水塔水箱水位自动控制器（宁智威的毕业论文）(5)

用。对于MCS—52子系列单片机，P1.0和P1.1还有第2功能：P1.0口用作定时器/计数器2的计数脉冲输入端T2；P1.1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，P0口接收输入的低8位地址。

(3) P2口（21脚～28脚）：P2.0～P2.7统称为P2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，P2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，P2口接收输入的8位地址。

(4) P3口（10脚～17脚）：P3.0～P3.7统称为P3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P3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。

P3口的第2功能见下表3-1： 单片机P3.0管脚含义 表1-1单片机P3.0管脚含义

表3-1 P3口的第2功能表

引脚 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7

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P2、P0口组成16位地址总线；由P0口分时复用作为数据总线。

80C51结构图如图3-2下：

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第2功能 RXD（串行口输入端0） TXD（串行口输出端） INT0（部中断0请求输入端，低电平有效） INT1（中断1请求输入端，低电平有效） T0（时器/计数器0计数脉冲端） T1（时器/计数器1数脉冲端） WR（部数据存储器写选通信号输出端，低电平有效） RD（部数据存储器读选通信号输出端，低电平有效）

图3-2 80C51结构图

3.1.2 光电隔离简介

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。

光电隔离是半导体管敏感器件和发光二极管组成的一种新器件，它主要功能是实现电信号的传送。输入与输出绝缘隔离，信号单向传输，无反馈影响。抗干扰性强，响应速度快。

工作时，把输入信号加到输入端，使发光管发光，光敏器件在磁光辐射下输出光电流，从而实现电光点的两次转换。

继电器隔离是用电信号控制继电器的机械触电来实现隔离控制。 输出通过继电器，控制水泵机组的起停和报警，其电路图如图3-3：

图3-3 系统控制电路原理图

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3.1.3 给水泵电机主控回路介绍

给水泵电机主控回路，图3-4如下：

图3-4 水泵电机控制电路原理图

3.2 80C51水箱控制系统主控硬件部署方案

该系统硬件主要由一个80C51单片机，一个74LS373和一个EPROM2764芯片构成。其原理图如下图3-5所示：

图3-5 80C51水箱控制系统主控原理图

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3.2.1 80C51单片机实现控制功能说明

80C51为数据采集及处理模块核心，它主要完成系统对水位高低信号是否满足指标的信息采集，对采集到的水位信号通过系统程序进行对信号的判断等处理，根据采集信号的不同，驱动相应信号对应功能的引脚来实现对水箱水位的控制。

3.2.2 74LS373芯片实现系统功能说明

74LS373是一种带输出三态门的8D锁存器，其结构如图3-6所示。

引脚功能介绍：

D0~D7为8个输入端； Q0~Q7为8个输出端； G为数据锁存控制端；

当G为“1”时，锁存器输出端同输入端；当G由“1”变“0”时，数据输入锁存器中。

OE为输出允许端；

当OE为“0”时，三态门打开；

当OE为“1”时，三态门关闭，输出呈高阻状态。

在该基于80C51单片机水箱控制统中，采用74LS373作为I/O接口驱动使用，具体引脚连接如下：

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图3-6 74LS373结构示意图

其与80C51连接方法如下：

80C51 74LS373 P0.0(32)--------D0 (3) P0.1(33)--------D1 (4) P0.2(34)--------D2 (7) P0.3(35)--------D3 (8) P0.4(36)--------D4 (13) P0.5(37)--------D5 (14) P0.6(38)--------D6 (17) P0.7(39)--------D7 (18) ALE (30)--------LE (11)

/OE(1 )、GND(10)接地 VCC(20)接+5V

注：括号内位引脚编号 实际连接请参考图3-8所示。

其中输入端D0~D7接至单片机的P0口，输出端提供的是低8位地址，G端接至单片机的地址锁存允许信号ALE。输出允许端OE接地，表示输出三态门一直打开。

3.2.3 EPROM2764芯片实现系统功能说明

EPROM2764芯片是8K*8字节的紫外线擦出、可编程只读存储器，单一+5V供电，工作电流为75mA，维持为35mA,读出时间最大为250nS,封装为28引脚的双列直插式封装。如图3-7所示：

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