由于我们在设计的过程中未接触到实际传感器,在protues仿真软件中采用电位器模拟的办法,因此我们只是了解了传感器的原理。传感器电路设计部分并未实现。
本系统经过采用AD0809芯片,其中11脚为电源端,最主要的6脚START,启动控制端口,高电平有效,EOC连接51单片机的终端输入端,触发中断的信号。9脚是输出时能端,电路图中可以看出它是由P2.6控制的。10脚为时钟接口,12,16分别为参考正,参考负。26脚为通道0的信号输入端,23,24,25为通道选择引脚,22为锁存使能信号端,下面的八路信号是输出端,由低到高的对应八位二进制数。13为参考地。 (见附录电路原理设计图)
电路图可以参见上面的图2-8,大致控制是通过P0口将段码送给245增加驱动后,送至LED的A-DP的输入端,控制显示的大小。同时通过P2.0,P2.1作为139译码器的输入信号选出一路信号后,作为位码送至LED的1-4端口,决定哪一位显示。整个LED显示电路的控制主要是通过245的使能端控制实现的。至于它的动态显示,是由于在一个时刻,只能送一个位码,一个段码,也就是只能保证一位数字的正确显示,通过快速的程序循环就实现了动态的显示过程。
BU(P2.5接口)蜂鸣器用于报警。当检测到液位高于200cm或者低于100cm时,启动报警装置。
第六章 系统软件部分的设计
系统的硬件确定以后,功能完善的软件能够很好的指导和协调硬件的工作,可使系统发挥其最大的作用,并且便利以后的更新换代升级。
一个完整的系统都离不开对系统状态的监控,为了更好的协调软件,硬件各个部分正常工作就必须对整个系统进行严密监控。在本系统中定时器T0中断服务程序担任数据读取,处理和输出显示任务,每隔一定的时间对A/D转化进行一次采样,并进行相应的处理,在经过LED驱动电路来实现液位的显示。而主程序完成的任务相对简单,它只是完成初始化和启动T0定时的工作。
在该系统的软件部分的设计中,第一部分主要是对流程图的介绍,第二部分是系统工作程序的编程内容,由于全部编程部分较多,只取最重要的水位检测主程序段。本程序段主要实现启动ADC0809转换器,并从A/D转换器采集信号的功能。
二 程序清单
#include<reg51.h>
unsigned char A_DV0; //A_D转换得到值
unsigned Hmax,Hmin; //上下限值
unsigned char A_DV[4]; //当前液位值
char T0c=0;
char A; //T0计时次数
void T0Run(void); //T0启动子程序
void LED(unsigned char A_DV[]); //LED显示子程序
void A_DRun(void); //启动A_D转换子程序
void A_DReA_D(void); //A_D转换子程序
int Height;
bit Bjj(int Height,unsigned Hmax,Hmin); //数值比较函数
sbit BU=P2^5;
sbit L1=P2^0;
sbit L2=P2^1;
sbit ST=P2^6;
sbit OE=P2^7;
sbit EOC=P3^2;
main()
{
BU=0;
Hmax=200; //上限值,根据实际情况设定
Hmin=100; //下限值 ,根据实际情况设定
T0Run();
while(1);
}
void T0Run(void) //T0启动子程序
{
IE=0x82; //启动中断T0
TMOD=0x01; //设置T0工作于模式1
TH0=0xff;
TL0=0xec; //送入计数初值
TR0=1;
ST=0;
OE=0; //启动定时器T0
}
void time0(void) interrupt 1
{
TH0=0xff;
TL0=0xec; //重装计数初值
T0c++;
if(T0c>19) //如果计时20次即1s
{
T0c=0;
A_DRun(); //启动A_D转换
A_DReA_D();
LED(A_DV);
Bjj(Height,Hmax,Hmin);
}
}
void A_DRun(void) //启动A_D程序
{
ST=0;
ST=1;
ST=0;
}
void A_DReA_D(void)
{
int A_DV0;
while(EOC==0);
OE=1;
A_DV0=P1;
OE=0;
Height=A_DV0; //计算A_D转换值
A_DV[0]=Height%10; //逐位分离液位值
A_DV[1]=(Height%100)/10;
A_DV[2]=(Height%1000)/100;
A_DV[3]=0;
}
void LED(unsigned char A_DV[]) //LED显示子程序
{
int i,k;
char a[10]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};
//数字零到数字九的共阳极显示时的七段码
char b[10]={0x40,0x79,0x24,0x30,0x19,0x12,0x02,0x78,0x00,0x10};
for(i=0;i<1000;i++)
//设定循环次数,使这四位数循环快速显示,实现长时间的动态显示
{
k=A_DV[3];
L1=1;
L2=1;
A=a[k];
P0=A;
//显示第3位
k=A_DV[0];
L1=0;
L2=1;
A=b[k];
P0=A;
//显示第2位
k=A_DV[1];
L1=1;
L2=0;
A=a[k];
P0=A;
//显示第1位
k=A_DV[2];
L1=0;
L2=0;
A=a[k];
P0=A;
}
}
bit Bjj(int Height,unsigned Hmax,Hmin) //数值比较函数
{ if(Height>Hmax||Height<Hmin)
BU=1;
else BU=0; //p2.5接的是蜂鸣器,到有高电平时,蜂鸣器就会响起
return 1;
}
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