水库控制系统设计论文资料（经典） - 图文

电顺序为A-B-C－D,通电控制脉冲必须严格按照这一顺序分别控制A,B,C，D相的通断。 控制步进电机的转向。如果给定工作方式正序换相通电，步进电机正转，如果按反序通电换相，则电机就反转。 控制步进电机的速度

如果给步进电机发一个控制脉冲，它就转一步，再发一个脉冲，它会再转一步。两个脉冲的间隔越短，步进电机就转得越快。调整单片机发出的脉冲频率，就可以对步进电机进行调速。但脉冲形式的电机控制，使控制端容易受到干扰，所以必须在电机驱动电路中加入光耦电路来减少干扰。

电机的正反转是由单片机来控制的。当单片机的一个口发出1或者0的时候来决定正反转，也可以两个口来决定。电机的启动我们选择用LM298。本文中，主要应用到步进电机的换相功能，通过单片机控制步进电机正反转动，来模拟实现阀门的开/关。 2.5 主要器件和应用 2.5.1 AT89S52 单片机

图2.10 AT89S52单片机

AT89S52是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。

AT89S52具有如下特点：40个引脚，8k Bytes Flash片内程序存储器，256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。

此外，AT89S52设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口和外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧

的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。

表2.3 主要功能特性

· 兼容MCS-51指令系统 · 32个双向I/O口

· 全双工UART串行中断口线 · 2个外部中断源 · 中断唤醒省电模式 · 看门狗（WDT）电路 · 灵活的ISP字节和分页编程

· 8k可反复擦写(>1000次）ISP Flash ROM

· 4.5-5.5V工作电压 · 256x8bit内部RAM · 低功耗空闲和省电模式 · 3级加密位

· 软件设置空闲和省电功能 · 双数据寄存器指针

· 3个16位可编程定时/计数器 · 时钟频率0-33MHz

AT89S52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作,允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。

P0 口：P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电平。对P0端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入.当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下，P0具有内部上拉电阻。在flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校验时，需要外部上拉电阻。

P1口：P1 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p1 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。此外，P1.0和P1.2分别作定时器/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和时器/计数器2的触发输入（P1.1/T2EX），具体如下表所示。 在flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。 引脚号第二功能

P2口：P2口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P2 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P2 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器（例如执行MOVX @DPTR）时，P2口：送出高八位地址。在这种应用中，P2口使用很强的内部上拉发送1。在使用8位地

址（如MOVX @RI）访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。在flash编程和校验时，P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。

P3口：P3口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p2口输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P3 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。P3口亦作为AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在flash编程和校验时，P3口也接收一些控制信号。 引脚号第二功能

RST: 复位输入。晶振工作时，RST脚持续2 个机器周期高电平将使单片机复位。看门狗计时完成后，RST 脚输出96个晶振周期的高电平。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能无效。DISRTO默认状态下，复位高电平有效。

ALE/PROG：地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低8 位地址的输出脉冲。在flash编程时，此引脚（PROG）也用作编程输入脉冲。

在一般情况下，ALE以晶振六分之一的固定频率输出脉冲，可用来作为外部定时器或时钟使用。然而，特别强调，在每次访问外部数据存储器时，ALE脉冲将会跳过.如果需要，通过将地址为8EH的SFR的第0位置“1”，ALE操作将无效。这一位置“1”，ALE 仅在执行MOVX 或MOVC指令时有效。否则，ALE 将被微弱拉高。这个ALE 使能标志位（地址为8EH的SFR的第0位）的设置对微控制器处于外部执行模式下无效。

PSEN:外部程序存储器选通信号（PSEN）是外部程序存储器选通信号。当AT89S52从外部程序存储器执行外部代码时，PSEN在每个机器周期被激活两次，而在访问外部数据存储器时，PSEN将不被激活。

EA/VPP:访问外部程序存储器控制信号。为使能从0000H 到FFFFH的外部程序存储器读取指令，EA必须接GND。为了执行内部程序指令，EA应该接VCC。在flash编程期间，EA也接收12伏VPP电压。

XTAL1:振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。 XTAL2:振荡器反相放大器的输出端。

AT89S52 特殊寄存器映象及复位值特殊功能寄存器特殊功能寄存器(SFR)的地址空间映象。并不是所有的地址都被定义了。片上没有定义的地址是不能用的。读这些地址，一般将得到一个随机数据；写入的数据将会无效。 2.5.2 TLC549 A/D转换器 (1) TLC549的原理

如图2.11，作为数据采集芯片，TLC549均有片内系统时钟，该时钟与I/O CLOCK是独立工作的，无须特殊的速度或相位匹配。当CS为高时，数据输出(DATA OUT)端处于高阻状态，此时I/O CLOCK不起作用。这种CS控制作用允许在同时使用多片TLC549

时，共用I/O CLOCK，以减少多路(片)A/D并用时的I/O控制端口。TLC549可方便地与具有串行外围接口(SPI)的单片机或微处理器配合使用，应用接口及采样程序。

该芯片有一个模拟输入端口，3态的数据串行输出接口可以方便地和微处理器或外围设备连接。TLC549仅仅使用输入／输出时钟（I/CLOCK）和芯片选择（CS）,就能够正常启动。

图2.11 TLC549 A/D转换器

(2) TLC549的特点

表2.4 TLC549基本特性

CMOS技术 8位转换结果

与微处理器或外围设备接口 差分基准电压输入 转换时间：最大17us

每秒访问和转换次数：达到40000 片上软件控制采样和保持功能 全部非校准误差：±0.5LSB 宽电压供电：3～6V 封装及引脚 低功耗：最大15mW

5V供电时输入范围：0～5V 输入输出完全兼容TTL和CMOS电路 全部非校准误差：±1LSB

工作温度范围：0℃～70℃（TLC549）; -40℃～85℃（TLC549I）

TLC549可方便地与具有串行外围接口(SPI)的单片机或微处理器配合使用，也可与52单片机连接使用，实际应用程序清单如下： ；初始化：

SETB P1.2 ；置CS为1。 CLR P1.0 ；置I/O CLOCK为零。 MOV R0，＃00H ；移位计数为零。；A/D过程： A/DP： CLR P1.2

低功耗数据采集系统 电池供电系统 工业控制 工厂自动化系统等