原稿！！基于单片机的变频供水系统设计【机械毕业论文+程序】
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OEEOCSTRABCDEFGDPK1K2K3K41234K1K2K3K4AB C D E F G DP1 2 43STREOCOEALECH087654321ALEM1M2XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD0 39P0.1/AD1 38P0.2/AD2 37P0.3/AD3 36P0.4/AD4 35P0.5/AD5 34P0.6/AD6 33P0.7/AD7 32P1.0/T21P1.1/T2EX2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD 10P3.1/TXD 11P3.2/INT0 12P3.3/INT1 13P3.4/T0 14P3.7/RD 17P3.6/WR 16P3.5/T1 15P2.7/A15 28P2.0/A8 21P2.1/A9 22P2.2/A10 23P2.3/A11 24P2.4/A12 25P2.5/A13 26P2.6/A14 27U1AT89C52X1CRYSTALC130pFC230pFR11kC322uFOUT121ADD B 24ADD A 25ADD C 23VREF(+) 12VREF(-) 16IN3 1IN4 2IN5 3IN6 4IN7 5START6OUT58EOC7OE9CLOCK10OUT220OUT714OUT615OUT817OUT418OUT319IN2 28IN1 27IN0 26ALE 22U3ADC0808+5U3(CLOCK)52%RV11kVREF 8GND 3VCC20 CS 1WR1 2DI3 4DI2 5DI1 6DI0 7RFB 9GND 10IOUT111IOUT212DI713DI614DI515DI416XFER17WR218ILE(BY1/BY2)19U2DAC0832U4OPAMP52%RV11kRL112V65412U5OPTOCOUPLER-NPNQ1NPNRL212V65412U6OPTOCOUPLER-NPNQ3NPN基于单片机的变频供水系统设计摘 要本设计是在深入研究当前多种变频恒压供水方案的基础上，创造性地提出“定频副电机+变频主电机+低端 MCU”的低成本高效能变频恒压供水方案。设计通过控制变频器的输出频率从而自动调节水泵电机的转速，实现管网水压的闭环调节(PID)，使供水系统自动恒稳于设定的压力值。用户可以自行设定水管中的水压，低功耗低噪音高性能高寿命的特点使得本设计在同类产品中脱颖而出。使用 KEIL 和 Proteus 等软件进行了高效率地设计实现和仿真验证。关键词：变频恒压，高效率，水泵转速, 变频器AbstractThis design is based on the in-depth study of a variety of constant pressure water supply program, creatively put forward the low frequency and high efficiency constant pressure water supply scheme of constant frequency auxiliary motor + variable frequency motor + low MCU. Through the control of the inverter output frequency so as to automatically adjust the speed of the pump motor, the water pipe network to achieve the closed-loop control (PID), so that the water supply system is stable at constant pressure. The user can set the water pressure in the water pipe, low power consumption, low noise, high performance and long life. Using Keil and Proteus software to achieve efficient design and simulation verification.Key words: constant pressure, high efficiency, pump speed, frequency converter目 录1 绪论 .11.1 设计背景 .11.2 设计目标 .11.3 AT89C52 单片机的介绍 .11.4 Proteus 简介 .31.5 Keil C51 编译器介绍 .32 总体方案设计 .43 硬件电路设计 .43.1 AT89C52 单片机 .53.2 复位电路 .53.3 晶振电路设计 .63.4 水管压力测量模块 .63.5 按键接口模块设计 .73.6 A/D 转换模块 .83.7 D/A 转换模块 .83.8 显示模块设计 .93.9 电机控制设计 .93.10 稳压电源模块 .103.11 特殊器件变频器介绍 .103.12 系统总图 .114 软件设计 .124.1 主程序流程图 .124.2 T0 中断服务程序 .124.3 PID 调节程序 .134.4 按键程序设计 .144.5 LED 动态显示程序模块的设计 .155 系统调试 .175.1 仿真步骤 .175.2 软件调试 .175.2.1 水管压力显示的仿真 .175.2.2 恒压值的仿真 .19结 论 .20参考文献 .21附录 .2301 绪论1.1 研究背景随着高校的不断扩招和居住建筑的改造，不断增加，我国居民用水难问题越来越突出，尤其是高层建筑的居民，旧自来水压力问题，高层高层住宅水最普遍的水峰，经常用水难的问题，给生活带来极大的不便。这个问题在大城市用水中尤为突出。由于能源供应问题，改变以往的程序，改变供水能源浪费的问题，已经有国内外的许多研究关于水供应的压力，这主要是由两个种，一个是恒压供水控制器基于恒压供水通用变频器 PLC 加基于两逆变器具有其自身的特点，一种廉价、通用性强，操作简单，无需专业人员操作，而且价格高，对专业知识要求高，非专业人员操作，而且具有很强的抗干扰能力，也在巨大的市场应用，但大部分的作品压供水系统的廉价和易操作的需要，本设计是基于单片机和通用变频器设计的恒压供水系统，并通过系统的优化来消除不利的系统是提高单片机系统的抗干扰能力，反映了它的多功能性易操作。1.2 设计目标该系统主要是基于单片机控制模块，通过对变频器输出频率的控制来调节水泵的转速，闭环管道压力调节，在设定压力值自动供水系统，实现恒压供水。也就是说，当用水量增加时，频率增加，水泵转速加快，供水量相应增加；耗水量下降，频率下降，泵转速减慢，供水量相应减少。无需由供水系统建造高水箱或水塔，水质无二次污染，是理想的现代化建筑给水方案。本设计的目的是完成系统硬件电路的设计，并绘制相应的原理电路图。1.3 AT89C52 单片机的介绍控制电路的核心器件采用的是美国 Atmel 公司生产的 MCS-51 系列 AT89S52 单片机。AT89S52 单片机是一种低功耗、高性能的 CMOS8 位微控制器，在可编程 Flash 存储器可以存储 8K 的数据，并且采用的是 Atmel 公司最为先进的的高密度非易失存储器技术；单片机上 Flash 允许程序存储器不但允许在系统上编程，亦适于常规编程器；在芯片上，AT89S52 单片机拥有高性能的 8 位 CPU 和在系统上可编程的 Flash，使得AT89S52 为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、有效的解决方案；价格低廉、性能1可靠、抗干扰能力强。因此广泛应用于工业控制和嵌入式系统中 4。引 脚 图 见 图 3-1。单 片 机 控 制 模 块 由 STC89C52RC 最 小 系 统 组 成 ， 该 系 统 包 括 三 个 部 分 。 第 一 部分 是 单 片 机 ， 该 部 分 是 中 国 系 统 的 核 心 部 分 ， 用 来 处 理 数 据 并 且 集 成 到 一 张 硅 片 上的 微 型 计 算 机 系 统 ； 第 二 部 分 是 晶 振 电 路 ， 该 电 路 的 作 用 是 为 系 统 提 供 基 本 的 时钟 信 号 ； 第 三 部 分 是 复 位 电 路 5。 该电路部分的作用是把电路恢复到起始状态。 晶振 电 路 是 由 18,19 引 脚 接 入 2 个 22pf 的 电 容 和 一 个 12MHz 的 晶 振 组 成 。 (T2EX)P1. (MOSI)P1.5 I6 EA/Vp LPROG VC P0.(AD0) 1.2() P0.3AD .4() P0.5 .6(D) 7SN 2.7(A15) P.64 2.5(13) P.4A2 2.3(1) P.0 2.1(A9) P08 (02 .3 .4 (SCK)P1.7 RST 7 (RXD)3.0 TP1(IN).2 IT3. (0)P.4 T135 (WR).6 DP3.7 XTAL2 1 GND PDI 1 23 4 5 6 8 9 10 2 13 4 15 67 18 9 20 21 23 4 25 6 27 8 29 301 23 4 35 6 37 8 940 图 1-1 单片机引脚图从图 1-1 所示，基于 STC89C52 单片机 89C51 芯片，它具有功能强大，能够完成大部分发展的要求，可配备各种常用的模块。在此基础上，完成的串行通信中，A/ D 转换器（ADC0832） ，电机控制，实时时钟电路，PWM 输出等等。 89C51 单片机 40 引脚 VCC 是电源电压引脚单片机+5V 电源; P0 口是一个 8 位的输入和输出端口，在试用期间，加上上拉电阻; P1P2 为 8 位的输出和输入端口; P3 是一个 8 位的输入和输出端口与内部上拉电阻，需要注意其具有第二功能，如下表 1-1。表 1-1 P3 口的各管脚的所具有的第二功能21.4 Proteus 简介Proteus 在电路调试，整体效果的模拟是显而易见的，从电路的概念本质上完成产品的实现。近几年来，我国的变形已逐渐形成，尤其是高校。用户可以测试程序直接在 Proteus 软件仿真程序的基础上，功能强大，软件和硬件的供应链管理规划。在使用时，可以先根据原理图，在 protues 软件中绘画出同样的器件设备，并且线路连接完备，在此同时，加载 c 语言编译器已经生成好的 .hex 文件，来进行调试，当出现硬件问题时，可以不断的修改，同时出现程序问题时，也可以通过程序编译器来进行修改程序。1.5 Keil C51 编译器介绍KEIL C51 的 C 标准的 Keil 编译器提供 8051 C51 单片机 C 语言的软件开发环境，同时保持了快速、高效的特点，编写的代码。C51 编译器的功能，让你更接近 CPU 等产品。C51 已经完全融入了 UVision 集成开发环境，包括编译器、汇编器、实时操作系统、调试。C51 编译器比较人性化，在设置好单片机的型号后，就可以对单片机进行软件调试，功能强大，是一款值得使用的 51 系列单片机编译器。32 总体方案设计该系统由变频器、控制器、传感器、主辅两泵电机和电气控制设备集成而成，是一种自动频率控制和闭环控制功能的智能机电设备。同时，它还可以用来调节两个三相380 50Hz 和异步电动机的转速和闭环控制。该系统的示意图如图 2-2 所示。从图中我们可以看到，全自动恒压供水控制系统的基本控制策略是：电机的速度控制装置和供水控制器的控制系统，优化速度控制泵的运行，并调节泵的数量，水压力的闭环控制，达到稳定供水压力和在网络流量的变化节能的目的。4 位 LED 显示四位独立式键盘AT89C52变频器M2（工频）A/D 转换D/A 输出压力传感器M1（变频）图 2-1 的理框图压力传感器反馈电压信号（0-5V）的中央处理单元（MCU）是由闭环控制系统的PID 控制。其输出频率的大小由单片机控制电机的转速自动增加或降低；当驱动频率最大主电机变频运行，如压力达到设定压力值，固定频率的单片机自动启动辅助电机，以维持恒压供水。本实用新型不仅降低了电机的无功功率，而且提高了水泵的工作效率，节约了能源。本实用新型操作方便，无需手动调节进气门，启动噪音小，启动电流小，对电网影响较小。而且系统相对简单，而且系统价格相对便宜。3 硬件电路设计变频供水的控制系统是由单片机和外围硬件电路互相组合，来达到设计要求的。下面为本次设计中所用单片机及部分电路的简介。43.1 AT89C52 单片机AT89C52 是 一 款 低 电 压 ， 高 性 能 CMOS8 位 单 片 机 ， 是 由 美 国 Atmel 公 司 使 用高 密 度 、 非 易 失 性 存 储 器 技 术 制 造 的 。 AT89C52 片 内 含 8K 的 可 反 复 擦 写 的 只 读 程序 存 储 器 和 在 系 统 可 编 程 Flash， 并 且 它 的 引 脚 与 8052 完 全 兼 容 。 每 个AT89C52 片 中 ， 都 含 有 灵 活 的 8 位 中 央 处 理 器 ， 使 得 它 功 能 强 大 ， 灵 敏 度 高 ， 可适 用 于 许 多 的 控 制 系 统 中 。双 列 直 插 （ DIP） 式 封 装 的 AT89C52 单 片 机 芯 片 一 般 为 40 条 引 脚 ， 其 引 脚 图如 图 3-1 所 示 。3-1 引 脚 图在 许 多 的 芯 片 中 ， 我 选 择 了 AT89C52， 因 为 它 同 时 具 备 众 多 芯 片 的 优 点 ：AT89C52 电 源 范 围 宽 达 到 4.5 5V； AT89C52 系 列 最 高 可 支 持 24MHz 的 工 作 频 率 ；它 的 价 格 与 其 他 ATMEL 系 列 比 较 较 为 便 宜 ； 89C52 单 片 机 内 含 的 Flash 存 储 器 让系 统 在 开 发 过 程 中 可 反 复 地 修 改 程 序 ， 使 试 验 难 度 大 大 降 低 ， 开 发 效 率 得 到 大 幅 度提 高 ， 同 时 能 保 证 系 统 达 到 最 优 设 计 ； 进 行 用 89C52 可 以 替 代 89C51 使 用 ， 使 用同 样 的 程 序 ， 运 行 结 果 相 同 ； 抗 干 扰 性 强 ； 烧 写 寿 命 长 ； 功 耗 低 。3.2 复位电路复 位 电 路 是 将 系 统 恢 复 到 初 始 状 态 的 电 路 。 单 片 机 的 复 位 电 路 就 是 当 单 片 机 在运 行 时 ， 受 到 外 部 干 扰 ， 程 序 不 能 正 常 运 行 ， 此 时 ， 按 下 复 位 按 键 ， 单 片 机 内 部 程5序 就 会 自 动 从 头 执 行 。 单 片 机 复 位 电 路 如 图 3-2 所 示 。3-2 复 位 电 路 图在 电 路 图 中 ， 电 阻 为 10k ， 电 容 为 10uf， 在 单 片 机 开 始 工 作 时 ， 电 容 C 被充 电 ， 在 0.1S 后 ， 电 容 将 达 到 最 高 电 压 ， 电 阻 两 端 没 有 电 压 ， RST 两 端 得 到 低电 平 信 号 ， 系 统 正 常 工 作 。 当 按 键 按 下 后 ， 此 时 的 电 容 两 端 形 成 了 一 个 回 路 ， 造 成电 容 短 路 ， 电 容 开 始 释 放 电 量 。 电 容 两 端 的 电 压 将 在 0.1S 内 ， 变 为 1.5V， 而10K 电 阻 两 端 的 电 压 就 变 成 3.5V， RST 引 脚 接 收 到 高 电 平 。 单 片 机 系 统 自 动 复 位3。3.3 晶振电路设计AT89C52 单 片 机 内 部 有 一 个 高 增 益 反 相 放 大 器 ， 当 输 入 端 （ XTAL1） 输 出 端(XTAL2)外 接 晶 振 和 电 容 后 ， 就 构 成 了 自 激 振 荡 器 ， 如 图 3-3 所 示 。 振 荡 器 的 频率 主 要 取 决 于 晶 体 的 振 荡 频 率 ， 一 般 晶 振 可 在 1.212 MHz 之 间 任 取 。 电 容C1、 C2 的 值 有 微 调 的 作 用 ， 通 常 取 30pF 左 右 。3-3 晶振电路图63.4 水管压力测量模块有必要对出水管的电压进行测量。本设计采用压电传感器测量水压。压阻式传感器是由晶体压阻效应构成的传感器。当承受压力时，应变元件的电阻变化，使输出电压变化。在一般的压阻式传感器由四个等效应变元件电阻硅膜片，一个惠斯特桥牌。当受到压力时，一对电桥臂的电阻变大，另一对电桥臂的电阻变小，电桥失去平衡，输出电压与压力成正比。由于硅压阻式压力传感器的灵敏度系数为 50 比金属应变灵敏度系数大 100 倍，满量程输出可以达到硅压阻式压力传感器几十毫伏到 200 mV，有时没有放大可以直接测量。此外，压阻式传感器具有小型化、测量范围宽、频率响应好（能测量几千赫兹的脉动压力）和高精度的特点。但在使用过程中，要注意硅压阻式压力传感器对温度非常敏感，具体应用在温度补偿电路中使用。目前，大多数硅压阻式传感器已用于传感器，使传感器的温度系数小于 0.3%。3142U6传 感 器R2D7DIODED8DIODE R3 Q3R40.82kD9DIODE R5R6 R7R85.1kR95.1kR1051kR12kR12R1310k图 3-4 水管压力测量电路73.5 按键接口模块设计本设计一般分析了自动部分的要求，需要 4 个按键，所以我们选择独立键盘。在电路仿真中，为了体现效果，把最小步长变成临时 5。按下启动停止按钮，系统将压力传感器信号传至单片机，显示当前水压。按设定键，系统显示设定的压力值，如果设置液压调节，可以进行单位为 5 的调整。如图 3-5 所示，电路由 4 个按键和 4 个电阻组成，按键分别命名为【启停键】 、 【设置键】 、 【增一键】和【减一键】 ，共四个键，电阻可以采用 9 脚排阻（810K） 。【启停键】功能：启动/停止，执行开始自动运行和停止功能；【设置键】功能：设置，与【加一键】和【减一键】键配合对压力进行调整，开始设置。【增一键】键功能：+1，与【设置键】键配合对压力进行调整， 【加一键】键每按下一次则进行数据进行+1 操作。【减一键】键功能：-1，与【设置键】键配合对压力进行调整， 【减一键】键每按下一次则进行数据进行-1 操作。ADA23456789 1RP1RESPACK-8启 停 键设 置 键增 一 键减 一 键图 3-5 按键接口电路3.6 A/D 转换模块本次设计采用常用的 A/D 转换芯片 ADC0809.具体的接口电路如下图所示，如图 3-6 所示。8AD0AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7ADENDADSTADSTADEO压 力 传 感 器 U?(CLOCK)OUT1 21ADD B24 ADD A25 ADD C23VREF(+)12 VREF(-)16IN31 IN42 IN53IN64 IN75START 6OUT5 8EOC 7OE 9CLOCK 10OUT2 20OUT7 14OUT6 15OUT8 17OUT4 18OUT3 19IN228 IN127 IN026ALE22U?ADC0809图 3-6 A/D 转换电路3.7 显示模块设计本次设计中要求作到数码管显示，可以显示四个字符，因为所显示的量比较少，所以采用数码管显示足够。L1L2L3L4LALBLCLDLELFLFLGLDPA02B018A13B117A24B216A35B315A46B414A57B513A68B612A79B71CE19 AB/A1 U474LS245图 3-7 显示模块电路3.8 电机控制设计压力传感器将压力信号经过 A/D 转换后输入到单片机，如果压力和设定压力有偏差，单片机将控制变频器调频使压力值稳定，当变频主电机由变频器拖动运行至最大频率，9压力如还不能达到设定的压力值，则 MCU 自动启动定频副电机，以期保持供水压力恒定。这样不但减小了电动机的无功功率，而且提高了水泵的工作效率，节约了能源。M2M1RL?5VQ12N2265412U3OPTOCOUPLER-NPN D5IODE副 电 机 继 电 器RL65VQ62N2265412U6OPTOCOUPLER-NPN D5IODE主 电 机 继 电 器图 3-8 电机控制电路3.9 稳压电源模块由于单片机采用的是 5V 电源，为此本次设计采用的是 7805 将电源最终降到 5V,具体电路如图 3-19 所示。TR1BR12W06G20V50HZ R10.2kR20.2k D1 Q1 VI1 VO3GND2C120uF C20.3uF C30.1uFR30.68k图 3-9 稳压电源电路3.10 特殊器件变频器介绍在众多变频器中基于运行可靠性、价格适中我们选定三菱公司出品的 FR-500 系列。由式（3-1）和所要求的调速范围 901500r/min 我们可以计算出变频的范围：（3-1）HzPnf 36029mii （3-2）f 51axa10即频率的调节范围为 之间，另外，考虑到此前我们选用的 YVP100L1-4 Hz350型变频电机其标称功率 P=2.2KW，额定电流 IN=5.2A，对于三菱公司的 FR-500 系列变频器标准规格型号的查看，如上表 3-1 所示，拟选用 FR-A540-2.2K-CH 型号的变频器。3.12 系统总图通过最终的研究绘制出系统总电路图，如下图所示。RESTRESTk1k2k3k4LABLCDLEFLGDPL12L34L12L34K12K34AD01AD23AD45AD67ADEOCSADENSTAD32AD10 DACSAD45AD67ADSTADSTADENAD76AD54AD32AD10ADEOM2M1M2 M1LABLCDLEFLGDPADCLKVREF8 GND3VC20CS1WR12I34DI25I16DI07B9GND10IOUT11I22DI713I64DI515I46XFER17W28ILE(BY1/2)19U2DAC0832U33142 U6传感器R2D7IOE D8IOER3Q3R40.82kD9DIOER5R610kR710kR85.1k R95.1kR1051kR12kR12XTAL218XTAL119ALE301PSN29 RST9P0./AD039.1/18P0.2/AD237.3/36P0.4/AD435.5/54P0.6/AD63.7/72P1.01.2P1.23.34P1.45.56P1.67.78P3.0/RXD10.1/TP3.2/IN012./IT13P3.4/014P3.7/RD7.6/W16.5/T15 P2.7/A1528 P2.0/A821.1/9P2./A023.3/14P2.4/A225.5/136.6/47 U1AT89C51X1CRYSTALC120pF C220pF110kC310pF234567891 RP1ESACK-8启停键 设置键 增一键减一键 D1LED2LED3LED4LEDA02B0181317A24B2163535A46B4145753A68B612797CE19AB/A U874LS2451FR-A540变频器R310kCLOKOUT121ADB24 A5 C3VREF(+)12(-)6 IN31I42IN53I64IN75STAR6OUT58 EOC7OE9 CLOK1020OUT714658741OUT39I228IN17I026ALE2U7ADC089RL?5VQ12N265412 U4OPTCOUPLER-NPD5IOE副电机继电器RL65VQ62N265412 U5OPTCOUPLER-NPD5IOE主电机继电器TR1BR12W06G20V50HZR210.2k R200.2kD1 Q1PNVI1VO3GND2C12.uFC120.3uFC130.uF R20.68k附1 系统的原理电路图图 3-11 总电路图114 软件设计4.1 主程序流程图恒压供水控制器监控消防给水系统供水需求，具有高可靠性的软件、高稳定性、高抗干扰能力、信号检测准确，具有良好的动态和静态性能，该软件是根据结构化水设计，功能划分为几个部分，使用 C 语言。软件的主程序设计为显示系统的压力，采样的压力和系统的控制都在中断处理程序中，主流程图如图 4-1。主程序初始化,开 T0 中断,设置 T0 为 10ms 的中断压力的动态显示按键处理子程序YN是否键按下开始图 4-1 主程序流程图4.2 T0 中断服务程序主要包括：A/D 转换程序；D/A 转换程序；控制程序。程序流程图如下：如图 4-2 示，变频器控制 M1 电机，M2 电动机由单片机控制，其标志位为 M2。1A/D 转换子程序其主要任务是把压力传感器检测的压力转换成数字量，并送入单片机处理，程序见附录。122D/A 转换子程序其主要任务是把经 PID 处理过的数据转换成模拟量，来控制变频器输出电压的频率，来控制水泵的转速，以达到控制供水压力的目的。图 4-2 T0 中断服务程序流程图4.3 PID 调节程序本设计就是通过单片机实现的 PID 调节器来实现水压的恒定，并自动调节水泵的数量。本设计采用增量式 PID 控制，下面把增量式 PID 控制算法介绍一下：1) 增量式 PID 控制算法13所谓增量式 PID 是指数字控制器的输出只是控制量的增量 u(k)。离散的 PID 表达式为：（4-1）kjDIP keKeeKku0 )1()()()(当执行机构需要的是控制量的增量(如驱动步进电机)时，可由式(4-1)导出提供增量的 PID 控制算法。根据递推原理可得（4-2）)2()1()(1)-e(k)-u(1-k0jIP keKeD用式(4-1 )减去(4-2 )，可得 )2()1(2)(1( kekekeKkuDIP（4-3）) KDI其中： -e( e(式(4-3)称为增量式 PID 控制算法。可以看出，由于一般计算机控制系统采用恒定的采样周期 T，一旦确定了KP， KI，K D，只要使用前后三次测量值的偏差，即可有(4-3)求出控制增量。采用增量式算法时，计算机输出的控制增量 u(k)对应的是本次执行机构位置的增量。对应阀门实际位置的控制量，目前采用较多的是利用如上算式并通过执行软件来完成。4.4 按键程序设计按键接收子程序主要实现对当前设定压力的调节。根据按键电路的设计，可以知道当按下设定键时，会产生中断请求。当 CPU 响应中断请求时，中断服务程序被输入。在程序中，将调整到设定的压力，利用【SET】 、 【 +1】和【-1】键配合使用，每次对【+1】 键的按下则进行累加；同样对【-1】键按下则进行减 1 操作。14开 始置无键按下（P0 口 FFH）标志进入键盘处理程是否有键按下？（读 P0 口值）调延时子程序是否有键按下？（再次读 P0 口值）确认有键按下保存键值YYNN图 4-3 键盘扫描程序流程图4.5 LED 动态显示程序模块的设计本设计采用硬件定时和软件定时使用，即使用定时器 1 溢出中断函数实现 10ms 定时，通过软件延时程序实现 1ms 的时间。T1 定时器中断服务程序的功能，从显示缓冲区被拆除，4 位 LED 显示数据点的代码段的代码，发送到 P0 口，其次是每一位显示，显示为 4 ms 所需要的时间。设置时间，调整设定值的电流需要有闪烁功能，在设置提醒的当前状态。15保护现场关 T1 中断把 DATA1 中数据写到DATA 中根据 CLK，送位选 COM 端恢复现场，开 T1 中断，恢复 T1 初值返回四位显示是否结束YNCOM1进入 T1 中断图 4-4 LED 动态显示程序程序流程图165 系统调试5.1 仿真步骤a）一个在 Proteus 软件中打开的应用程序名为 ISIS。b）点击鼠标左键）按钮元素，然后 P 或库，弹出对话框；在屏幕顶部点击，然后点击拾取设备，也出现一个对话框。c）为了能够快速查找组件，直接在关键字搜索框中输入组件的名称，你只能输入前几位字母，它会自动筛选出大量的组件让我们选择。d）在选择设备对话框关键词输入 AT89C52，然后我们要选择成分的结果，然后单击 OK 的右下角，选择设备对话框消失，图形界面，然后双击地图，会有 Proteus 界面元素。e）根据原理图选择所有组件以相同的方式。f）放置好部件，调整元件布局，布线和模拟5.2 软件调试5.2.1 水管压力显示的仿真为了实现仿真，采用滑动变阻器模拟水压力。通过调节阻力改变水管的水压。当调整电阻值时，显示管上显示的值随之变化。关闭启动系统中的关键电路。用户通过开闭【启停键】来控制系统的开关，当开关【启停键】未合上时，系统不工作，显示管显示FREE。如图 5-1 所示。当开关打开和关闭时，系统开始工作，显示当前水压，调整滑动变阻器显示器的大小及其变化。如图所示。17LALBLCLDLELFLGLDpLALBLCLDLELFLGLDP L1L2L3L4M12ADSTENDDACSEOAD76AD54AD32AD10L1L2L3L4K12ADCLKAD01AD23AD45AD67ADENDADSTADST ADEOK43RESET RESTk1k2k3k4XTAL218XTAL119ALE3031PSN29RST9P0./AD0390.1/138P0.2/AD2370.3/336P0.4/AD4350.5/534P0.6/AD630.7/732P1.011.2P1.231.34P1.451.56P1.671.78P3.0/RXD103.1/T1P3.2/INT0123./IT113P3.4/T014P3.7/RD173.6/W163.5/T115P2.7/A1528P2.0/A8212.1/92P2./A10232.3/124P2.4/A12252.5/13262.6/1427U1AT89C51X1CRYSTALC110pFC210pFR110k C310pF23456789 1RP1RESPACK-8启 停 键设 置 键增 一 键减 一 键RV?10kVolts+2.0模 拟 水 管 压 力 传 感 器 U?(CLOCK)OUT121AD B24 A25 C23VREF(+)12F(-)16IN31I42IN53I64IN75 START6OUT58EOC7OE9CLOCK10T220OUT714T615T817T418OUT319I228IN127I026ALE2U?ADC089DLEDD2LEDD3LEDD4LED图 5-1 显示仿真LALBLCLDLELFLGLDpLABLCDLEFLGDP L12L34M12ADSTAENDACSADEOAD7A6AD5A4AD3A2AD1A0L1L2L3L4K1K2ADCLKAD0A1AD2A3AD4A5AD6A7ADENDADSTADST ADEOK4K3RESET RESTk1k2k3k4XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0./AD039P0.1/A138P0.2/AD237P0.3/A336P0.4/AD435P0.5/A534P0.6/AD63P0.7/A732P1.01P1.2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TX1P3.2/INT012P3./IT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/W16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A92P2./A1023P2.3/A124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C51X1CRYSTALC110pFC210pFR110k C310pF23456789 1RP1RESPACK-8启 停 键设 置 键增 一 键减 一 键RV?10kVolts+2.0模 拟 水 管 压 力 传 感 器 U?(CLOCK)OUT121AD B24A A25A C23VREF(+)12VEF(-)16IN31I42IN53I64IN75START6OUT58EOC7OE9CLOCK10T220OUT714T615T817T418OUT319I228IN127I026ALE2U?ADC089DLEDD2LEDD3LEDD4LED图 5-2 模拟压力传感器仿真185.2.2 恒压值的仿真LABLCDLEFLGDpLABLCDLEFLGDP L12L34M12ADSTENDACSDEOAD76AD54AD32AD10L12L34K12ADCLK AD01AD23AD45AD67ADENDADSTADST ADEOK43REST RESTk1k2k3k4XTAL218XTAL119ALE301PSN29RST9P0./AD039.1/18P0.2/AD237.3/36P0.4/AD435.5/54P0.6/AD63.7/72P1.01.2P1.23.34P1.45.56P1.67.78P3.0/RXD10.1/TP3.2/IN012./IT13P3.4/014P3.7/RD17.6/W6.5/T15P2.7/A1528P2.0/A821.1/9P2./A023.3/14P2.4/A225.5/136.6/47U1AT89C51X1CRYSTALC110pFC210pFR110k C310pF23456789 1RP1ESACK-8启 停 键设 置 键增 一 键减 一 键RV?10kVolts+2.0模 拟 水 管 压 力 传 感 器 U?(CLOCK)OUT121AD B24 A5C3VREF(+)12 (-)6IN31I42IN53I64IN75 START6OUT58EOC7OE9CLOCK1020OUT714658741OUT39I228IN17I026ALE2U?ADC089DLEDD2LEDD3LEDD4LED图 5-3 恒压值显示当设定键时，系统会显示一个恒定的压力值，它可以通过增加键的数量来调整。单片机的信息输入 DAC0832 数字信号转化为模拟信号，通过变频器来调节水泵的转速，以维持恒定的水压力。如图 5-6 所示，启动时的恒压值。该系统以恒定电压 150。由于恒压的不同需要，需要根据不同用户的需要调节恒压。关闭设置键，按一个按钮，增加 5 的值，减去一个点击，值减少了 5。使压力可以调节。如图 5-4 所示，按三可以在 165 增加了一个关键的显示。LABLCDLEFLGDpLALBLCLDLELFLGLDP L1L2L3L4M12ADSTENDDACSEOAD76AD54AD32AD10L12L34K12ADCLKAD01AD23AD45AD67ADENDADSTADST ADEOK43REST RESTk1k2k3k4XTAL218XTAL119ALE301PSN29RST9P0./AD039.1/18P0.2/AD237.3/36P0.4/AD435.5/54P0.6/AD63.7/72P1.01 .2P1.23 .34P1.45.56P1.67 .78P3.0/RXD10.1/TP3.2/IN012./IT13P3.4/014P3.7/RD17.6/W6.5/T15P2.7/A1528P2.0/A821.1/9P2./A023.3/14P2.4/A225.5/136.6/47U1AT89C51X1CRYSTALC110pFC210pFR110k C310pF23456789 1RP1ESACK-8启 停 键设 置 键增 一 键减 一 键RV?10kVolts+2.0模 拟 水 管 压 力 传 感 器 U?(CLOCK)OUT121AD B24 A5 C3VREF(+)12(-)6IN31I42IN53I64IN75 START6OUT58EOC7OE9CLOCK1020OUT714658741OUT39I228IN17I026ALE2U?ADC089DLEDD2LEDD3LEDD4
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