基于单片机储水罐液位控制系统

A2毕业论文（设计）题目基于单片机储水罐液位控制系统系别专业班级姓名指导教师2009年A3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单片机为核心控制储水罐的水位，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，比较符合农业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。关键词单片机液位控制报警A4目录目录2前言3一、单片机的说明3（一）、8051单片机简介3（二）、单片机的时序5（三）、引脚极其功能6二、储水罐给水设备系统的构成11三、本系统8051单片机控制部分13四、本系统的工作原理14五、主程序框图15六、本系统程序清单18七、附录本系统电路图23八、结论23九、主要参考文献24十、致谢24前言A5目前，我国单片机的应用领域非常广泛，数据采集与处理、实时控制及优化控制，主流机型是8位微机。单片机应用带来了巨大的经济效益，提高了效率，降低了成本，提高了产品质量，G6524动G11540生产G2159的G2469G4649。本G8437设计主要G1183G13473单片机G3324农业控制方G19766的应用实G1375，G2164G9157了G4557单片机的理G16311，G17839G980G8505G5332G6311G16282G18338，为G1182G2530应用微机G16311G1927生产实G19481G19394G20076G17227了G980G1022G1849G19388的作用。G17902G17819本G8437设计，我G6496G6581了G16311G1927G19394G20076的G5617G17347和方G8873G714G6164G17885用的单片机为8051单片机，G1867G7389G1868型性和G980G14336性，G1363自G5061G2010G7524G19394G20076和G16311G1927G19394G20076的能G2159大为提高，以G2530G17947G2052实G19481G19394G20076能G3827G16314G12879G7061G17902，G5483心应手。一单片机的说明18051单片机简介目前，8051单片机G3324G5049业G7828G8991领域G1025G5483G2052了广泛的应用，G3252G8504我G1216G2499以G3324G16780G3822单片机应用领域G1025，G18209G6521G2520G12193G12879型的语G19911G6521G2487，G7512成G1867G7389合成语G19911G17767出能G2159的G13520合应用系统，以G3698G5390G1166机G4557G16817的功能。8G28G3851是G44G81G87G72G79G1856G2508生产的G980G12193单片机，G3324G980G4579G3371G14467片G990集成了G980G1022微型计G12651机的G2520G1022G13464成G18108G2010。G8611G980G1022单片机G2265G6336G980G10228位的微型处理G3132G38G51G56G727G980G1022G215G25G46的片G1881数据G4396储G3132G53G36G48G727片G1881程序G4396储G3132G53G50G48G727G3247G10228位并G15904的G44G18G50G6521G2487G510G16G51G22，G8611G1022G6521G2487G7094G2499以G17767G1849，G1075G2499以G17767出G727G1016G1022G4462时G3132G18G16772数G3132G727G1128G1022G1025G7041G9316的G1025G7041控制系统G727G980G1022G1852G2464G5049G56G36G53T的串G15904G44G18G50G2487G727片G1881振荡G3132和时钟产生电G17347，但石英晶体和微调电容需要外G6521。最高允G16780振荡频率是1G21G48HZ。以G990G2520G1022G18108G2010G17902G17819G1881G18108总线相连G6521。下G19766简单G1183G13473下其G2520G1022G18108G2010的功能。A6G1025央处理G3132G38G51G56是单片微型计G12651机的指挥、执G15904G1025心，由它读G1166用户程序，并逐条执G15904指令，它是由8位G12651术逻辑运G12651G18108件简称G36LU、G4462时控制G18108件，若干寄G4396G3132G36、B、B5W、5G51以及1G25位程序计数G3132G51C和数据指针寄G4396G3132DG48等主要G18108件G13464成。G12651术逻辑单元的硬件结G7512与G1868型微型机相似。它G1867G7389G45578位信息G17839G15904、G16、X、G18G3247则运G12651和逻辑与、或、异或、取反、清“0”等运G12651，并G1867G7389判跳、转移、数据传送等功能，G8504外还提供G4396放G1025间结果及常用数据寄G4396G3132。控制G3132G18108件是由指令寄G4396G3132、程序计数G3132G51C、G4462时与控制电G17347等G13464成的。指令寄G4396G3132G1025G4396放指令代码。枷执G15904指令时，从程序G4396储G3132G1025取来经译码G3132译码G2530，根据不同指令由G4462时与控制电G17347G2469出相应的控制信号，送G2052G4396储G3132、运G12651G3132或G44OG6521G2487电G17347，完成指令功能。程序计数G3132G51C程序计数G3132G51C用来G4396放下G980条将要执G15904的指令，共1G25位G714G2499G4557以G46字节的程序G4396储G3132直G6521寻址C指令执G15904结束G2530，G51C计数G3132自动G3698G2164，指向下G980条要执G15904的指令地址。G38G51G56功能，总的来说是以不同的方式，执G15904G2520G12193指令。不同的指令其功自略异。G7389的指令涉及G2052枷G2520寄G4396G3132之间的关系G727G7389的指令涉及G2052单片机核心电G17347G1881G18108G2520功能G18108件的关系G727G7389的则与外G18108G3132件如外G18108程序G4396储G3132G2469生联系。事实G990，CG53J是G17902G17819复杂的时序电G17347完成不同的指令功能。G6164谓CG53J的时序是指控制G3132控照指G1182功能G2469出G980系列G3324时间G990G7389G980G4462G8437序的信号，控制和启动G980G18108G2010逻辑电G17347，完成某G12193操作。22时序A7（1）G714时钟电G17347G48田51片G1881设G7389G980G1022由反向放大G3132G6164G7512成的振荡电G17347，XTG36LG44和XTG36LG21G2010别为振荡电G17347的G17767G1849端和G17767出端。时钟G2499以由G1881G18108方式产生或外G18108方式产生。采用G1881G18108方式时，G3324G381和G38G21引脚G990G6521石英晶体和微调电容G2499以G7512成振荡G3132，振荡频率的G17885择范G3272为1G714G211G21G48HZG3324G1363用外G18108时钟时，XTG36LG21用来G17767G1849外G18108时钟信号，G13792XTG36LG44G6521地。（G21）G714时序G48G42L5G79单片机的G980G1022执G3132G2620G7411由G25G1022G10378G5589G861G86G25G13464成，G8611G1022G10378G5589G2460G6357G13505G21G1022G6521荡G2620G7411，G2010为G511和G51G21G1016G1022节G6305。G17837G7691，G980G1022机G3132G2620G7411由1G21G1022振荡G2620G7411G13464成。若采用1G21G48HG93的晶体振荡G3132，则G8611G1022机G3132G2620G7411为1UG86，G8611G1022G10378G5589G2620G7411为1G25UG86G727G3324G980数G5785G1929下，G12651术和逻辑操作G2469生G3324G49G7411间，G13792G1881G18108寄G4396G3132G2052寄G4396G3132的传G17767G2469生G3324G51G21G7411间。G4557G1122单G2620G7411指令，G5415指令操作码读G1166指令寄G4396G3132时，G1363从G541G51G21G5332G3999执G15904指令。如果是G2464字节指令，则G3324同G980机G3132G2620G7411的G86G23读G1166G12544G1120字节。若为单字节指令，则G332451G7411间G1185G17839G15904读，但G6164读G1849的字节操作码G15999G5585略，G1000程序计数据G1075不G21641。G3324G2164结束时完成指令操作。G3822数G48CG8651指令G2620G7411为1G21G1022机G3132G2620G7411，G2494G7389G1068G8873和G19512G8873指令需要G1016G1022以G990机G3132G2620G7411的指令，它G1216需G23G1022机G3132G2620G7411。G4557G1122G2464字节单机G3132指令，G17902常是G3324G980G1022机G3132G2620G7411G1881从程序G4396储G3132G1025读G1166G1016G1022字节，但G48OG89X指令G1375外，G48OG89X指令是G16787G19394外G18108数据G4396储G3132的单字节G2464机G3132G2620G7411指令，G3324执G15904G48OG89X指令G7411间，外G18108数据G4396储G3132G15999G16787G19394G1000G15999G17885G17902时跳G17819G1016G8437取指操作。下G19766是51单片机的振荡电G17347图A8G22G17引脚极其功能G48G38G5451系列单片机的G230G1022引脚G1025G7389G21G1022G999用G1122主电G9316引脚，G21G1022外G6521晶振的引脚，G23G1022控制或与其它电G9316复用的引脚，以及G22G21条G17767G1849G17767出G44G18G50引脚。下G19766G6365引脚功能G2010为G23G1022G18108G2010G2477G17860G1022引脚的功能。（1）电G9316引脚G57CC和G57G86G86G57CC（G230脚）G65215G57电G9316G8503端G727G57G86G86（G210脚）G65215G57电G9316G8503端。（G21）外G6521晶振引脚XTG36L1和XTG36LG21XTG36L1（1G28脚）G6521外G18108石英晶体的G980端。G3324单片机G1881G18108，它是G980G1022反相放大G3132的G17767G1849端，G17837G1022放大G3132G7512成采用外G18108时钟时，G4557G1122HG48G50G54单片机，该引脚G6521地G727G4557G1122G38HG50G48G54单片机，该引脚作为外G18108振荡信号的G17767G1849端。A9XTG36LG21（18脚）G6521外G18108晶体的G2490G980端。G3324单片机G1881G18108，G6521G14279片G1881振荡G3132的反相放大G3132的G17767出端。G5415采用外G18108时钟时，G4557G1122HG48G50G54单片机，该引脚作为外G18108振荡信号的G17767G1849端。G4557G1122G38HG48G50G54G14467片，该引脚G5760G12366不G6521。（G22）控制信号或与其它电G9316复用引脚控制信号或与其它电G9316复用引脚G7389G53G54TG18G57A1A0、G36LG40G18G51、G51G54G40G49和G40G36G18G57A1A1等G23G12193G5430式。（G36）G714G53G54TG18G57A1A0（G28脚）G53G54TG2375为G53G40G54G40T，G57A1A0为G3803用电G9316，G6164以该引脚为单片机的G990电复位或G6493电G1457G6264端。G5415单片机振荡G3132G5049作时，该引脚G990出现G6357G13505G1016G1022机G3132G2620G7411的高电G5191，G4613G2499实现复位操作，G1363单片机复位G2052G2033G3999G10378G5589。G5415G57A10A10G2469生G6937G19568，降低G2052低电G5191G16280G4462G1552或G6493电时，该引脚G2499G6521G990G3803用电G9316G57A1A0（5G57）为G1881G18108G53G36G48供电，以G1457G16789G53G36G48G1025的数据不G1014G3845。（B）G714G36LG40G18G51（G220脚）G5415G16787G19394外G18108G4396储G3132时，G36LG40（允G16780地址G19157G4396信号）以G8611机G3132G2620G7411G1016G8437的信号G17767出，用G1122G19157G4396出现G3324G51A11G2487的低（G38）G714G51G54G40G49G21G28脚G29片外程序G4396储G3132读G17885G17902G17767出端G15低电G5191G7389效。G5415从外G18108程序G4396储G3132读取指令或常数G7411间，G8611G1022机G3132G2620G7411G51G40G54G49G1016G8437G7389效，以G17902G17819数据总线G2487读G3250指令或常数。G5415G16787G19394外G18108数据G4396储G3132G7411间，G51G40G54G49信号将不出现。（D）G714G40G36G18G57G83G83（G221脚）G40G36为G16787G19394外G18108程序储G3132控制信号，低电G5191G7389效。G5415G40G36端G1457G6357高电G5191时，单片机G16787G19394片G1881程序G4396储G3132G23G46B（G48G545G21G4388系列为A128G46B）。若G17241出该范G3272时，自动转G2447执G15904外G18108程序G4396储G3132的程序。G5415G40G36端G1457G6357低电G5191时，G7092G16782片G1881G7389G7092程序G4396储G3132，G3355G2494G16787G19394外G18108程序G4396储G3132。G4557G1122片G1881G2559G7389G40G51G53G50G48的单片机，G3324G40G51G53G50G48编程G7411间，该引脚用G1122G6521G211G57的编程电G9316G57G83G83。4输入/输出（I/O）引脚P0口、P1口、P2口及P3口G36G17G51A11G2487（G22G28脚G794G21G21脚）G51A11A13A11G794G51A11A13A14统称为G51A11G2487。G5415不G6521外G18108G4396储G3132与不G6205G4649G44G18G50G6521G2487时，它G2499作为G1946G2464向8位G17767G1849G18G17767出G6521G2487。G5415G6521G7389外G18108程序G4396储G3132或G6205G4649G44G18G50G2487时，G51A11G2487为地址G18数据G2010时复用G2487。它G2010时提供8位G2464向数据总线。G4557G1122片G1881G2559G7389G40G51G53G50G48的单片机，G5415G40G51G53G50G48编程时，从G51A11G2487G17767G1849指令字节，G13792G5415G7828G20576程序时，则G17767出指令字节。BG17G51A15G2487（1脚G7948脚）G51A15G17A11G794G51A15G17A14统称为G51A15G2487，G2499作为G1946G2464向G44G18G50G6521G2487G1363用。G4557G1122G48G38G545G21G4388系列单片机，G51A15A13A11和G511G171还G7389G12544G21功能G51A15A13A11G2487用作G4462时G3132G18计数G3132G21的计数G14045G1926G17767G1849端TG21G727G51A15A13A15用作G4462时G3132G18计数G3132G21的外G18108控制端TG21G40X。G4557G1122G40G51G53G50G48编程和G17839G15904程序G7669G20576时，G51A11G2487G6521G6922G17767G1849的低8位地址。G22027G17G51A16G2487（G211脚G794G218脚）G51A16G17A11G794G51A16A13A14统称为G51A16G2487，G980G14336G2499作为G1946G2464向G44G18G50G6521G2487。G5415G6521G7389外G18108程序G4396储G3132或G6205G4649G44G18G50G6521G2487G1000寻址范G3272G17241G17819G215G25G1022字节时，G51A16G2487用G1122高8位地址总线送出高8位地址。G4557G1122G40G51G53G50G48编程和G17839G15904程序G7669G20576时，G51A16G2487G6521G6922G17767G1849的8位地址。A17A18DG17G51A19G2487（10脚G7941G26脚）G51A19A13A11G794G51A19A13A14统称为G51A19G2487。它为G2464功能G2487，G2499以作为G980G14336的G1946G2464向G44G18G50G6521G2487，G1075G2499以将G86111位用G1122G12544G21功能，G13792G1000G51A19G2487的G8611G980条引脚G3355G2499G10432G12447G4462G1053为G125441功能的G17767G1849G17767出或G12544G21功能。G51A19G2487的G12544G21功能G16277下G15932单片机G51G22G170G12661脚G2559G1053综上所述，MCS51系列单片机的引脚作用可归纳为以下两点1G17单片机功能G3822，引脚数G4581，G3252G13792G16780G3822引脚G1867G7389G12544G21功能G727G21G17单片机G4557外G2588G22总线G5430式，由G51A16、G51A11G2487G13464成1G25位地址总线G727由G51A11G2487G2010时复用作为数据总线。引脚第2功能P30RXD（串行口输入端0）P31TXD（串行口输出端）P32INT0（部中断0请求输入端，低电平有效）P33INT1（中断1请求输入端，低电平有效）P34T0（时器/计数器0计数脉冲端）P35T1（时器/计数器1数脉冲端）P36WR（部数据存储器写选通信号输出端，低电平有效）P37RD（部数据存储器读选通信号输出端，低电平有效）A17A17附89C51的管脚如图二储水罐给水设备的构成系统由G1016G2500给水G8905机G13464、水罐和G989G2494G9026G10711G5332关G13464成，其系统结G7512如图A17A20其G1025G481、G48G21为给水G8905机G13464，LG42、LD、LDDG2010别为水位高、液位低、液位低低G9026G10711G5332关，G5415液位高（大G1122G280G5332G5242）时，LG42G19393合，G5415液位低（G4579G1122G265G5332G5242）时，LDG19393合，G5415液位低低（G4579G112250G5332G5242）时，LDDG19393合。储水罐的控制G3132由8051系统G7512成。为G18003G1825电机的G17227G1584和电G9316G8886动时G4557电G17347的G5445G2721，G17767G1849G17767出G3355采用G1821电G19560G12175。G17767出G17902G17819G13499电G3132，控制水G8905机G13464的G17227G1584和报警，其电G17347图如下A17A21给水G8905电机主控G3250G17347图如下三本系统8051控制部分本系统采用8051单片机，引脚G1867体控制如下G511G2487和G51G22G2487为G17767G1849G17767出G7828G8991信号和控制信号。下G19766是8051G14467片引脚G1867体G2010G18209G511G170液位低低G17767G1849信号。（低0高1）G511G171液位低G17767G1849信号。（低0高1）A17A22G511G17G21液位高G17767G1849信号。（高1，低0）G511G17G22手动与自动转换G17767G1849信号。（手动1，自动0）G511G17G23G481G17227动G46G481控制G17767出信号。（手动1，自动0）G511G175G48G21G17227动G46G481控制G17767出信号。（手动1，自动0）G511G17G25G481G5332关G10378G5589G17767G1849信号。（G53320，关1）G511G17G26G48G21G5332关G10378G5589G17767G1849信号。（G53320，关1）G51G22G170液位低低报警G17767出信号。G51G22G171液位低报警G17767出信号。G51G22G17G21液位高报警G17767出信号。G51G22G17G23手动G17227动G481G17767G1849信号，低电频G7389效动作。G51G22G175手动G17227动G48G21G17767G1849信号，低电频G7389效动作。G51G22G17G25手动G1584G481G17767G1849信号，低电频G7389效动作。G51G22G17G26手动G1584G48G21G17767G1849信号，低电频G7389效动作。四本系统的工作原理G5415水罐液位低时，G17227动G481、G48G21给水，液位G990G2331G2052G280G8，G1584G481。G5415水罐液位低低（G4579G112250G8）时，同时G17227动G481、G48G21，G5415水位G990G2331G205250G8以G990G260G8以下时，G1584G48G21，G481G13499G13505运G15904G2052液位G990G2331G2052G280G8以G990G6177G1584G8502G5049作。经G17819调G16809系统，A17A23G8991G5483以下数据液位从50G8G16G16G260G8，G1016G2500G8905运G15904需要G1343410G2010钟G727液位从G260G8G16G16G280G8，G980G2500G8905运G15904需要G1343415G2010钟。水罐的液位G980G14336G1457G6357G3324G260G8G16G16G280G8。报警控制如下当液位高与90开度的时候，由传感器经变送器发送信号，LG闭合，系统液位高报警。当液位低于75开度的时候，由传感器经变送器发送信号，LD闭合，系统液位低报警。当液位低与50开度的时候，由传感器经变送器发送信号，LDD闭合，系统液位低低报警。手动/自动模式转换控制如下全自动模式下，系统自动判断液位的状况，选择不同的工作状态。在手动的模式下，两台给水泵的运G3835控制可由G3078工自G1933G1024作。五主程序框图1主程序框图A17A24G21自动G8181式G4388程序A17A8A17A9G22手动G8181式G4388程序A17A12六本系统程序清单主程序ORG0000HG36G45MG51MG36G44G49G50G53G00G250G43MG36G44G49MG50G57G511G15G6G41G41G43P1P3口初始化置1MG50G57G513，G6G41G41G43JNBP13，AVTG727若手动G3324自动位G13634，跳G2052自动G8181式G4388程序AJMPMENG727G2554则转G2052手动G8181式G4388程序G40G49DAUTNOP（空命令）JNBP12,LGG30液位高LG42JBP11LD，G727液位G8821低G16G16G16LDCLRP31G727液位低报警JBP10,LDDG727液位G7422低低G16G16G16LDDCLRP30G727液位低低报警JNB31P16,Y1G727G481G5062启动G601CLRP14G727G2554则启动G481Y1JNBP17,Y2G727G48G21G5062启动G16G16G16G60G21A20A18CLRP15G727G2554则启动G48G21G602G36CG36LLDG40LG36G60G727G5322时1G2010钟G36G45MG51G36G56G55G727G17832G3250自动G8181式LDDG45G49G37G511G17G25G15G603G290单G10432运G15904G481（LDDG455水位G455LDG456CLRP14Y3JBP17Y2SETBP15AJMPY2LGCLRP32G30液位高报警LDAJMPMAING30G17832G3250主程序手动控制G4388程序MG40G49G49G50G51JNBP11,MAINACALLKEYCJNEA,FOH,NNAJMP