水位控制报警器的研究与设计水位控制报警器毕业论文

学号：040109106 密级： 亳州职业技术学院 毕业论文(设计) 水位控制报警器的研究与设计 姓 名 黎聪 学科专业 电子信息工程技术 研究方向 水位控制报警器的研究与设计 指导教师 王玉香 完成时间 2012年4月 毕业论文（设计）承诺书 本人郑重承诺： 1、本论文（设计）是在指导教师的指导下，查阅相关文献，进行研究，独立撰写而成的。 2、本论文（设计）中，所有实验、数据和有关材料均是真实的。 3、本论文（设计）中除引文和致谢的内容外，不包含其他人或机构已经撰写发表过的研究成果。 4、本论文（设计）如有剽窃他人研究成果的情况，一切后果自负。 毕业论文（设计）作者签名：　　　　　　　 签字日期：　　年　　月　　日 毕业论文（设计）版权使用授权书 本论文作者完全了解亳州职业技术学院有关保留、使用论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权亳州职业技术学院可以将论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编论文。 论文作者签名：　　　　　　　　　 指导教师签名： 签字日期：　　　年　月　日　　　 签字日期： 　 年　月　日 亳州职业技术学院毕业论文（设计） 开 报 告 书 开题时间：2012/4 学生姓名 黎聪 专业班级 09电子信息工程技术 指导教师 王玉香 课题名称 水位控制报警器的研究与设计 课题来源 教师命题 1． 课题研究的意义 及现状分析： 随着计算机技术和现代通信技术的迅速发展，水位报警器已经从普通型发展到智能化，而且水位报警计的功能日益趋向于完善，然而水位报警计的许多相关理论与技术仍在不断发展。本次设计的就是针对锅炉水位报警器研究的一个课题。 因锅炉里的水在高温时汽化供暖，水和汽的损耗较大，要不断地补充水，使锅炉里的水位保持一定的高度，水位过低，锅炉就有爆炸的危险。为了随时了解锅炉内的水位，在锅炉上都装有水位计，水位计和锅炉构成一个连通器。常用的有玻璃液位计、压强液位计、浮标液位计、电容液位计及电阻液位计等。在高温和高压下，也可采用同位素液位计。 水位计产品多种多样，其中以玻璃管液位计和玻璃板液位计使用的最多，玻璃管液位计又因材质的不同分为普通玻璃管液位计和石英玻璃管液位计，二者是有区别的。 本人之选题《水位控制报警器的研究与设计》，具有如下目的意义：①通过查阅资料可以了解当前行业前沿的水位报警计技术及产品发展状况。②培养自己将所学的知识与现实相联系的能力。③水位报警计，它的作用是观测和控制容器内的介质多少量，通过液面的高度来掌握体积的多少，从而达到防止超装和掌握存液数量的目的。④对水位报警计研究，有利于满足人们日益增长的物质需求，通过将科学技术应用到水位控制上从而使得人们真正体会到科技的发展给自己的现实生活所带来的方便和舒适。 2． 课题拟采用的和具体步骤： 本课题方案为：本设计主要解决传感器的选择、硬件电路的设计和软件程序的设计。 拟采用的技术步骤：1为了随时了解锅炉内的水位，在锅炉上都装有水位计，水位计和锅炉构成一个连通器； 2其所能达到的技术指标为①可以对水罐水位信息进行采集。②通过单片机控制，使水罐水位维持在正常的范围内。③具有键盘显示功能。④具有报警功能当水位超过上限或下限时，能及时报警。⑤对水位进行控制的功能。⑥对整个电路有一个专门提供电源的基准电压回路。⑦对电源进行监控的电源监控器件。 3． 课题及进度安排： 01~02周：通过查阅资料了解单片机的应用情况，了解单片机的作用和工作原理。掌握相关知识，为毕业设计打下基础，并写出开题报告。 03~04周：确定中新思路，构思论文结构。 05~06周：毕业实习，每天写实习日志，实习结束后写出实习报告。 07~08周：上网查资料并让指导老师帮我修改内容。 09周：撰写毕业设计说明书（毕业论文）。 10周：打印装订说明书。 11周：准备毕业答辩。 12周：毕业答辩。 4、参考文献 [1] 王家帧，王俊杰． 传感器与变送器．北京：清华大学出版社． 1996 [2] 王俊杰． 检测技术与仪表．武汉：武汉理工大学出版社． 2008 [3] 张国忠，赵家贵． 检测技术．北京：中国计量出版社． 1998 [4] 胡健，刘玉斌． 单片机与接口技术．北京：机械工业出版社． 2005 [5] 张永枫． 单片机应用实训教程．西安：西安电子科技大学出版社． 2005 [6] 蔡朝洋单片机控制实习与专题制作．北京：北京航空航天大学出版社．2006 [7] 牛意光． 单片机原理． 北京:电子工业出版社． 2009 [8] 华成英，童诗白． 模拟电子技术基础． 北京：高等教育出版社． 2006 [9] 蒋志海． 单片机原理及应用．北京：电子工业出版社． 2005 [10] 谢维成，杨加国． 单片机原理与应用及C51程序设计．北京：清华大学出版社． 2006 [11] 求是科技． 单片机典型外围器件及应用实例．北京：人民邮电出版社． 2006 [12] 李光飞． 单片机课程设计实例指导．北京：北京航空航天大学出版社． 2005 [13] 蔡菲娜． 单片微型计算机原理和应用．杭州：杭州大学出版社． 1995 [14] 王建校，杨建国． 51系列单片机及C51程序设计．北京：科学出版社． 2002 目 录 摘要……………………………………………………………………………………1 关键词…………………………………………………………………………………1 1 1 引言 1 1.1 选题的目的意义 1 1.2 应解决的主要问题 2 1.3 国内外发展现状 1 2 设计方案的确定 1 3 硬件设计 1 3.1 传感器的选择 1 3.1.1 传感器的概述 2 3.1.2 传感器类别的选择 4 3.1.3 传感器型号的选择 5 3.2 A/D转换器的选择 5 3.2.1 A/D转换器的主要技术指标 6 3.2.2 A/D转换器的类别的选择 8 3.2.3 A/D转换器型号的选择 11 3.3 单片机选择 11 3.3.1 单片机的简介 12 3.3.2 8051芯片引脚 15 3.3.3 存储器 16 3.4 复位电路和时钟电路的设计 16 3.4.1 复位电路设计 18 3.4.2 时钟电路选择 19 3.5 报警电路设计 20 3.6 控制电路的设计 20 3.7 键盘显示电路设计 20 3.7.1 键盘电路简介 22 3.7.2 键盘电路的分类 22 3.7.3 8155的结构与引脚 23 3.7.4 矩阵式键盘电路简介 24 3.8 显示电路设计 24 3.8.1 显示器件的选择 25 3.8.2 驱动芯片的选择 26 3.8.3 MC14499芯片简介 27 3.8.4 LED驱动芯片MC14499 29 3.9 集成稳压器电路 29 3.9.1 集成稳压器电路简介 29 3.9.2 W7805芯片简介 30 3.10 电源监控器件 1 4 软件设计 1 4.1 程序模块 1 4.2 程序流程图 1 4.2.1 主程序流程图 2 4.2.2 A/D0809转换程序流程 3 4.2.3 键盘扫描子程序 5 4.2.4 键盘显示子程序的设计 1 总结 1 参考文献 1 致 谢 1 附录A 水位控制报警器的研究与设计 亳州职业技术学院 黎聪 【摘要】随着计算机技术和现代通信技术的迅速发展，水位报警计已经从普通型发展到智能化，而且水位报警计的功能日益趋向于完善，然而水位制报警器的许多相关理论与技术仍在不断发展。本次设计的就是针对锅炉水位控制报警器研究的一个课题。 【关键词】单片机设计; 传感器与变送器; 51系列单片机及C51程序设计; 检测技术 1 引言 1.1 选题的目的意义 因锅炉里的水在高温时汽化供暖，水和汽的损耗较大，要不断地补充水，使锅炉里的水位保持一定的高度，水位过低，锅炉就有爆炸的危险。为了随时了解锅炉内的水位，在锅炉上都装有水位计，水位计和锅炉构成一个连通器。常用的有玻璃液位计、压强液位计、浮标液位计、电容液位计及电阻液位计等。在高温和高压下，也可采用同位素液位计。 水位计产品多种多样，其中以玻璃管液位计和玻璃板液位计使用的最多，玻璃管液位计又因材质的不同分为普通玻璃管液位计和石英玻璃管液位计，二者是有区别的。 本人之选题《水位控制报警器的研究与设计》，具有如下目的意义：①通过查阅资料可以了解当前行业前沿的水位报警计技术及产品发展状况。②培养自己将所学的知识与现实相联系的能力。③水位报警计，它的作用是观测和控制容器内的介质多少量，通过液面的高度来掌握体积的多少，从而达到防止超装和掌握存液数量的目的。④对水位报警计研究，有利于满足人们日益增长的物质需求，通过将科学技术应用到水位控制上从而使得人们真正体会到科技的发展给自己的现实生活所带来的方便和舒适。 1.2 应解决的主要问题 本设计主要解决传感器的选择、硬件电路的设计和软件程序的设计。其所能达到的技术指标为①可以对水罐水位信息进行采集。②通过单片机控制，使水罐水位维持在正常的范围内。③具有键盘显示功能。④具有报警功能当水位超过上限或下限时，能及时报警。⑤对水位进行控制的功能。⑥对整个电路有一个专门提供电源的基准电压回路。⑦对电源进行监控的电源监控器件。 1.3 国内外发展现状 2009-2010年中国容器液位报警计产业专题调查分析报告中指出《中国容器液位报警计市场分析报告》立足于容器液位报警计市场发展现状分析，通过对容器液位报警计行业环境、容器液位报警计产业链、容器液位报警计市场供需、容器液位报警计价格、容器液位报警计生产企业的详尽分析，以使企业和投资者达到对容器液位报警计产品市场发展现状的全面、深入掌握；同时为使企业和投资者把握容器液位报警计未来的市场发展趋势，单位还对容器液位报警计行业未来发展趋势和市场前景进行科学、严谨的分析与预测；另外在投资分析部分，针对企业投资决策依据进行了重点分析，并综合给出投资建议。 目前国内外液位计的种类很多，有雷达液位计、磁性浮子液位计、石英管液位计、智能雷达液位计、彩色石英管液位计和超声波液位计等等。而生产液位计的公司有美国罗斯蒙特ROSEMOUNT、德国E+H、日本横河YOKOGAWA、德国西门子SIEMENS、瑞士ABB、德国VEGA 。这些只是常用而较热门的品牌。 2 总体设计方案的确定 数据采集系统主要是指这样的系统，它具有将模拟量（例如 温度、压力、位移、语音、图像等）变为数字量，然后经计算机进行适当的处理后，再配以显示、记录等功能。典型的数据采集系统框图如图2.1所示，图中各单元的功能如下： SHAPE \* MERGEFORMAT 2.1 典型的数据采集系统框图 被测物理量：主要是指非电的物理量，例如工业控制中的温度、压力、流量、水位等。 传感器：将输入的物理量转换成相应的电信号输出，实现非电量到电量的变换。传感器的精度直接影响到整个系统的性能，所以是系统中一个重要的部件。 放大，整形，滤波：传感器的输出信号一般不适合直接去转换数字量，通常要进行放大，特性补偿，滤波等环节的预处理来完成。 A/D转换器：实现将模拟量转换成数字量，常用的是并行比较型、逐次逼近式、积分式等。 单片机：目前的数据采集系统功能和性能日趋完善，因此主控部分一般都采用单片机。 显示设备：常用的显示器有发光二极管、7段数码管等。 控制设备：一般有按键控制，具有设定，确定等功能。 报警设备：当所测的信号超出了设定值，应该通知工作人员进行处理的设备，一般有声光报警等。 综上所述，设计数据采集系统时在硬件方面的工作主要是根据系统要求，合理选好个单元器件及互相连接，以及完成输入、输出的设计。而数据采集系统的软件设计是根据系统要实现的功能，经接口对各个部分进行控制；对模拟多路输入通道的选择以保证选择正确的通道；在正确的时刻取样和保持以使ADC能正确完成转换；对输入的数字信息进行运算处理以及显示、记录和传输，对信息格式可能还要做变换工作，这些基本上都是通过编程来实现。 基于上述的考虑本设计的整体思路如下:以MCS-51系列单片机为核心开始设计，选用合适的液位传感器对水罐中的液位参数进行报警把检测到的模拟信号转换成电信号。本次设计采用的是变送器，它可以直接把液位信号转化成的电信号，而不需要放大、整形、滤波等。对该电信号通过模数转换把模拟信号转换成数字信号。模数转换器A/D与单片机相连，由I/O端口输入到单片机，由单片机对其进行监测和控制。在控制电路的控制下，最后经过输出端口单片机与显示电路相连通过所编的程序完成显示功能。 设计方法从整体上把它分成两块： 第一块为硬件电路的设计，对传感器的选型，A/D转换器，接口芯片的选型。为显示的驱动电路、数码管的选型。 第二块为软件的设计，采用汇编语言编程，这里面包含定时对检测电路数据采集，输出信号驱动数码管显示等。 3 硬件设计 硬件设计大体可以分为5步：①用传感器将非电量信号转换成电量信号，而在设计中选用什么类型的传感器，从经济性，可靠性和准确性的方面考虑。②用模/数转换器将模拟信号转换成数字信号，然后传送到单片机里。③是控制电路的设计，即键盘、按钮等对水位报警系统的控制。④显示、监控电路的设计。⑤对电压基准电路和电源监控电路的设计。 硬件系统的设计框图如图3.1所示。 SHAPE \* MERGEFORMAT 3.1 硬件系统的设计框图 3.1 传感器的选择 3.1.1 传感器的概述 传感器是一种能将与待报警的能量形式，转化成另一种可供处理查询的能量形式的装置。信号处理电路用于处理信息，而输出器件是一种利用已处理过的信号的装置、显示或动作。 传感器不但对被测信号敏感，而且具有把它对被测变量的响应送出去的功能。也就是说，传感器不是一般的敏感元件，它的输出响应还必须易于传送的物理量。例如弹性膜盒的输出响应是形变，是微小的几何量（位移）不便于远距离传送。如果把膜盒中心的位移转变为电容极板的间隙变化，就称为输出响应是电容量的压力传感器。倘若，再通过适当的电路使电容量的大小为振荡频率的高低，就演变成输出响应是频率值的压力传感器。某些敏感元件的输出响应本来就能够传送到别处报警，例如，铂电阻应变电阻的阻值，热电偶的电动势等，把这些敏感元件称为传感器也未尝不可。 由于电信号便于远距离传送，所以绝大多数传感器的输出是电量的形式，如电压、电流、电阻、电感、电容、频率等。也有利用压缩空气的压力大小传送信息的这种方法在抗电磁干扰和防报安全方面比电传送要优越，但气源和线路上的投资较大，而且传送速度较低。近年来利用光纤传送信号信息的传感器正在发展，其抗干扰、防爆、快速性都有突出的优点。总之，传感器的输出物理量不拘一格，其数值范围也没有一定的范围限制。 3.1.2 传感器类别的选择 常用于报警液位的液位计有连通器式、吹泡式、差压式、电容式等，报警物位的有超声波物位计和放射性物位计等。其报警原理和特点如下： ①连通器式就是应用最普通的玻璃液位计，它的特点是结构简单、价廉、直观，适于现场使用，但易破损，内表面沾污，造成读数困难，不便于远传和调节。 ②浮力式液位计包括恒浮力式和变浮力式两类。1）恒浮力式液位计。恒浮力式液位计是依靠浮标或浮子浮在液体中随液面变化而升降，它的特点是结构简单、价格较低，适于各种贮罐的报警；2）变浮力式液位计。变浮力式亦称沉筒式液位计，当液面不同时，沉筒浸泡于液体内的体积不同，因而所受浮力不同而产生位移，通过机械传动转换为角位移来报警液位。此类仪表能实现远传和自动调节。 ③吹泡式液位计是应用静压原理报警敞口容器液位。压缩空气经过过滤减压阀后，再经定值器输出一定的压力，经节流元件后分两路：1）一路进到安装在容器内的导管，由容器底部吹出；2）另一路进入压力计进行指示。当液位最低时，气泡吹出没有阻力，背压力零，压力计指零；当液位增高时，气泡吹出要克服液柱的静压力，背压增加，压力指示增大。因此，背压即压力计指示的压力大小，就反映了液面的高低。吹泡式液位计结构简单、价廉，适用于报警具有腐蚀性、粘度大和含有悬浮颗粒的敞口容器的液位，但精度较低。 ④差压式液位计有气相和液相两个取压口。气相取压点处压力为设备内气相压力；液相取压点处压力除受气相压力作用外，还受液柱静压力的作用，液相和气相压力之差，就是液柱所产生的静压力。这类仪表包括气动、电动差压变送器及法兰式液位变送器，安装方便，容易实现远传和自动调节，工业上应用较多。 ⑤电容式液位计是采用报警电容的变化来报警液面的高低的。它是一根金属棒插入盛液容器内，金属棒作为电容的一个极，容器壁作为电容的另一极。两电极间的介质即为液体及其上面的气体。由于液体的介电常数ε1和液面上的介电常数ε2不同，比如：ε1>ε2，则当液位升高时，两电极间总的介电常数值随之加大因而电容量增大。反之当液位下降，ε值减小，电容量也减小。所以，可通过两电极间的电容量的变化来报警液位的高低。电容液位计的灵敏度主要取决于两种介电常数的差值，而且，只有ε1和ε2的恒定才能保证液位报警准确，因被测介质具有导电性，所以金属棒电极都有绝缘层覆盖。电容液位计体积小，容易实现远传和调节，适用于具有腐蚀性和高压的介质的液位报警。 接下来来分析一下本设计到底用哪一种液位传感器更为合适，首先，应该明确一下，本设计是水位报警计，因此有很多种，如石油、化工、环保和水利等。本次所选的是一个大型水罐，但类似于水塔。根据下面的信息来确定应该用何种传感器。 ①连通式传感器，俗称直读液位计，由于它易于破损，不便于远传和调节。所以它不适合用在大型水罐上；②浮力式液位计，价格较低，简单易于操作，可用来远传和调节。适合用在大型水罐上；③吹泡式液位计简单价廉，但精度较低，不适合用在大型水罐上；④差压是液位计，主要用表报警粘稠、有沉淀、有腐蚀或易冻结的液体，一般不会用在大型水罐上；⑤电容液位计体积小，容易实现远传和调节，适用于具有高腐蚀性和高压液位报警，因此不适合用在大型水罐上； 从上面分析中，可以看出浮子式液位计和应变式传感器都适合作为大型水罐的液位传感器。在本设计中选择应变式液位计作为液位传感器。 3.1.3 传感器型号的选择 在本次设计中，准备选用液位传感器为JBY系列L形普通投入式液位变送器。 作为此次设计所使用的传感器。 简介： 投入式静压式液位变送器是基于所测液体静压与该液体的高度成比例的原理，采用外国先进的隔离型扩散硅敏感元件，利用压阻效应，将静压转换为电信号，再经过温度补偿和线性修正，转化成标准电信号（一般为4～20mA）。JYB系列L形普通投入式液位变送器适用于石油、化工、冶金、电力、制药、环保等行邪恶各种介质的液位报警。精巧的结构，简单的调校和灵活的安装方式为用户轻松地使用提供了方便。4～20mA、0～5V、0～10mA等标准信号输出方式由用户根据需要任选。 用途与特点： 可广泛用于水厂、污水处理厂、城市供水、高楼水池、水井、矿井、工业水池、水罐、水文地质、水库、河道、海洋等场所、抗过载能力强、防浪涌电压，抗腐蚀性能优良，具有过压过流保护，反向极性保护，稳定性高，抗干扰能力强，实用性强，安装简便。 主要性能指标如表3.2所示： 表3.2: 量程/m 0～100内各量程，最小量程0.5 迟滞性与可重复性/%FS ≤ 0.1 长期稳定性/（%FS/年） ≤ 0.1 介质温度/℃ -20～+70 热力零点漂移/（%FS/℃） ≤ 0.03 环境温度/℃ -10～+60 相应时间/ms ﹤30 供电电压/V DC ＞100，12～32（通常24） 最大工作压力 2倍量程 输出信号 电流输出型≤600 电压输出型≥3000 电气连接 电缆连接 外部零件的材料 普通不锈钢/316不锈钢 负载特性/ 0～10mA/4～20 mA 0～5VDC/1～5VDC 壳体材料 普通不锈钢/316不锈钢/铸铝外壳 报警介质 油，水，气体及其他与316不锈钢兼容介质 绝缘电阻/M ﹥100 准确度/%FS A级： 0.25 B级： 0.5 防护等级 IP68 非线性/%FS ﹤ 0.2 本质安全防爆 ExiaⅡ 生产厂家： 北京昆仑海岸传感技术中心 3.2 A/D转换器的选择 3.2.1 A/D转换器的主要技术指标 A/D转换器的作用是把模拟量转化成数字量，以便于计算机进行处理。 随着超大规模集成电路技术的飞速发展，A/D转换器的新设计思想和制造技术层出不穷。为满足各种不同的检测及控制任务的需要，大量结构不同，性能不同的A/D转换芯片应运而生。 ①转换精度 单片集成A/D转换器的转换精度是用分辨率和转换误差来描述的。 1）分辨率：它说明A/D转换器对输入信号的分辨能力。 A/D转换器的分辨率以输出二进制（或十进制）数的位数表示。从理论上讲，n位输出的A/D转换器能区分 个不同等级的输入模拟电压，能区分输入电压的最小值为满量程输入的1/ 。在最大输入电压一定时，输出位数越多，量化单位越小，分辨率越高。例如A/D转换器输出8位二进制数，输入信号最大值为5V，那么这个转换器应能区分输入信号的最小电压为19.53mV。 2）转换误差：表示A/D转换器是输出的数字量和理论上的输出数字量之间的差别。常用最低有效位的倍数表示。例如给出相对误差 EMBED Equation.DSMT4 LSB/2，这就表明实际输出的数字量和理论上应得到的输出数字量之间的误差小于最低位的半个字。 ②转换时间 转换时间指A/D转换器从转换控制信号到来开始，到输出端得到稳定的数字信号所经过的时间。 不同类型的转换器转换速度相差甚远。其中并行比较A/D转换器转换速度最高，8位二进制输出的单片集成A/D转换器时间可达50ms以内。逐次比较型A/D转换器次之，转换速度较慢，一般在10 s～50 s之间，也有达几百纳秒的。双积分型A/D转换器的转换时间大都在几十毫秒至几百毫秒之间。在实际应用中，应根据系统数据总位数、精度要求、输入模拟信号的范围及输入信号极性等方面综合考虑选用何种A/D转换器。 3.2.2 A/D转换器的类别的选择 常用的A/D转换器可分为并行比较型、逐次比较型和双积分型等几种。 ①并行比较型A/D转换器 并行A/D转换器具有如下特点。 1） 由于转换是并行的，其转换时间只受比较器，触发器和编码电路延迟时间的限制，因此转换精度较快。 使用这种含有寄存器的并行A/D转换电路时，可以不用附加取样-保持电路，因为比较器和寄存器这两部分兼有取样-保持功能。 随着分辨率的提高，元件数目要按几何级数增加，一个n位转换器，所用的比较器个数为 -1，如8位的并行A/D转换器需要 -1=255个比较器。位数越多，电路越复杂，因此要得到分辨率较高的集成并行A/D转换器，需要很复杂的电路，这也是并行A/D转换器最大的缺点。 ②逐次比较型A/D转换器 逐次比较型A/D转换器的转换过程与用天平称物体质量的过程非常相似。逐次比较型A/D转换器的工作原理就是将输入的模拟信号与不同的参考电压做多次比较，使转换所得的数字量在数值上主次逼近输入模拟量的对应值。 逐次比较型A/D转换器完成一次转换所需要的时间与其位数和时钟脉冲频率有关，位数越少，时钟频率越高，转换时间就越短。这种A/D转换器具有转换速度快、精度高的特点。 常用的集成逐次比较型A/D转换器有ADC0808/0809系列（8）位、ADC0804(8位)和AD7810（10位）等。 ③双积分型A/D转换器 双积分型A/D转换器是一种间接A/D转换器。它的基本原理是，对输入模拟电压和参考电压分别进行两次积分，将输入电压平均值转换成与之成正比的时间间隔，然后利用时钟脉冲和计数器测出此时间间隔，进而得到相应的数字量输出。由于该转换电路是对输入电压的平均值进行转换，所以它具有很强的抗工频干扰能力，在报警中得到广泛应用。 由于双积分A/D转换器在T1时间内采用的是输入电压的平均值，因此具有很强的抗工频干扰能力。从理论上来说，尤其对周期等于T1或几分之一T1的对称干扰（所谓对称干扰是指整个周期内平均值为零的干扰），有无穷大的抑制能力。即使在工频干扰幅度大于被测直流信号，使输入信号正负变化时，仍有良好的抑制能力。在工业系统中经常碰到的是工频（50Hz）或工频的倍频干扰，故通常选定采样时间T1总是等于工频电源周期的倍数，如20ms或40ms等。另一方面，由于在转换过程中，前后两次积分所采用的是同一积分器，因此，在两次积分期间（一般在几十至数百毫秒之间），R、C和脉冲源等元件参数的变化对转换精度的影响均可以忽略。 常用的A/D转换器可分为并行比较型、逐次比较型和双积分型等几种，不同类型的转换器转换速度相差甚远。其中并行比较A/D转换器转换速度最高，8位二进制输出的单片集成A/D转换器时间可达50ms以内。逐次比较型A/D转换器次之，转换速度较慢，一般在10 s～50 s之间，也有达几百纳秒的。双积分型A/D转换器的转换时间大都在几十毫秒至几百毫秒之间。而且双积分型A/D转换器很强的抗工频干扰能力，再从经济性方面综合考虑，逐次比较型是最适合应用在设计中的A/D转换器。 3.2.3 A/D转换器型号的选择 本设计采用A/D转换器ADC0809。 ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式A／D转换器，由于输出级有8位三态输出锁存器，因而0809的数据输出端可以直接与单片机的数据总线连接。 ADC0809芯片有28条引脚，采用双列直插式封装，如图3.2所示。 图3.2 ADC0809引脚图 ADC0809各引脚功能如下： IN7～IN0:8路模拟量输入端，即内部8选1多路开关的输入端。 D7～D0:A/D转换输出端，输出信号与TTL电平兼容，可直接至微型计算机数据总线。 ADDA、ADDB、ADDC为多路地址选择端，用于切换A/D通道，其取值与A/D转换通道的对应关系如3.4表所示。 ADC0809的ADDA、ADDB、ADDC与A/D转换通道的对应关系 表3.4： 多路开关地址线 被选中的输入通道 对应通道的入口地址 ADDC ADDB ADDA 0 0 0 IN0 00 0 0 1 IN1 01 0 1 0 IN2 02 0 1 1 IN3 03 1 0 0 IN4 04 1 0 1 IN5 05 1 1 0 IN6 06 1 1 1 IN7 07 ALE：地址锁存信号输入线。ADC0809完成一次A/D转换的典型时间为120 S，为保证转换结果正确，转换期间要保证不进行通道切换，ALE信号下降沿将启动A/D时的ADDA、ADDB、ADDC信号锁存入芯片内部地址锁存器。 START：启动转换信号输入引脚，其上升沿清除上一次A/D转换结果，其下降沿用以启动内部控制逻辑，是A/D转换器开始工作。 EOC：转换结束信号输出引脚，其上升沿表示A/D转换已经结束，可以读取结果。 OE:输出允许控制端，高电平有效。信号有效时，转换结果送到D0～D7数据线上。 CLOCK：转换器时钟信号输入端。它的频率决定了A/D转换器的转换速度。但该频率不得高于640kHz,其对应的转换时间为100 S。 和 ：ADC0809内部A/D转换时的参考电压输入引脚。 不能为负值， 不能超过 ，且应满足如下关系： /2- /2 和GND：ADC0809的电源引脚，它采用+5V电源供电。 主要特性： ①8路8位A／D转换器，即分辨率8位。 ②具有转换起停控制端。 ③转换时间为100μs。 ④单个＋5V电源供电。 ⑤模拟输入电压范围0～＋5V，不需零点和满刻度校准。 ⑥工作温度范围为-40～＋85摄氏度。 ⑦低功耗，约15mW。 在本设计中使用到74LS373。74LS373是一种带有三态门的8D锁存器，其引脚如图3.3所示。 图3.3 锁存器74LS373的引脚 其引脚的功能如下： D7～D0：8位数据输入线 Q7～Q0：8位数据输出线 G：数据输入锁存选通信号，高电平有效。当该信号为高电平的时候，外部数据选通到内部锁存器，负跳变时，数据锁存到锁存器中。 ：数据输出允许信号，低电平有效。当该信号为低电平的时候，三态门打开，锁存器中数据输出到数据输出线。当该信号为高电平的时候，输出线为高阻态。 74LS373的功能表如表3.5所示。 表3.5： G D Q 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 × 不变 1 × × 高阻态 ADC0809的工作过程是：首先输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动 A/D转换，之后EOC输出信号变低，指示转换正在进行。直到A/D转换完成，EOC变为高电平，指示A/D转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当OE输入高电平时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上. ADC0809转换是采用逐次比较的方法完成A/D转换的，由单一的+5V供电，片内带有锁存功能的8路选一的模拟开关，由A，B，C引脚的编码来确定所选通道。0809完成一次转换需要100us左右，输出具有TTL三态锁存缓冲器，可直接连到MCS-51的数据总线上，通过适当的外接电路，0809可对0-5V的模拟信号进行转换。 如上所说，ADC0809与单片机的接口电路如图3.4所示。 图3.4 ADC0809与单片机的接口电路 3.3 单片机选择 3.3.1 单片机的简介 　 单片机就是在一块半导体硅片上集成了微处理器（CPU），存储器和各种输入，输出接口，这样一块集成电路芯片具有一台计算机的属性，因而被称为单片机微型机算机，简称单片机。 MCS是Intel公司生产的单片机的系列符号，例如Intel公司的MCS-48、MCS-51、MCCS-96系列单片机。MCS-51系列单片机包括三个基本型8031，8051，8751。 MCS-51由如下几个功能部件组成：①微处理器②数据存储器③程序存储器④4个8位并行I/O口⑤一个串行口⑥2个16位定时器/计数器⑦中断系统⑧特殊功能寄存器。MCS-51单片机的硬件结构具有功能部件种类全，功能强等特点，特别值得一提的是MCS-51CPU中的位处理器，它实际上是一个完整的1位微机算机。这个1位计算机有自己的CPU，位寄存器，I/O口和指令集。1位机在开关决策，逻辑电路仿真，工业控制方面非常有效：而8位机在数据采集，运算处理方面有明显的长处。MCS-51单片机中8位机和1位机的硬件资源复合在一起，二者相辅相成，它是计算机的技术上的一个突破，本设计采用8051单片机。 MCS-51的内部结构如图3.5所示。 SHAPE \* MERGEFORMAT 图3.5 MCS-51内部结构框图 3.3.2 8051芯片引脚 8051是标准的40引脚双列直插式集成电路芯片，引脚图如图3.6所示： 图3.6 8051引脚图 其引脚功能如下： P0.0～P0.7 P0口8位双向口线（在引脚的39～32号端子）。 P1.0～P1.7 P1口8位双向口线（在引脚的1～8号端子）。 P2.0～P2.7 P2口8位双向口线（在引脚的21～28号端子）。 P3.0～P3.7 P2口8位双向口线（在引脚的10～17号端子）。 P0口有三个功能： 1）外部扩展存储器时，当做数据总线（如图1中的D0～D7为数据总线接口） 2）外部扩展存储器时，当作地址总线（如图1中的A0～A7为地址总线接口） 3）不扩展时，可做一般的I/O使用，但内部无上拉电阻，作为输入或输出时应在外部接上拉电阻。 P1口只做I/O口使用：其内部有上拉电阻。 P2口有两个功能：①扩展外部存储器时，当作地址总线使用②做一般I/O口使用，其内部有上拉电阻； 1)ALE/PROG 地址锁存控制信号 在系统扩展时，ALE用于控制把P0口的输出低8位地址送锁存器锁存起来，以实现低位地址和数据的隔离。8051扩展 EEPROM电路，ALE与74LS373锁存器的G相连接，当CPU对外部进行存取时，用以锁住地址的低位地址，即P0口输出。ALE有可能是高电平也有可能是低电平，当ALE是高电平时，允许地址锁存信号，当访问外部存储器时，ALE信号负跳变（即由正变负）将P0口上低8位地址信号送入锁存器。当ALE是低电平时，P0口上的内容和锁存器输出一致。 在没有访问外部存储器期间，ALE以1/6振荡周期频率输出（即6分频），当访问外部存储器以1/12振荡周期输出（12分频）。从这里可以看到，当系统没有进行扩展时ALE会以1/6振荡周期的固定频率输出，因此可以做为外部时钟，或者外部定时脉冲使用。 2)PORG为编程脉冲的输入端 在单片机的内部结构及其组成中，8051单片机内部有一个4KB或8KB的程序存储器（ROM），ROM的作用就是用来存放用户需要执行的程序的，实际上是通过编程脉冲输入才能写进去的，这个脉冲的输入端口就是PROG。 3)PSEN 外部程序存储器读选通信号 在读外部ROM时PSEN低电平有效，以实现外部ROM单元的读操作。 内部ROM读取时，PSEN不动作； 外部ROM读取时，在每个机器周期会动作两次； 外部RAM读取时，两个PSEN脉冲被跳过不会输出； 外接ROM时，与ROM的OE脚相接。 4)EA/VPP 访问和序存储器控制信号 接高电平时： CPU读取内部程序存储器（ROM） 。扩展外部ROM：当读取内部程序存储器超过0FFFH（8051）1FFFH（8052）时自动读取外部ROM。 接低电平时：CPU读取外部程序存储器（ROM）。8031单片机内部是没有ROM的，那么在应用8031单片机时，这个脚是一直接低电平的。 5)RST 复位信号 当输入的信号连续2个机器周期以上高电平时即为有效，用以完成单片机的复位初始化操作，当复位后程序计数器PC=0000H，即复位后将从程序存储器的0000H单元读取第一条指令码。 6)XTAL1和XTAL2 外接晶振引脚。当使用芯片内部时钟时，此二引脚用于外接石英晶体和微调电容；当使用外部时钟时，用于接外部时钟脉冲信号。 7)VCC：电源+5V输入 8)VSS：GND接地。 3.3.3 存储器 MCS-51单片机在物理结构上有四个存储空间：①片内程序存储器。②片外程序存储器。③片内数据存储器。④片外数据存储器。但在逻辑上，即从用户的角度上，8051单片机有三个存储空间：①片内外统一编址的64K的程序存储器地址空间(MOVC)。②256B的片内数据存储器的地址空间(MOV)。③以及64K片外数据存储器的地址空间(MOVX)。在访问三个不同的逻辑空间时，应采用不同形式的指令,以产生不同的存储器空间的选通信号。 8051单片机存储器的空间结构图如图3.7所示。 图3.7 8051单片机存储器的空间结构图 ①程序存储器 它是用于存放用户程序。数据和表格等信息。对于内部无ROM的8031单片机，它的程序存储器必须外接，空间地址为64kB,此时单片机的端必须接地。强制CPU从外部程序存储器读取程序。对于内部有ROM的8051等单片机，正常运行时，则需接高电平，使CPU先从内部的一个微处理器能够聪明地执行某种任务，除了它们强大的硬件外，还需要它们运行的软件，其实微处理器并不聪明，它们只是完全按照人们预先编写的程序而执行之。那么设计人员编写的程序就存放在微处理器的程序存储器中，俗称只读程序存储器(ROM)。程序相当于给微处理器处理问题的一系列命令。其实程序和数据一样，都是由机器码组成的代码串。只是程序代码则存放于程序存储器中。 MCS-51具有64kB程序存储器寻址空间，程序存储中读取程序，当PC值超过内部ROM的容量时，才会转向外部的程序存储器读取程序。 当 =1时，程序从片内ROM开始执行，当PC值超过片内ROM容量时会自动转向外部ROM空间。 当 =0时，程序从外部存储器开始执行，例如前面提到的片内无ROM的8031单片机，在实际应用中就要把8031的引脚接为低电平。 ②数据存储器 数据存储器也称为随机存取数据存储器。数据存储器分为内部数据存储和外部数据存储。MCS-51内部RAM有128或256个字节的用户数据存储(不同的型号有分别),片外最多可扩展64KB的RAM,构成两个地址空间，访问片内RAM用“MOV”指令，访问片外RAM用“MOVX”指令。它们是用于存放执行的中间结果和过程数据的。MCS-51的数据存储器均可读写，部分单元还可以位寻址。 8051单片机片内RAM共有256个单元(00H-FFH),这256个单元共分为两部分。其一是地址从00H—7FH单元(共128个字节)为用户数据RAM。从80H—FFH地址单元(也是128个字节)为特殊寄存器(SFR)单元。 3.4 复位电路和时钟电路的设计 3.4.1 复位电路设计 MCS-51的复位是由外部的复位电路来实现的。 当MCS-5l系列单片机的复位引脚RST(全称RESET)出现2个机器周期以上的高电平时，单片机就执行复位操作。如果RST持续为高电平，单片机就处于循环复位状态。复位是单片机的初始化操作。单片机启运运行时，都需要先复位，其作用是使CPU和系统中其他部件处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。因而，复位是一个很重要的操作方式。但单片机本身是不能自动进行复位的，必须配合相应的外部电路才能实现。 复位电路通常采用上电自动复位和按钮复位两种形式。 ①上电自动复位 上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的。MCS-51单片机的上电自动复位电路如图3.8所示，在时钟电路工作后，在RST端连续给出两个机器周期的高电平就可完成复位操作。图中给出了复位电路参数。 图3.8 MCS-51单片机的上电自动复位电路 ②上电加按键手动复位 MCS-51单片机的上电加按键手动复位电路如图3.9所示。当复位按键按下后，复位端通过51 的小电阻与+5V电源接通，电容迅速放电，使RST引脚为高电平；当复位按键弹起后，+5V电源通过2k 电阻对22 F电容重新充电，RST引脚端出现复位正脉冲。其持续时间取决于RC电路的时间常数。 图3.9 MCS-51单片机的上电加按键手动复位 复位时，ALE和 成复位状态，即ALE= =1时，片内RAM不受复位影响。复位后，P0～P3口输出高电平且使这些双向口皆处于输入状态，并将07H写入堆栈指针SP，同时将PC和其余特殊功能寄存器清零。此时，单片机从起始地址0000H开始重新执行程序。所以，当单片机运行出错或进入死循环时，可使其复位后重新运行。 在本次设计中使用复位电路上电加按键手动复位电路。 3.4.2 时钟电路选择 MCS-51单片机各功能部件的运行都是以时钟控制信号为基准，有条不紊的一拍一拍地工作。因此，时钟频率直接影响单片机的速度，时钟电路的质量也直接影响单片机系统的稳定性，常用的时钟电路设计有两种方式，一种是内部时钟方式，另外一种为外部时钟方式。 ①内部时钟方式 利用芯片内部的振荡器，然后再引脚XTAL1和XTAL2两端跨接晶体振荡器（简称晶振），就构成了稳定的自激振荡器，发出的脉冲直接接送人内部时钟电路，外接晶振时，C1和C2的值通常选择为30pf左右；C1和C2对频率有微调作用，对外接电容的值虽然没有严格要求，但电容的大小会影响振荡器频率的高低，振荡器的稳定性和起振的快速性，晶振的频率越高，单片机的运行速度也越快。晶振或陶瓷谐振器的频率范围可在1.2～12MHZ之间选择。为了减少寄生电容，更好地保证振荡器稳定、可靠的工作，振荡器和电容应尽可能安装得与单片机引脚XTAL1和XTAL2靠近。单片机内部时钟电路如图3.10所示。 图3.10 单片机内部时钟电路 ②外部时钟方式 外部时钟方式是使用外部振荡脉冲信号，常用于多片MCS-51单片机同时工作，以便于多片单片机之间的同步，一般低于12MHz的方波。如图3.11所示。 图3.11 单片机外部时钟电路 在本设计采用的是内部时钟方式。 3.5 报警电路设计 在单片机测控系统发生故障或处于某种紧急状态时，单片机系统能发出提醒人们警觉的报警信号或者提示信号，常见的报警信号为声音报警。 蜂鸣音报警接口电路的设计只需要购买市售的压电式蜂鸣器，然后通过MCS-51的一根口线经三极管驱动蜂鸣器发声。 本设计采用蜂鸣报警装置，如图3.12所示 图3.12 蜂鸣报警电路 3.6 控制电路的设计 控制电路在这里起到非常重要的作用，在水位报警中报警到水罐中水位的高度，当水位高于警戒水位时，电动机停转，水泵停止对水罐供水；当水位低于警戒水位时，电动机起转，水泵开始对水罐供水。其电路图如图3.13所示。 3.13 控制电路电路图 3.7 键盘显示电路设计 3.7.1 键盘电路简介 单片机应用系统中，键盘扫描只是单片机的工作内容之一。单片机在忙于各种工作任务时，如何兼顾键盘的输入，取决于键盘的工作方式键盘工作方式的选取应根据实际应用系统中CPU工作的繁忙情况而定，其原则是既要保证能及时响应按键操作，又不要过多占用CPU的工作时间。 键盘是单片机应用系统中最常用的输入设备，在单片机应用系统中，操作人员一般都是通过键盘向单片机系统输入命令、地址和数据，实现简单的人机通信。 键盘实际上式一组按键开关的集合，平均按键开关总是处于断开状态，当按下键时它才闭合。当按键开关未按下时，开关处于断开状态，输出为高电平；当按键开关按下时，开关处于闭合状态，输出为低电平。通常按键开关为机械式开关，由于机械触点的弹性作用，一个按键开关在闭合时不会马上稳定地接通，断开时也不会马上断开，因而在闭合和断开的瞬间都会伴随着一串的抖动，如图所。抖动时间的长短由按键开关的机械特性决定，一般为5～10ms，这种抖动对于人来说是感觉不到的，但对于单片机来说，则是完全可以感应到的。键盘的处理主要涉及2个方面的内容： ①按键的识别 由于键位未按下，输出为高电平，键位按下，输出为低电平，因此可以通过检测输出线上的高/低来判断键位有无按下。如果检测到位高电平，说明没有按下；如果检测到为低电平，则说明该线路上的键位已按下。 ②抖动的消除 按键时，无论按下键位还是放开键位都会产生抖动，按下键位时产生的抖动成为前沿抖动，松开键位时产生的抖动成为后沿抖动。如果对抖动不作处理，必须会出现暗一次键输入多次，为确保按一次键只确认一次，必须消除按键抖动。消除按键抖动通常有两种方法：硬件消抖和软件消抖。 硬件消抖是通过在按键输出电路上加一定的硬件线路来消除抖动，一般采用R-S出发器或单稳态电路。经过图中的R-S触发器消抖后，输出端的信号就为标准的矩形波。 软件消抖是利用延时来跳过抖动过程，当判断有键按下后，先执行一段大于10ms的延时程序后再去判断按下的键位是哪一个，从而消除前沿抖动的影响。对于后沿抖动，只需在接受一个键位后，经过一定时间再去检测有无按键，这样就自然跳过后抖动时间而消除后沿抖动了，键盘处理过程往往是采用这样的方式。 3.7.2 键盘电路的分类 键盘的结构形式一般有两种：独立式键盘和矩阵式键盘。 ①独立式键盘与单片机的接口 独立式键盘就是各按键相互独立，每个按键各接一根I/O接口线，每根I/O接口线上的按键都不会影响其他的I/O接口线。因此，通过检测I/O接口线的电平状态就可以很容易地判断出哪个按键被按下了。 独立式键盘的电路配置灵活，软件简单。但每个按键要占用一根I/O接口线，在按键数量较多时，I/O接口线浪费很大。故在按键数量不多时，常采用这种形式。 ②矩阵式键盘与单片机的接口 矩阵式键盘又叫行列式键盘。用I/O接口线组成行、列结构，键位设置在行、列的交点上。例如4 4的行、列结构可组成16个键的键盘，比一个键位用一根I/O接口线的独立式键盘少了一般的I/O接口线。而且键位越多，情况越明显。因此，在按键数量较多时，往往采用矩阵式键盘。 行列式键盘适用于按键数目较多的场合，它由行线和列线组成，按键位于行列的交叉点上。很明显，在按键数目较多的场，行列式键盘与独立式键盘相比，要节省很多的I/O口线。 对于独立式键盘，由于按键的数目比较少，可根据需要灵活编码。对于行列式键盘，按键的位置有行号和列号唯一确定，所以常常采用依次排列键号的方式对键盘进行编码。 在本设计中由于按键较多，所以采用矩阵式键盘。它是采用8155并行扩展接口构成的键盘显示接口电路。下面简要介绍的8155的结构与引脚。 3.7.3 8155的结构与引脚 　　8155的内部结构如图6―12(b)所示。它含有1个256字节的RAM、1个14位定时/计数器以及3个并行I/O口,其中A口、B口均为8位,C口为6位。A口、B口既可作为基本I/O口,也可作为选通I/O口；C口除可作为基本I/O口外,还可用作A口、B口的应答控制联络信号线。此外,8155内部还有一个控制寄存器组,用来存放控制命令字。8155引脚图如图3.14所示。 图3.14 8155的引脚图 8155引脚功能 8155为40引脚双列直插式封装芯片。现将其各引脚的功能简介如下： 　　AD0～AD7：地址/数据复用线。 它与8031单片机的P0口直接相连。8155和CPU之间的地址、数据、命令及状态信号都通过这组信号线传送。 ：片选信号,输入,低电平有效。 ：RAM和I/O口选择线。当 =1时,选中I/O口；当 =0时,选中RAM。 ALE：地址锁存信号。 ：读选通信号,输入,低电平有效。 ：写选通信号,输入,低电平有效。 TIMERIN：定时器输入。它是8155片内定时器的脉冲信号输入端。 　　TIMEROUT：定时器输出。通过它可以输出矩形波或脉冲波。 　　PA0～PA7：A口通用的输入/输出线。由编程来决定是输入还是输出。 PB0～PB7：B口通用的输入/输出线。由编程来决定是输入还是输出。 PC0～PC5：C口的输入/输出或控制信号线。 3.7.4 矩阵式键盘电路简介 行列式键盘工作原理:按键设置在行列线交点上，行列线分别连接到按键开关的两端。行线通过上拉电阻接到+5V上。无按键按下时，行线处于高电平状态，而当有按键按下时，行线电平状态将由于此行线相连的列线电平决定。其键盘显示电路如图3.15所示。 图3.15 键盘显示电路 水位控制系统的水位显示和水位的设定直接采用电路在一块。当水位低于设定的最低水位值时，也采用蜂鸣器进行报警。用0#、1#键作为水位最高限、最低限的设定功能键；2#、3#键作为水位值设定的增加和减小功能键。 0#键：作为最高水位的设定功能键。按一次进入最高水位设定状态，选择最高限水位值后，再按一次确认设定完成。 1#键：作为最低水位的设定功能键。按一次进入最低水位设定状态，选择最低限水位值后，再按一次确认设定完成。 2#键：+1功能键，每一次将温度值加1，范围为1～99m。 3#键：-1功能键，每一次将温度值减1，范围为99～1m。 3.8 显示电路设计 3.8.1 显示器件的选择 ①LED显示器件 单片机应用系统中经常用到LED数码管作为显示输出设备。LED数码管显示器虽然显示信息简单，但它具有显示清晰、亮度高、使用电压低、寿命长、与单片机接口方便等特点，基本上能满足单片机应用系统的需要，所以在单片机应用系统中经常用到。 ②LCD显示器件 液晶显示器简称LCD显示器，它是利用液晶经过处理后能改变光线的传播方向的特性实现显示信息的。液晶显示器具有体积小、重量轻、功耗极低、显示内容丰富等特点，在单片机应用系统中得到了日益广泛的应用。液晶显示器按其功能可分为三类：笔段式液晶显示器、字符点阵式液晶显示器和图形点阵式液晶显示器。前两种可显示数字、字符和符号等，而图形点阵式液晶显示器还可以显示汉字和任意图形，达到图文并茂的效果。 LED和LCD是完全不一样的概念，LED是发光二极管属于二极管的一种，LCD是液晶显示器，两者相差太多，但是用LED的点阵也能组成显示器，适用于户外大屏幕显示，分辨率较低。 在设计中，所设计的液位报警计，显示电路是对液位进行显示，它所需的精度要求不是很高，而且从价格上综合考虑，应选用LED数码管作为输出设备。 3.8.2 驱动芯片的选择 从资料上查得：LED数码管的驱动芯片有ICM7218和MC14499。 ①LED驱动芯片ICM7218。 ICM7218是有Maxim公司生产的LED显示驱动芯片，它能够驱动8个七段LED显示。ICM7218A和ICM7218B何以接受串行数据，并且驱动LED进行显示。ICM7218C和ICM7218D则可以接收并行数据驱动LED进行显示。 ICM7218可以广泛应用于仪器、测试设备以及一次而手持设备中，以驱动各种输出显示。 ②LED驱动芯片MC14499。 MC14499是有摩托罗拉公司生产的LED显示驱动芯片，它能够驱动5个七段LED显示器，它通过同步串行口与微处理器通信。它内部具有数据锁存、译码和扫描电路，可以直接驱动共阴极LED数码管及发光二极管，减少了处理器在显示方面的开支，并简化了单片机系统的电路设计。 MC14499芯片可以广泛应用于仪器、测试设备以及一些手持设备中，可以驱动各种输出显示。 根据题目的要求，在现有条件下，用一个能够驱动5个七段LED显示器就可以满足设计的要求，本着节约和价格等各方面综合考虑，本次设计中选用MC14499芯片作为LED显示驱动芯片。 3.8.3 MC14499芯片简介 ①主要性能 MC14499的主要性能如下。 1） 高电流驱动能力。 2） 驱动4为LED显示。 3） 供电电源为4.5V～6V。 4） 工作温度为0℃～+70℃。 5） 18针DIP封装。 6） 20针SOG封装。 ②工作特性 1）供电电源为4.5V～6V。 2）工作温度为0℃～+70℃。 ③MC14499是一个BCD - 锁存/7段译码/驱动器,双列直插式18脚封装,其引脚排列如图3.16所示。各引脚的功能如下: 图3.16 MC14499引脚图 a～g: 7段显示输出,用于驱动共阴极LED显示。 I～ IV: 4个位选通输出,用于片选显示位。 D:串行数据输入端。 dp: 小数点显示输入端。 CLK: 时钟输入端,用作串行数据输入的同步信号。 EN:使能端。为时,允许接收串行数据输入；为1时,片内移位寄存器将数据送入锁存器中锁存。 OSC:晶体输入,只需在此引脚与地之间接上电容,使片内产生200Hz～800Hz 的扫描信号,以防显示器闪烁。 MC14499在接收串行数据的同时,就决定了各显示位的小数点是否显示,其工作过程如下: MC14499每次接收20个二进制数据(称为一帧数据) , 1～20个数据依次串行输入,最先进入的4个数据规定了随后串行输入的4位BCD码(后16个数据)的小数点是否显示,如先进入的4个二进制数据为0001,则第4位LED显示小数点；如先进入的4个二进制数据为1000,则第1位LED显示小数点。即先输入的4个二进制数据中为“1”的位显示小数点,为“0”的位则不显示小数点。一帧串行输入数据的格式 如表3.6所示。 表3.6：一帧串行输入数据格式 ——时间 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 ——移位 LSB　MSB LSB　MSB LSB　MSB LSB　MSB 第Ⅳ位BCD码 第Ⅲ位BCD码 第Ⅱ位BCD码 第Ⅰ位BCD码 小数点选择 MC14499 具有输入锁存功能,一帧数据输入之后,就被锁存起来,直至下一帧数据输入为止。一帧串行数据输入之后, MC14499就自动开始动态扫描, MC14499设计的LED显示器动态显示接口电路实现动态显示。 在应用中要注意一下三点： ①OSC端接一个电容接地，以提供显示扫描脉冲，电容的容值一般为0.015 F； ②7段显示驱动输入要经过一个电阻接到LED输入端，电阻的阻值一般为36 ～82 ； ③要将LED驱动选择端Ⅰ端、Ⅱ端、Ⅲ端、Ⅳ端分别接到一只三极管上以增强其驱动能力。 3.8.4 LED驱动芯片MC14499 发现通常只需要4位的LED即可满足大多数的显示精度要求,为了减少所需的I/O数量,降低成本,采用动态显示控制方式。通过对显示接口电路的综合分析,发现测距仪利用串行输入BCD码—十进制译码驱动显示器件MC14499来完成与单片机系统的显示接口较为简单可靠。用MC14499设计的LED显示器动态显示接口电路如图3.17所示。 图1.17 MC14499设计的LED显示器动态显示接口电路 用MCS - 51系列单片机作为控制核心的水位报警计,其数据输出既可以通过单片机的通用I/O口输出,也可以通过单片机的串口用串行方式输出。这里假设使用的单片机是8051 ,单片机的P1口为数据输出口, 显示器采用共阴极7段LED, 显示位数为4位,由于一片MC14499 可以驱动4 个LED 显示器,因此该显示接口只需用一片MC14499和单片机连接。图是该动态显示接口的原理图。P1.0用来向MC14499 发送数据,P1.1用来向MC14499发送时钟脉冲,P1.2用于控制单片机输出数据向MC14499串行输入(当P1.2 = 0时,允许MC14499输入数据)。反相器74LS06作为显示器的位驱动, 8 个47Ω的电阻是LED 的限流电阻, 3个5.1kΩ的电阻是上拉电阻,使单片机8031输出电平与MC14499输入电平相兼容。由于MC14499 具有输入自动锁存功能,而串行输入一帧数据又需要一定的时间,所以LED显示的数据不会出现闪烁现象。 3.9 集成稳压器电路 3.9.1 集成稳压器电路简介 图3.18 W7800引脚图 如图3.18所示，从外形上看，集成串联型稳压电路有三个引脚，分别为输入端、输出端和公共端（或调整端），因而成为三端稳压器。按功能可分为固定式稳压电路和可调式稳压电路；前者的输出电压不能进行调节，为固定值；后者可通过外接元件使输出电压得到很宽的调节范围。 W7800三端稳压器输出电压和输出电流。W7800系列三端稳压器的输出电压有5V、6V、9V、12V、15V、18V和24V七个档次，型号后面的两个数字表示输出电压值。输出电流有1.5A（W7800）、0.5A（W78M00）和0.1A(W78L00)三个档次。例如，W7805表示输出电压为5V、最大输出电流为1.5A，W78M05表示输出电压为5V、最大输出电流为0.5A W78L05表示输出电压为5V、最大输出电流为0.1A，其他类推。它因性能稳定、价格低廉而得到广泛的应用。 本设计采用W7805集成稳压器 3.9.2 W7805芯片简介 主要参数： 在温度为25℃条件下W7805的主要参数如表3.7所示。 表3.7： W7805的主要参数 参数名称 符号 测试条件 单位 W7805（典型值） 输入电压 V 10 输出电压 =500mA V 5 最小输入电压 EMBED Equation.DSMT4 1.5A V 7 电压调整率 =500mA 8V EMBED Equation.DSMT4 EMBED Equation.DSMT4 18V mV 7 电流调整率 10 mA EMBED Equation.DSMT4 EMBED Equation.DSMT4 1.5A mV 25 输出电压温度变化率 =5mA mV/℃ 1 输出噪声电压 10Hz f 100kHz V 40 从表中参数可知，W7805输入端和输出端之间的电压允许值为3～13V；输出交流噪声很小，温度稳定性好。其构成的如图3.19所示。 图3.19 电压基准电路 3.10 电源监控器件 MAX705/706/813L是一组CMOS监控电路，能够监控电源电压、电池故障、微处理器（MPU或Mp)或微控制器（MCU或Mc)的工作状态。它将常用的多项功能集成到一片8脚封装的小芯片内，与采用分立元件或单一功能芯片组合的电路相比，大大减小了系统电路的复杂性和元件的数量，显著提高了系统可靠性和精确度。该器件在电源低于4.65V时，产生一路复位信号使微控制器复位，保证了微控制器的电压安全。该器件主要应用于微处理器和微控制器系统、嵌入式控制器系统、电池供电系统、智能仪表系统、通信系统、寻呼机、蜂窝移动电话机、手持设备、个人数字处理（PDA）、电脑电话机和无绳电话机等设备中。 本设计中采用MAX705。其引脚如图3.20所示。 图3.20 MAX705引脚图 MAX705的主要性能如下。 ①微型封装，最小只有8针。 ②准确的电压监控功能。 ③对于MAX705/707/813为4.65V，对于MAX706/MAX708为4.40V。 ④200ms的复位脉冲宽度，能保证大多数微控制器可靠复位。 ⑤TTL/CMOS兼容。 ⑥独立的看门狗定时器。 4 软件设计 4.1 程序模块 水位系统采用模块化程序结构，可以分成以下程序模块： ①系统初始化程序：首先完成变量的设定、中断入口的设定、堆栈、输入输出口及外部的初始化工作。 ②主程序MAIN：完成键盘扫描、温度值采集及转换、水位的显示。当水位值高于设定最高限时，驱动蜂鸣器报警，水泵停止动作；当水位值低于设定最低限时，驱动蜂鸣器报警，水泵动作。 ③键盘扫描程序KEYSCAN:完成键盘的扫描并根据确定的键盘值执行相应的功能，主要完成最高水位、低水位的设定。 ④键盘显示子程序DISPLAY：显示实时水位及设定水位值。 4.2 程序流程图 4.2.1 主程序流程图 SHAPE \* MERGEFORMAT 图4.1 主程序流程图 4.2.2 A/D0809转换程序流程 SHAPE \* MERGEFORMAT 图4.2 A/D0809转换程序流程 4.2.3 键盘扫描子程序 SHAPE \* MERGEFORMAT 图4.3 键盘扫描子程序流程图 4.2.4 键盘显示子程序的设计 图4.4 键盘显示子程序流程图 总结 整个设计报告共分为四章，其中前两章主要讲述了本设计的主要方案和国内外发展状况；第三章讲述了水位报警计的硬件设计，第四章主要讲述了水位报警计的所有软件设计。 水位报警计的设计首先应该从选用传感器的类型入手，可以说，水位传感器的选材是整个设计中比较重要的，在查阅资料时，可以知道水位报警计的传感器有很多种，到底选用哪一种最适合对本设计报警水位，这就需要认真的分析，从水位传感器类别的选择到传感器类型的选择，都要仔细。最终在本设计中选择了JBY系列L形普通投入式液位变送器作为本设计所使用的液位传感器。 其次在硬件设计方面也需要下大工夫，从A/D转换器到报警电路的选型都要慎重，使其性价比达到最佳水平。 最后就是软件方面的设计，对于编程是非常复杂的，对于结构化程序设计的方法有顺序结构程序、分支结构程序和循环结构程序等。本设计采用模块化设计，然后进行调用子程序，使其运行方式一目了然，在键盘扫描程序中就应用到了分支结构程序，使编程井井有条。在编程的时候还有一点就是要先画出程序流程图，这样在编程的时候就会事半功倍。 [参考文献] [1] 王家帧，王俊杰． 传感器与变送器．北京：清华大学出版社． 1996 [2] 王俊杰． 检测技术与仪表．武汉：武汉理工大学出版社． 2008 [3] 张国忠，赵家贵． 检测技术．北京：中国计量出版社． 1998 [4] 胡健，刘玉斌． 单片机与接口技术．北京：机械工业出版社． 2005 [5] 张永枫． 单片机应用实训教程．西安：西安电子科技大学出版社． 2005 [6] 蔡朝洋单片机控制实习与专题制作．北京：北京航空航天大学出版社．2006 [7] 牛意光． 单片机原理． 北京:电子工业出版社． 2009 [8] 华成英，童诗白． 模拟电子技术基础． 北京：高等教育出版社． 2006 [9] 蒋志海． 单片机原理及应用．北京：电子工业出版社． 2005 [10] 谢维成，杨加国． 单片机原理与应用及C51程序设计．北京：清华大学出版社． 2006 [11] 求是科技． 单片机典型外围器件及应用实例．北京：人民邮电出版社． 2006 [12] 李光飞． 单片机课程设计实例指导．北京：北京航空航天大学出版社． 2005 [13] 蔡菲娜． 单片微型计算机原理和应用．杭州：杭州大学出版社． 1995 [14] 王建校，杨建国． 51系列单片机及C51程序设计．北京：科学出版社． 2002 致 谢 经历了两个月的毕业设计，在这短暂的时间里，它不仅仅使我学到了宝贵的专业知识，更重要的是它使我学到了怎样去独立思考问题，解决问题，大大提高了我自己的动手能力和操作能力，为我今后的工作奠定坚实的基础。 这次们设计的课题为——水位报警计的设计，它不仅是必须完成的课目，其真正的目的是我对整个大学的学习情况做一个总结，检验学生的专业知识的掌握程度。可以说这绝对是一个展望自我，实现自我价值的好机会。 在这次毕业设计中，我特别感谢我的指导老师王老师的耐心帮助和各位同学大力支持。 在这次编写设计报告中，由于时间的紧促和编写者的专业知识的有限，再加上我们缺少实践经验，对使得所写的毕业论文的知识覆盖面有很大的局限性，而且报告中难免有不妥之处，所以我恳请各位指导老师能够给予批评指正。 附录A 硬件电路原理接线图 硬件电路原理接线图 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作 者 签 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 ​​​​​​​​​​​​ 指导教师签名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授权说明 本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 ​​​​​​​​​​​​ 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权　　 　 　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名： 日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 独 创 声 明 本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律后果由本人承担。   作者签名: 二〇一〇年九月二十日   毕业设计（论文）使用授权声明 本人完全了解**学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。 本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。 （保密论文在解密后遵守此规定）   作者签名: 二〇一〇年九月二十日 基本要求：写毕业论文主要目的是培养学生综合运用所学知识和技能，理论联系实际，独立分析，解决实际问题的能力，使学生得到从事本专业工作和进行相关的基本训练。毕业论文应反映出作者能够准确地掌握所学的专业基础知识，基本学会综合运用所学知识进行科学研究的方法，对所研究的题目有一定的心得体会，论文题目的范围不宜过宽，一般选择本学科某一重要问题的一个侧面。 毕业论文的基本教学要求是： 1、培养学生综合运用、巩固与扩展所学的基础理论和专业知识，培养学生独立分析、解决实际问题能力、培养学生处理数据和信息的能力。2、培养学生正确的理论联系实际的工作作风，严肃认真的科学态度。3、培养学生进行社会调查研究；文献资料收集、阅读和整理、使用；提出论点、综合论证、总结写作等基本技能。 毕业论文是毕业生总结性的独立作业，是学生运用在校学习的基本知识和基础理论，去分析、解决一两个实际问题的实践锻炼过程，也是学生在校学习期间学习成果的综合性总结，是整个教学活动中不可缺少的重要环节。撰写毕业论文对于培养学生初步的科学研究能力，提高其综合运用所学知识分析问题、解决问题能力有着重要意义。 毕业论文在进行编写的过程中，需要经过开题报告、论文编写、论文上交评定、论文答辩以及论文评分五个过程，其中开题报告是论文进行的最重要的一个过程，也是论文能否进行的一个重要指标。 撰写意义：1.撰写毕业论文是检验学生在校学习成果的重要措施，也是提高教学质量的重要环节。大学生在毕业前都必须完成毕业论文的撰写任务。申请学位必须提交相应的学位论文，经答辩通过后，方可取得学位。可以这么说，毕业论文是结束大学学习生活走向社会的一个中介和桥梁。毕业论文是大学生才华的第一次显露，是向祖国和人民所交的一份有份量的答卷，是投身社会主义现代化建设事业的报到书。一篇毕业论文虽然不能全面地反映出一个人的才华，也不一定能对社会直接带来巨大的效益，对专业产生开拓性的影响。但是，实践证明，撰写毕业论文是提高教学质量的重要环节，是保证出好人才的重要措施。 2.通过撰写毕业论文，提高写作水平是干部队伍“四化”建设的需要。党中央要求，为了适应现代化建设的需要，领导班子成员应当逐步实现“革命化、年轻化、知识化、专业化”。这个“四化”的要求，也包含了对干部写作能力和写作水平的要求。 3.提高大学生的写作水平是社会主义物质文明和精神文明建设的需要。在新的历史时期，无论是提高全族的科学文化水平，掌握现代科技知识和科学管理方法，还是培养社会主义新人，都要求我们的干部具有较高的写作能力。在经济建设中，作为领导人员和机关的办事人员，要写指示、通知、总结、调查报告等应用文；要写说明书、广告、解说词等说明文；还要写科学论文、经济评论等议论文。在当今信息社会中，信息对于加快经济发展速度，取得良好的经济效益发挥着愈来愈大的作用。写作是以语言文字为信号，是传达信息的方式。信息的来源、信息的收集、信息的储存、整理、传播等等都离不开写作。 论文种类：毕业论文是学术论文的一种形式，为了进一步探讨和掌握毕业论文的写作规律和特点，需要对毕业论文进行分类。由于毕业论文本身的内容和性质不同，研究领域、对象、方法、表现方式不同，因此，毕业论文就有不同的分类方法。 按内容性质和研究方法的不同可以把毕业论文分为理论性论文、实验性论文、描述性论文和设计性论文。后三种论文主要是理工科大学生可以选择的论文形式，这里不作介绍。文科大学生一般写的是理论性论文。理论性论文具体又可分成两种：一种是以纯粹的抽象理论为研究对象，研究方法是严密的理论推导和数学运算，有的也涉及实验与观测，用以验证论点的正确性。另一种是以对客观事物和现象的调查、考察所得观测资料以及有关文献资料数据为研究对象，研究方法是对有关资料进行分析、综合、概括、抽象，通过归纳、演绎、类比，提出某种新的理论和新的见解。 按议论的性质不同可以把毕业论文分为立论文和驳论文。立论性的毕业论文是指从正面阐述论证自己的观点和主张。一篇论文侧重于以立论为主，就属于立论性论文。立论文要求论点鲜明，论据充分，论证严密，以理和事实服人。驳论性毕业论文是指通过反驳别人的论点来树立自己的论点和主张。如果毕业论文侧重于以驳论为主，批驳某些错误的观点、见解、理论，就属于驳论性毕业论文。驳论文除按立论文对论点、论据、论证的要求以外，还要求针锋相对，据理力争。 按研究问题的大小不同可以把毕业论文分为宏观论文和微观论文。凡届国家全局性、带有普遍性并对局部工作有一定指导意义的论文，称为宏观论文。它研究的面比较宽广，具有较大范围的影响。反之，研究局部性、具体问题的论文，是微观论文。它对具体工作有指导意义，影响的面窄一些。 另外还有一种综合型的分类方法，即把毕业论文分为专题型、论辩型、综述型和综合型四大类： 1．专题型论文。这是分析前人研究成果的基础上，以直接论述的形式发表见解，从正面提出某学科中某一学术问题的一种论文。如本书第十二章例文中的《浅析领导者突出工作重点的方法与艺术》一文，从正面论述了突出重点的工作方法的意义、方法和原则，它表明了作者对突出工作重点方法的肯定和理解。2．论辩型论文。这是针对他人在某学科中某一学术问题的见解，凭借充分的论据，着重揭露其不足或错误之处，通过论辩形式来发表见解的一种论文。3．综述型论文。这是在归纳、总结前人或今人对某学科中某一学术问题已有研究成果的基础上，加以介绍或评论，从而发表自己见解的一种论文。4．综合型论文。这是一种将综述型和论辩型两种形式有机结合起来写成的一种论文。如《关于中国民族关系史上的几个问题》一文既介绍了研究民族关系史的现状，又提出了几个值得研究的问题。因此，它是一篇综合型的论文。 写作步骤：毕业论文是高等教育自学考试本科专业应考者完成本科阶段学业的最后一个环节，它是应考者的 总结 性独立作业，目的在于总结学习专业的成果，培养综合运用所学知识解决实际 问题 的能力。从文体而言，它也是对某一专业领域的现实问题或 理论 问题进行 科学 研究 探索的具有一定意义的论说文。完成毕业论文的撰写可以分两个步骤，即选择课题和研究课题。 首先是选择课题。选题是论文撰写成败的关键。因为，选题是毕业论文撰写的第一步，它实际上就是确定“写什么”的问题，亦即确定科学研究的方向。如果“写什么”不明确，“怎么写”就无从谈起。 教育部自学考试办公室有关对毕业论文选题的途径和要求是“为鼓励理论与工作实践结合，应考者可结合本单位或本人从事的工作提出论文题目，报主考学校审查同意后确立。也可由主考学校公布论文题目，由应考者选择。毕业论文的总体要求应与普通全日制高等学校相一致，做到通过论文写作和答辩考核，检验应考者综合运用专业知识的能力”。但不管考生是自己任意选择课题，还是在主考院校公布的指定课题中选择课题，都要坚持选择有科学价值和现实意义的、切实可行的课题。选好课题是毕业论文成功的一半。 第一、要坚持选择有科学价值和现实意义的课题。科学研究的目的是为了更好地认识世界、改造世界，以推动社会的不断进步和发展 。因此，毕业论文的选题，必须紧密结合社会主义物质文明和精神文明建设的需要，以促进科学事业发展和解决现实存在问题作为出发点和落脚点。选题要符合科学研究的正确方向，要具有新颖性，有创新、有理论价值和现实的指导意义或推动作用，一项毫无意义的研究，即使花很大的精力，表达再完善，也将没有丝毫价值。具体地说，考生可从以下三个方面来选题。首先，要从现实的弊端中选题，学习了专业知识，不能仅停留在书本上和理论上，还要下一番功夫，理论联系实际，用已掌握的专业知识，去寻找和解决工作实践中急待解决的问题。其次，要从寻找科学研究的空白处和边缘领域中选题，科学研究。还有许多没有被开垦的处女地，还有许多缺陷和空白，这些都需要填补。应考者应有独特的眼光和超前的意识去思索，去发现，去研究。最后，要从寻找前人研究的不足处和错误处选题，在前人已提出来的研究课题中，许多虽已有初步的研究成果，但随着社会的不断发展，还有待于丰富、完整和发展，这种补充性或纠正性的研究课题，也是有科学价值和现实指导意义的。 第二、要根据自己的能力选择切实可行的课题。毕业论文的写作是一种创造性劳动，不但要有考生个人的见解和主张，同时还需要具备一定的客观条件。由于考生个人的主观、客观条件都是各不相同的，因此在选题时，还应结合自己的特长、兴趣及所具备的客观条件来选题。具体地说，考生可从以下三个方面来综合考虑。首先，要有充足的资料来源。“巧妇难为无米之炊”，在缺少资料的情况下，是很难写出高质量的论文的。选择一个具有丰富资料来源的课题，对课题深入研究与开展很有帮助。其次，要有浓厚的研究兴趣，选择自己感兴趣的课题，可以激发自己研究的热情，调动自己的主动性和积极性，能够以专心、细心、恒心和耐心的积极心态去完成。最后，要能结合发挥自己的业务专长，每个考生无论能力水平高低，工作岗位如何，都有自己的业务专长，选择那些能结合自己工作、发挥自己业务专长的课题，对顺利完成课题的研究大有益处。 致 谢 这次论文的完成，不止是我自己的努力，同时也有老师的指导，同学的帮助，以及那些无私奉献的前辈，正所谓你知道的越多的时候你才发现你知道的越少，通过这次论文，我想我成长了很多，不只是磨练了我的知识厚度，也使我更加确定了我今后的目标：为今后的计算机事业奋斗。在此我要感谢我的指导老师——***老师，感谢您的指导，才让我有了今天这篇论文，您不仅是我的论文导师，也是我人生的导师，谢谢您！我还要感谢我的同学，四年的相处，虽然我未必记得住每分每秒，但是我记得每一个有你们的精彩瞬间，我相信通过大学的历练，我们都已经长大，变成一个有担当，有能力的新时代青年，感谢你们的陪伴，感谢有你们，这篇论文也有你们的功劳，我想毕业不是我们的相处的结束，它是我们更好相处的开头，祝福你们！我也要感谢父母，这是他们给我的，所有的一切；感谢母校，尽管您不以我为荣，但我一直会以我是一名农大人为荣。 通过这次毕业设计，我学习了很多新知识，也对很多以前的东西有了更深的记忆与理解。漫漫求学路，过程很快乐。我要感谢信息与管理科学学院的老师，我从他们那里学到了许多珍贵的知识和做人处事的道理，以及科学严谨的学术态度，令我受益良多。同时还要感谢学院给了我一个可以认真学习，天天向上的学习环境和机会。 即将结束*大学习生活，我感谢****大学提供了一次在**大接受教育的机会，感谢院校老师的无私教导。感谢各位老师审阅我的论文。 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作 者 签 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 ​​​​​​​​​​​​ 指导教师签名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授权说明 本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 ​​​​​​​​​​​​ 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权　　 　 　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名： 日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 独 创 声 明 本人郑重声明：所呈交的毕业设计(论文)，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律后果由本人承担。   作者签名: 年 月 日   毕业设计（论文）使用授权声明 本人完全了解**学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。 本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。 （保密论文在解密后遵守此规定）   作者签名: 年 月 日 基本要求：写毕业论文主要目的是培养学生综合运用所学知识和技能，理论联系实际，独立分析，解决实际问题的能力，使学生得到从事本专业工作和进行相关的基本训练。毕业论文应反映出作者能够准确地掌握所学的专业基础知识，基本学会综合运用所学知识进行科学研究的方法，对所研究的题目有一定的心得体会，论文题目的范围不宜过宽，一般选择本学科某一重要问题的一个侧面。 毕业论文的基本教学要求是： 1、培养学生综合运用、巩固与扩展所学的基础理论和专业知识，培养学生独立分析、解决实际问题能力、培养学生处理数据和信息的能力。2、培养学生正确的理论联系实际的工作作风，严肃认真的科学态度。3、培养学生进行社会调查研究；文献资料收集、阅读和整理、使用；提出论点、综合论证、总结写作等基本技能。 毕业论文是毕业生总结性的独立作业，是学生运用在校学习的基本知识和基础理论，去分析、解决一两个实际问题的实践锻炼过程，也是学生在校学习期间学习成果的综合性总结，是整个教学活动中不可缺少的重要环节。撰写毕业论文对于培养学生初步的科学研究能力，提高其综合运用所学知识分析问题、解决问题能力有着重要意义。 毕业论文在进行编写的过程中，需要经过开题报告、论文编写、论文上交评定、论文答辩以及论文评分五个过程，其中开题报告是论文进行的最重要的一个过程，也是论文能否进行的一个重要指标。 撰写意义：1.撰写毕业论文是检验学生在校学习成果的重要措施，也是提高教学质量的重要环节。大学生在毕业前都必须完成毕业论文的撰写任务。申请学位必须提交相应的学位论文，经答辩通过后，方可取得学位。可以这么说，毕业论文是结束大学学习生活走向社会的一个中介和桥梁。毕业论文是大学生才华的第一次显露，是向祖国和人民所交的一份有份量的答卷，是投身社会主义现代化建设事业的报到书。一篇毕业论文虽然不能全面地反映出一个人的才华，也不一定能对社会直接带来巨大的效益，对专业产生开拓性的影响。但是，实践证明，撰写毕业论文是提高教学质量的重要环节，是保证出好人才的重要措施。 2.通过撰写毕业论文，提高写作水平是干部队伍“四化”建设的需要。党中央要求，为了适应现代化建设的需要，领导班子成员应当逐步实现“革命化、年轻化、知识化、专业化”。这个“四化”的要求，也包含了对干部写作能力和写作水平的要求。 3.提高大学生的写作水平是社会主义物质文明和精神文明建设的需要。在新的历史时期，无论是提高全族的科学文化水平，掌握现代科技知识和科学管理方法，还是培养社会主义新人，都要求我们的干部具有较高的写作能力。在经济建设中，作为领导人员和机关的办事人员，要写指示、通知、总结、调查报告等应用文；要写说明书、广告、解说词等说明文；还要写科学论文、经济评论等议论文。在当今信息社会中，信息对于加快经济发展速度，取得良好的经济效益发挥着愈来愈大的作用。写作是以语言文字为信号，是传达信息的方式。信息的来源、信息的收集、信息的储存、整理、传播等等都离不开写作。 论文种类：毕业论文是学术论文的一种形式，为了进一步探讨和掌握毕业论文的写作规律和特点，需要对毕业论文进行分类。由于毕业论文本身的内容和性质不同，研究领域、对象、方法、表现方式不同，因此，毕业论文就有不同的分类方法。 按内容性质和研究方法的不同可以把毕业论文分为理论性论文、实验性论文、描述性论文和设计性论文。后三种论文主要是理工科大学生可以选择的论文形式，这里不作介绍。文科大学生一般写的是理论性论文。理论性论文具体又可分成两种：一种是以纯粹的抽象理论为研究对象，研究方法是严密的理论推导和数学运算，有的也涉及实验与观测，用以验证论点的正确性。另一种是以对客观事物和现象的调查、考察所得观测资料以及有关文献资料数据为研究对象，研究方法是对有关资料进行分析、综合、概括、抽象，通过归纳、演绎、类比，提出某种新的理论和新的见解。 按议论的性质不同可以把毕业论文分为立论文和驳论文。立论性的毕业论文是指从正面阐述论证自己的观点和主张。一篇论文侧重于以立论为主，就属于立论性论文。立论文要求论点鲜明，论据充分，论证严密，以理和事实服人。驳论性毕业论文是指通过反驳别人的论点来树立自己的论点和主张。如果毕业论文侧重于以驳论为主，批驳某些错误的观点、见解、理论，就属于驳论性毕业论文。驳论文除按立论文对论点、论据、论证的要求以外，还要求针锋相对，据理力争。 按研究问题的大小不同可以把毕业论文分为宏观论文和微观论文。凡届国家全局性、带有普遍性并对局部工作有一定指导意义的论文，称为宏观论文。它研究的面比较宽广，具有较大范围的影响。反之，研究局部性、具体问题的论文，是微观论文。它对具体工作有指导意义，影响的面窄一些。 另外还有一种综合型的分类方法，即把毕业论文分为专题型、论辩型、综述型和综合型四大类： 1．专题型论文。这是分析前人研究成果的基础上，以直接论述的形式发表见解，从正面提出某学科中某一学术问题的一种论文。如本书第十二章例文中的《浅析领导者突出工作重点的方法与艺术》一文，从正面论述了突出重点的工作方法的意义、方法和原则，它表明了作者对突出工作重点方法的肯定和理解。2．论辩型论文。这是针对他人在某学科中某一学术问题的见解，凭借充分的论据，着重揭露其不足或错误之处，通过论辩形式来发表见解的一种论文。3．综述型论文。这是在归纳、总结前人或今人对某学科中某一学术问题已有研究成果的基础上，加以介绍或评论，从而发表自己见解的一种论文。4．综合型论文。这是一种将综述型和论辩型两种形式有机结合起来写成的一种论文。如《关于中国民族关系史上的几个问题》一文既介绍了研究民族关系史的现状，又提出了几个值得研究的问题。因此，它是一篇综合型的论文。 写作步骤：毕业论文是高等教育自学考试本科专业应考者完成本科阶段学业的最后一个环节，它是应考者的 总结 性独立作业，目的在于总结学习专业的成果，培养综合运用所学知识解决实际 问题 的能力。从文体而言，它也是对某一专业领域的现实问题或 理论 问题进行 科学 研究 探索的具有一定意义的论说文。完成毕业论文的撰写可以分两个步骤，即选择课题和研究课题。 首先是选择课题。选题是论文撰写成败的关键。因为，选题是毕业论文撰写的第一步，它实际上就是确定“写什么”的问题，亦即确定科学研究的方向。如果“写什么”不明确，“怎么写”就无从谈起。 教育部自学考试办公室有关对毕业论文选题的途径和要求是“为鼓励理论与工作实践结合，应考者可结合本单位或本人从事的工作提出论文题目，报主考学校审查同意后确立。也可由主考学校公布论文题目，由应考者选择。毕业论文的总体要求应与普通全日制高等学校相一致，做到通过论文写作和答辩考核，检验应考者综合运用专业知识的能力”。但不管考生是自己任意选择课题，还是在主考院校公布的指定课题中选择课题，都要坚持选择有科学价值和现实意义的、切实可行的课题。选好课题是毕业论文成功的一半。 第一、要坚持选择有科学价值和现实意义的课题。科学研究的目的是为了更好地认识世界、改造世界，以推动社会的不断进步和发展 。因此，毕业论文的选题，必须紧密结合社会主义物质文明和精神文明建设的需要，以促进科学事业发展和解决现实存在问题作为出发点和落脚点。选题要符合科学研究的正确方向，要具有新颖性，有创新、有理论价值和现实的指导意义或推动作用，一项毫无意义的研究，即使花很大的精力，表达再完善，也将没有丝毫价值。具体地说，考生可从以下三个方面来选题。首先，要从现实的弊端中选题，学习了专业知识，不能仅停留在书本上和理论上，还要下一番功夫，理论联系实际，用已掌握的专业知识，去寻找和解决工作实践中急待解决的问题。其次，要从寻找科学研究的空白处和边缘领域中选题，科学研究。还有许多没有被开垦的处女地，还有许多缺陷和空白，这些都需要填补。应考者应有独特的眼光和超前的意识去思索，去发现，去研究。最后，要从寻找前人研究的不足处和错误处选题，在前人已提出来的研究课题中，许多虽已有初步的研究成果，但随着社会的不断发展，还有待于丰富、完整和发展，这种补充性或纠正性的研究课题，也是有科学价值和现实指导意义的。 第二、要根据自己的能力选择切实可行的课题。毕业论文的写作是一种创造性劳动，不但要有考生个人的见解和主张，同时还需要具备一定的客观条件。由于考生个人的主观、客观条件都是各不相同的，因此在选题时，还应结合自己的特长、兴趣及所具备的客观条件来选题。具体地说，考生可从以下三个方面来综合考虑。首先，要有充足的资料来源。“巧妇难为无米之炊”，在缺少资料的情况下，是很难写出高质量的论文的。选择一个具有丰富资料来源的课题，对课题深入研究与开展很有帮助。其次，要有浓厚的研究兴趣，选择自己感兴趣的课题，可以激发自己研究的热情，调动自己的主动性和积极性，能够以专心、细心、恒心和耐心的积极心态去完成。最后，要能结合发挥自己的业务专长，每个考生无论能力水平高低，工作岗位如何，都有自己的业务专长，选择那些能结合自己工作、发挥自己业务专长的课题，对顺利完成课题的研究大有益处。 致 谢 这次论文的完成，不止是我自己的努力，同时也有老师的指导，同学的帮助，以及那些无私奉献的前辈，正所谓你知道的越多的时候你才发现你知道的越少，通过这次论文，我想我成长了很多，不只是磨练了我的知识厚度，也使我更加确定了我今后的目标：为今后的计算机事业奋斗。在此我要感谢我的指导老师——***老师，感谢您的指导，才让我有了今天这篇论文，您不仅是我的论文导师，也是我人生的导师，谢谢您！我还要感谢我的同学，四年的相处，虽然我未必记得住每分每秒，但是我记得每一个有你们的精彩瞬间，我相信通过大学的历练，我们都已经长大，变成一个有担当，有能力的新时代青年，感谢你们的陪伴，感谢有你们，这篇论文也有你们的功劳，我想毕业不是我们的相处的结束，它是我们更好相处的开头，祝福你们！我也要感谢父母，这是他们给我的，所有的一切；感谢母校，尽管您不以我为荣，但我一直会以我是一名农大人为荣。 通过这次毕业设计，我学习了很多新知识，也对很多以前的东西有了更深的记忆与理解。漫漫求学路，过程很快乐。我要感谢信息与管理科学学院的老师，我从他们那里学到了许多珍贵的知识和做人处事的道理，以及科学严谨的学术态度，令我受益良多。同时还要感谢学院给了我一个可以认真学习，天天向上的学习环境和机会。 即将结束*大学习生活，我感谢****大学提供了一次在**大接受教育的机会，感谢院校老师的无私教导。感谢各位老师审阅我的论文。 被测物理量 传感器 放大，整形，滤波 A/D转换器 单片机 控制设备 显示设备 报警设备 变送器 单 片 机 液位变送器 时钟电路 复位电路 操作键盘 LED显示驱动电路 报警电路 电压基准回路 电源监控电路 LED显示电路 A/D转换器 水位控制电路 系统时钟 ROM 定时/计数器 串行I/O 并行I/O RAM CPU 外部 时钟 复位 中断 电源 Y 程序初始化 开始 有键输入码？ 采集温度值 将采集到的值转化为压缩BCD码 显示温度值 执行相应键 的功能 N 启动A/D转换 开始 A/D转换完毕？ 读入状态信息 数据输出显示 Y N 是S1吗? RET #0FEH-PORTA 是在设置状态吗？ 是第一次输入吗？ 减到0了吗？ 保存设定值 N=N-1 设置最低水位值 显示“L-” 是S2吗? 是S3吗? 是S4吗? 是第一次输入吗？ 设置最高水位值 显示“H-” 保存设定值 满99了吗？ 是在设置状态吗？ N=N+1 显示“XX” 显示“XX” 是否有键输入？ 开始 Y Y N N N N Y N Y Y N Y N Y Y Y N N Y N Y Y 开 始 置显示缓冲区首位置 置位选码初值 指向下一显示缓冲区地址 段码PC口 延 时 位选码PA口 8155 初 始 化 查 段 码 表 4位显示完否？ 返 回 调 整 位 选 码 Y N 13 _1234567921.unknown _1234567937.unknown _1234567945.unknown _1234567949.unknown _1234567953.unknown _1234567955.unknown _1234567957.unknown _1234567958.unknown _1234567956.unknown _1234567954.unknown _1234567951.unknown _1234567952.unknown _1234567950.unknown _1234567947.unknown _1234567948.unknown _1234567946.unknown _1234567941.unknown _1234567943.unknown _1234567944.unknown _1234567942.unknown _1234567939.unknown _1234567940.unknown _1234567938.unknown _1234567929.unknown _1234567933.unknown _1234567935.unknown _1234567936.unknown _1234567934.unknown _1234567931.unknown _1234567932.unknown _1234567930.unknown _1234567925.unknown _1234567927.unknown _1234567928.unknown _1234567926.unknown _1234567923.unknown _1234567924.unknown _1234567922.unknown _1234567905.unknown _1234567913.unknown _1234567917.unknown _1234567919.unknown _1234567920.unknown _1234567918.unknown _1234567915.unknown _1234567916.unknown _1234567914.unknown _1234567909.unknown _1234567911.unknown _1234567912.unknown _1234567910.unknown _1234567907.unknown _1234567908.unknown _1234567906.unknown _1234567897.unknown _1234567901.unknown _1234567903.unknown _1234567904.unknown _1234567902.unknown _1234567899.unknown _1234567900.unknown _1234567898.unknown _1234567893.unknown _1234567895.unknown _1234567896.unknown _1234567894.unknown _1234567891.unknown _1234567892.unknown _1234567890.unknown