BCD压缩码，这就需要对其输送的数值进行数模转换，下表为相关数值。

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大连海洋大学本科毕业论文（设计） 第四章 软件设计 进制方式

满量程比率（四位）

十六 F E D C B A 9 0 7 6 5 4 3 2 1 0

二

高

1111 1110 1101 1100 1011 1010 1001 1000 0111 0110 0101 0100 0011 0010 0001 0000

15/16 14/16 13/16 12/16 11/16 10/16 9/16 8/16 7/16 6/16 5/16 4/16 3/16 2/16 1/16 0/16

低 15/256 14/256 13/256 12/256 11/256 10/256 9/256 8/256 7/256 6/256 5/256 4/256 3/256 2/256 1/256 0/256

对应电压幅值（V ref）2.5V

（四位） 高 4.800 4.480 4.160 3.840 3.520 3.200 2.880 2.560 2.240 1.920 1.600 1.280 0.960 0.640 0.320 0.000

低 0.320 0.280 0.260 0.240 0.220 0.200 0.180 0.160 0.140 0.120 0.100 0.080 0.060 0.040 0.020 0.000

表 3 A/D转换数据关系表

该部分程序见附件B-1。

可变控制转换元件（模/数）有两种（ADWR和ADRD）。这部分转换被分成以下几个状态，头一个状态为A/ D转换开始检查出ADWR复位由延迟至设置；另一状态是劫获数值的状态，P零端作为输送特点，经由程序将寄存元件（P零端）设置0xFF，复位ADRD，生产转换（模/数）延迟之后的数据，然后经由P零端，ADRD被恢复至高位，至此该部分终止。两个状态能够添加适当的延迟，用来达到一百纳秒的ADC0804转换时间。

锁存的静态方式需要被展现的数值先运作完成后才能锁存，元器件采用74LS273。 它的特点是一个下降沿锁存输入信号ALE到达，所以第一控制管脚较高位置时，延时多个周期（时钟）期望稳定信号，运作完成后由P0端输送该数值，也推迟预期对应信号（时钟周期）直至不再波动，控制管脚制定低电位，屏幕生产数据。 液位显示简略程序见附件B-2。 4.2.2按钮的软件设计

较少按钮在系统中被使用，使用单独式的键盘，这是由一个单一的电缆端口占用每个键。该方案通过方式查询输入/出端读取当前键设置状态，相应的端口变低，所以读取I / O端口的状态为低电位，以确定是否被按下一个按钮（图18）。

键盘程序入口 Key_value=P3&0x3c 25

大连海洋大学本科毕业论文（设计） 第四章 软件设计

否

是否按键 是 调用延时程序 Key_value==P3&0x3c 调用相应子程序

图 18 键盘程序流程图

获取按键输入主程序见附件B-3： 4.2.3电机调控的软件设计

在该设计中运用单片机来调控电机（图19），具体程序见附件D-4。 获取液位值 模/数转换 开始 否 是 实时液位≥极高液位值 实时液位≤极低液位值 则电机运作 则电机停止 是 否 返回 停止电机 运作电机 指令 指令 图 19 液位检测图

4.2.4通信模块的软件设计

为了使电脑主机与通讯设备之间构建通信桥梁，该协议作为一个便捷的通信方式使用。

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