辽宁工业大学
单片机原理及接口技术课程设计（论文）题目：水库水位监测装置设计
院（系）：电气工程学院
专业班级：
学号： 12030
学生姓名：
指导教师：（签字）
起止时间：2015.06.22-2015.07.05
课程设计（论文）报告的内容及其文本格式
1、课程设计（论文）报告要求用A4纸排版，单面打印，并装订成册
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6、对图题和图中文字要求：图题是5号黑体，在图的下方居中图中文字是5号宋体，参照图2.1
7、对表题和表中文字要求：表题是5号黑体，在表的上方居中表中文字是5号宋体，参照表2.1
课程设计（论文）任务及评语
院（系）：电气工程学院教研室：
注：成绩：平时20% 论文质量60% 答辩20% 以百分制计算
摘要
目前国内许多水文站监测水位仍采用人工方法。该方法不但存在测量的人身安全问题，而且还存在数据测量不够准确、监测实时性不强等问题。为了实时准确的监测水位，本文设计了单片机控制的水位监测系统。该系统主要由中央处理器、报警、显示、按键电路组成，能够实现水位实时监测显示，并能对超过警戒线上的水位进行报警。
在对该方案进行细化的过程中，对各功能模块的关键技术和设计作了具体的描述,它们包括CPU最小系统，液位传感器，A/D转换器，输入输出接口电路。在软件方面给出了流程图和程序清单。
关键词：51单片机；A/D转换；水位传感器；
目录
第1章绪论 (1)
1.1 水库水位监测装置设计概况 (1)
1.2 本文研究内容 (1)
第2章 CPU最小系统设计 (2)
2.1 水库水位监测装置总体设计方案 (2)
2.2 CPU的选择 (2)
2.3 数据存储器扩展 (4)
2.4 复位电路设计 (4)
2.5 时钟电路设计 (5)
2.6 CPU最小系统图 (6)
第3章水库水位监测装置输入输出接口电路设计 (6)
3.1 液位传感器的选择 (6)
3.2 水库水位监测装置检测接口电路设计 (7)
3.1.1 A/D转换器选择 (7)
3.1.2 模拟量检测接口电路图 (7)
3.2 水库水位监测装置输出接口电路设计 (8)
3.3 人机对话接口电路设计 (9)
第4章水库水位监测装置软件设计 (10)
4.1 软件实现功能综述 (10)
4.2 流程图设计 (10)
4.2.1 主程序流程图设计 (10)
4.2.2 模拟量检测流程图设计 (11)
4.3 程序清单 (12)
第5章系统设计与分析 (14)
5.1 系统原理图 (14)
5.2 系统原理综述 (14)
5.3 硬件仿真图 (15)
5.4 软件调试结果 (15)
第6章课程设计总结 (16)
参考文献 (17)
第1章绪论
1.1水库水位监测装置设计概况
在水利工程中，水库水位测量一直是水文、水利部门的重点。如果没有提前进行有效的水位监测，则在遇到洪水、台风等异常天气状况下，因水位达到警戒线而造成江堤决口，大水冲毁堤坝等恶性事故时有发生，由此给国家和人民生命财产带来巨大的损失，因此需要设计一种自动监测仪器。
随着科学技术的不断发展,我国的监测仪器已具有了一定的研究、开发和生产力,从行业生产水平和专业化等方面来看，于发达国家相比还存在一定的差距，国产水位监测仪器主要有浮筒式水位仪、压力传感器式水位仪、超声波式水位仪等，但这些仪器设备昂贵，操作步骤复杂，质控程序繁琐，基于此情况本设计设计了一套相对简单的实时自动检测水库水位的装置，该装置能实时监测水库的水位并通过LED显示屏显示出来，对超过警戒的水位情况进行报警，给运行维护人员提供管理依据，提高水库的安全性。
1.2本文研究内容
本论文主要研究水库水位监测系统的设计，对5米以内的水库水位要实现水位报警和水位实时显示功能，设计主要是通过液位传感器将检测来的液位高度转换成电压信号，再通过A/D转换把电压变成数字量传入单片机，单片机将传来的数据通过显示电路进行显示输出，显示精度要达到1厘米。通过键盘管理人员可以自由设定报警阀值，超过阀值的情况要通过报警电路进行有报警，同时报警电路还具有消音功能。
第2章 CPU 最小系统设计
2.1 水库水位监测装置总体设计方案
本设计方案的过程原理图如图2.1，通过液位传感器完成水位的测量，再通过放大器将液位传感器检测来的低压信号进行放大，A/D 转换器将模检测的模拟量电压转换成数字量，单片机将检测来的数字信号进行分析处理，产生相应的控制信号，分别通过信号控制LED 对水库水位实时显示，报警系统对超出警戒水位的情况进行报警，提醒运行人员。
图2.1过程原理图 2.2 CPU 的选择
本设计选择的单片机型号为89C51,89C51片内有4KB 的FlashROM 程序存储器，128B 的数据存储器，可扩展的外部数据和程序存储均为64KB ，基本结构由八部件组成即中央处理器，输入/输出接口，可编程串行口，定时/计数器，中断系统，特殊功能寄存器。下面按引脚功能分四个部分进行介绍。 芯片共有40个引脚。 1、主电源引脚（2根）
VCC(Pin40)：电源输入，接＋5V 电源。 VSS(Pin20)：接地线。 2、外接晶振引脚（2根）
LED 显示
液位传感器
XTAL1(Pin19)：片内振荡电路的输入端。
XTAL2(Pin18)：片内振荡电路的输出端。
3、控制引脚（4根）
RST(Pin9)：复位引脚引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位。
ALE/PROG(Pin30)：地址锁存允许信号。
PSEN(Pin29)外部存储器读选通信号。
EA/VPP(Pin31)：程序存储器的内外部选通，接低电平从外部程序存储器读指令，如果接高电平则从内部程序存储器读指令。
4、可编程输入/输出引脚（32根）
AT89S51单片机有4组8位的可编程I/O口，分别位P0、P1、P2、P3口，每个口有8位（8根引脚），共32根。每一根引脚都可以编程，
PO口（Pin39～Pin32）：名称为P0.0～P0.7，8位双向三态I/O口，当不做外部扩展时，8位准双向I/O口线，在访问外部存储器时，可分时用作低八位地址线和8位数据线。
P1口（Pin1～Pin8）：8位准双向I/O口线，名称为P1.0～P1.7
P2口（Pin21～Pin28）：8位准双向I/O口线，名称为P2.0～P2.7，在访问外部存储器时，它送出高八位地址。
P3口（Pin10～Pin17）：8位准双向I/O口线，名称为P3.0～P3.7，这八个管脚都有自己的第二功能，构成控制总线的一部分。
89C51的引脚如图2.2
图2.2 51单片机的引脚分布图
2.3数据存储器扩展
89C51片内有128B的RAM存储器，在实际运用中不够，需要利用51单片机的扩展功能进行外部数据存储器的扩展，本扩展采用的是6116数据存储器，6116是2K*8位静态随机存储器，采用COMS工艺制造，单一+5V电源供电，读出时间最大为200ns，89C51的数据扩展如图2.3。
图2.3 数据存储器扩展
2.4复位电路设计
复位操作可以使单片机初始化，也可以使死机状态下的单片机重新启动，因此非常重要。
本设计采用的是按键电平复位，在保证RESET引脚上提供10ms以上的高电平就能使单片机可靠复位，它还可以通过按键实现复位，按下按键后，通过R1和R2形成回路，使RESET端产生高电平。
复位电路如图2.4
图2.4
复位电路原理图
2.5时钟电路设计
计算机工作时，是在统一的时钟脉冲控制下一拍一拍地进行的，这个脉冲就是由时钟电路产生的，外接晶振，C1，C2值都是30pf，晶振频率为0~24MHZ.时钟电路原理图2.5
图2.5 时钟电路图
2.6CPU最小系统图
CPU最小系统由CPU,74LS373锁存器，6116组成，CPU最小系统如图2.6
图2.6 CPU最小系统图
第3章水库水位监测装置输入输出接口电路设计3.1液位传感器的选择
液位传感器有压力式液位传感器，超声波液位传感器，温度液位传感器，但这些传感器本身结构比较复杂，设计成本高，所以本设计采用筒式电容传感器采集液位的高度。主要利用其两电极的覆盖面积随被测液体液位的变化而变化，从而引起对应电容量变化的关系进行液位测量。当电容量发生变化时通过传感器测量电路将输出不同的电压值，从而不同的液位高度将对应不同的电压值，实现了液位与电压这个模拟量之间的联系。
液位传感器的测量电路如图3.1
图3.1 液位检测电路
3.2 水库水位监测装置检测接口电路设计
3.1.1A/D转换器选择
本设计采用的转换器为ADC0809转换器。ADC0809是8位逐次比较式CMOS A/D转换器，它是目前最流行的中速廉价型产品之一。片内有多路模拟开关及通道地址译码及锁存电路，可对多路模拟信号进行分时采集及转换，片内配置了三态输出数据缓冲器，提供了与微处理器兼容接口，最大不可调误差小于正负1LSB。
3.1.2模拟量检测接口电路图
模拟量检测接口电路如图3.2，它由CPU，ADC0809模数转换器和液位检测电路组成。
图3.2 模拟量检测接口电路
3.2水库水位监测装置输出接口电路设计
报警电路如图3.3当89C51的P2.0输出高电平时，表示水位高出警戒值，此时蜂鸣器报警。
图3.3 报警电路
3.3人机对话接口电路设计
人机对话接口电路是由键盘和显示器组成，能实现水位的显示和设定报警水位，键盘电路如图3.4，显示电路如图3.5
图3.4 键盘电路图
图3.5 显示电路图
第4章水库水位监测装置软件设计
4.1软件实现功能综述
本设计是通过水位传感器以电压模拟量来表示水位的高度，将电压这个模拟量通过模数转换变成单片机能识别的数字量，单片机通过软件对数字量进行显示从000~500单位是厘米。但水位超过设定的警戒值时，由P2.0驱动报警电路进行报警，从而实现水位的实时监测和水位过量的报警输出。
4.2流程图设计
4.2.1主程序流程图设计
主程序要完成对模拟信号的检测计算，转化成数字量，通过LED输出电路对采集来的液位进行实时的显示，并判断液位是否超出了警戒值，如果超出了警戒值，将产生信号驱动报警电路报警。如果有停止检测信号产生，主程序将停止工作。主程序流程图如图4.1
图4.1 主流程图
4.2.2 模拟量检测流程图设计
模拟量检测，通过水位的不同使液位传感器的电容值不同，从而模拟量检测电路产生的电压值不同，再通过A/D 转换器把电压信号转换成数字信号，从而实现不同液位对应不同的数字量，模拟量检测流程图如图4.2
图4.2 模拟量检测流程图
4.3程序清单
A/D转换程序清单：
START: MOV R0，#30H
MOV R6，#08H
MOV R7, #08H
CONV1: MOV DPTR, #7FF8H CONV2: MOVX @DPTR, A
MOV R5, #0AH
DLX: DJNZ R5, DLX
WAIT: JB P3.3， WAIT
MOVX A, @DPTR
MOV @R0， A
INC R0
INC DPTR
DJNZ R6， CONV2
MOV R6， #08H
DJNZ R7， CONV1
ACALL DATADSP
LJMP START
初始化程序：
MOV SP，#60H
MOV P2，#11011011B MOV TIMER，#50
显示程序：
DIR： MOV R0, #7AH
MOV R3, #01H
MOV A, #00H
MOV R1,#BITPORT
MOV @R1, A
LDl： MOV A, @R0
MOV DPTR, @#DSEG
MOVC A, @A+DPTR
MOV R1, #SEGPORT
MOVX @R1, A
MOV R1, #BITPORT
MOV A, R3
MOVX @R1, A
LCALL DELY s
INC R0
JB A.3, LD2
RL A
MOV R3, A
SJMP LD1
LD2: RET
报警程序：
SND: SETB P2.0
MOV R7, #1EH
DL: MOV R6, #0F9H
DL1: DJNZ R6, DL1
DJNZ R7, DL
CLR P0.0
RET
第5章系统设计与分析
5.1系统原理图
图5.1 系统原理图
5.2系统原理综述
根据具体的原理电路图综述本次设计所要完成功能的原理。
水库水位自动监测装置要完成水库水位的实时检测并显示输出，并对超出警戒值得水位进行报警，对水位的检测本设计采用的是电容式的液位传感器，当水位变化时电容值发生变化从而产生电压的变化，再通过A/D转换把电压信号变成数字量送入单片机中，单片机将对数字量进行计算和分析，将液位显示在LED显示屏中，通过报警电路对超过警戒值得水位进行报警。考虑到对水位进
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北京理工大学珠海学院 课程设计任务书 2011 ～2012 学年第 1 学期 学生姓名：专业班级：自动化 指导教师：工作部门：信息学院 一、课程设计题目水塔水位控制系统 二、课程设计内容： 1、硬件设计 （1）用80C51设计一个单片机最小控制系统。其中P1.0接水位下限传感器，P1.1接水位上限传感器，P1.2输出经反相器后接光电耦合器，通过继电器控制水泵工作，P1.3输出经反相器后接LED，当出现故障时LED闪烁；P1.4输出经反相器后接蜂鸣器，当出现故障时报警。 （2）用塑料尺、导线等设计一个水塔水位传感器。其中A电级置于水位10CM处，接5V电源的正极，B级置于水位15CM处，经4.7K下拉电阻接单片机的P1.0口，C 电级置于水位的20CM处，经4.7K下拉电阻接单片机的P1.1口。 （3）设计一个单片机至水泵的控制电路。要求单片机与水泵之间用反相器、光电耦合器和继电器控制，计算出LED限流电阻，接好继电器的续流二极管。 2、软件设计 （1）根据功能要求画出控制程序流程图。 （2）根据控制程序流程图编写80C51汇编语言或C51程序。 三、功能要求： 1、水塔水位下降至下限水位时，启动水泵,水塔水位上升至上限水位则关闭水泵。 2、水塔水位在上、下限水位之间时，水泵保持原状态。 3、供水系统出现故障时，自动报警。 四、调试 1、在Kerl-uvision上单步调试，观察累加器寄存器存储器的运行之间是否正常。 2、将程序下载到仿真仪上，进行模拟仿真，检查程序工作是否正常。 3、将模拟水塔、传感器、控制电路和水泵联成一个完整的系统，进行整机调试，观察系统工作是否正常。 撰搞人教研室主任院长 签名 日期2010.10.6
摘要 霓虹灯主要是通过8255A对LED亮灭状态的控制，和8254定时/计数器的定时功能实现霓虹灯闪烁控制系统，外设是红、绿、黄三种颜色的发光二极管，在程序自动控制下，按照不同规律闪烁同时由数码管显示相应的闪烁方式。 关键字： 8255A 8254 LED 数码管
一、设计的任务和要求 设计霓虹灯闪烁控制系统，是外设的红、绿、黄三种颜色的发光二极管，在开关的控制下或者在程序自动控制下，按照不同规律闪烁。 要求发光二极管的亮、灭变化有一定的规律；发光二极管变化规律要求有多种状态。 二、设计小组成员及分工 本次课设由冀任共同完成，在课设中遇到的问题四个人共同思考解决。 三、总体设计 1、8254用于定时：定时/计数器0与定时器/计数器1共同构成100ms的定时器，确定执行相邻闪烁方式的间隔时间。 2．8255A用于控制LED的状态和数码管显示：PA0接8254的输出，B口接数码管，显示对应的闪烁方式，C口输出控制LED的状态。 3、六种闪烁方式： 方式1：从左向右依次点亮8个LED灯，数码管显示1 方式2：从右向左依次点亮8个LED灯，数码管显示2 方式3：从左向右依次点亮4个的红灯、2个黄灯和2个绿灯，数码管显示3 方式4：从左向右两个两个的点亮8个LED灯，数码管显示4 方式5：从两边向中间依次点亮8个LED灯，数码管显示5 方式6：按红、绿、黄顺序点亮相同颜色的灯，数码管显示6 1、芯片介绍 （1）芯片8255A 8255A是具有3个8位并行I/O口3种工作方式的可编程并行接口芯片。8255共有40个引脚,采用双列直插式封装。
D0--D7:三态双向数据线,与单片机数据总线连接,用来传送数据信息。 CS：片选信号线，低电平有效，表示芯片被选中。 RD：读出信号线，低电平有效，控制数据的读出。 WR：写入信号线，低电平有效，控制数据的写入。 Vcc：+5V电源。 PA0--PA7：A口输入/输出线。 PB0--PB7：B口输入/输出线。 PC0--PC7：C口输入/输出线。 RESET：复位信号线。 A1、A0：地址线，用来选择8255内部端口。 GND：地线。 三种工作状态： 1) 工作方式 0 ：这是 8255A 中各端口的基本输入 / 输出方式。它只完成简单的并行输入 / 输出操作， CPU 可从指定端口输入信息，也可向指定端口输出信息，如果三个端口均处于工作方式 0 ，则可由工作方式控制字定义 16 种工作方式的组合。
课程设计(论文) 题目名称： 课程名称： 学生姓名： 学号： 学院： 指导教师：
课程设计任务书
目录 摘要 (4) 引言 (5) 1几种方案的比较 (6) 1.1 简单的机械式控制方式 (6) 1.2 复杂控制器控制方案 (6) 1.3通过水位变化上下限的控制方式 (6) 2水塔水位控制原理 (8) 3电路设计 (9) 3.1原件的介绍 (9) 3.2引脚功能 (10) 3.3 水位检测接口电路 (13) 3.4报警接口电路 (14) 3.5 存储器扩展接口电路.................. .. (14) 4系统软件设计 (15) 4.1 流程图 (15) 4.2程序 (16) 5实验仿真 (18) 6结语 (19)
7参考文献 (19) 摘要 随着微电子工业的迅速发展，单片机控制的智能型控制器广泛应用于电子产品中，为了使学生对单片机控制的智能型控制器有较深的了解。经过综合分析选择了由单片机控制的智能型液位控制器作为研究项目，通过训练充分激发学生分析问题、解决问题和综合应用所学知识的潜能。另外，水位控制在高层小区水塔水位控制，污水处理设备和有毒，腐蚀性液体液位控制中也被广泛应用。通过对模型的设计可很好的延伸到具体应用案例中。设计一种基于单片机水塔水位检测控制系统。该系统能实现水位检测、电机故障检测、处理和报警等功能，实现超高、低警戒水位报警，超高警戒水位处理。介绍电路接口原理图，给出相应的软件设计流程图和汇编程序，并用Proteus软件仿真。实验结果表明，该系统具有良好的检测控制功能，可移植性和扩展性强。 关键词：单片机；水位检测；控制系统；仿真
《单片机原理与应用》期末复习题一 一、填空题： 1．单片微型计算机是一种把（1）中央处理器（CPU）（2）半导体存储器（ROM、RAM）（3）输入/输出接口（I/O接口）（4）定时器/计数器（5）中断系统（6）串行口等部分集成在同一块硅芯片上的有完整功能的微型计算机。 2.十进制数+100的补码=64H，十进制数-100的补码= 9C H 。 3．在8051单片机内部，其RAM高端128个字节的地址空间称为特殊功能寄存器或SFR 区，8051单片机其内部有 21 个特殊功能寄存器，其中11 个可以位寻址。 4．通常单片机上电复位时PC = 0000H，P0～P3 = FFH。SP = 07H，PSW = 00H ，通用寄存器则采用第0组，这一组寄存器的地址范围是从00H 到07H。 5．若PSW为18H，则选取的是第3组工作寄存器。 6．在微机系统中，CPU是按照程序计数器PC 来确定程序的执行顺序的。7．ORL A , #0F0H是将A的高四位置1,而低四位不变。 8．堆栈遵循先进后出（或后进先出）的数据存储原则，针对堆栈的两种操作为PUSH 和 POP 。 9．MCS-51片内20H~2FH范围内的数据存储器，既可以字节寻址又可以：位寻址。 10. 8位二进制数，采用补码形式表示带符号数，它能表示的带符号数真值的范围是分别为-128～127。 11．I/O端口作为通用输入输出口时，在该端口引脚输入数据时，应先向端口锁存器进行写“1”操作。 12．MCS51单片机PC的长度为16位；SP的长度为8位，数据指针DPTR的长度为16位。 13．8051片内有256B的RAM ，可分为四个区，00H～1FH为工作寄存器区；20H～2FH为位寻址区；30H～7FH为堆栈、数据缓冲区；80H～FFH为特殊功能寄存器区。 14．半导体存储器中有一类在掉电后不会丢失数据，称为只读存储器，另一类掉电后丢失数据，且通电后也不能自动恢复，称为随机存取存储器。15．程序储存器的主要功能是存储指令和固定常数与表格数据。16．8051在物理结构上只有四存储空间，它们分别是片内程序存储器、片外程序存储器、片内数据存储器、片外数据存储器；但在逻辑结构上只有三个存储空间，它们分别是片内外统一编址的64KB程序存储器、片内256B的数据存储器和片外64KB的数据存储器。
… 微机原理与接口技术 课程设计报告 、 设计名称：电子表设计 专业：计算机原理与接口技术 班级： 姓名： 学号： 指导教师： |
2014年 11 月 27 日
目录 摘要 (2) 一、设计目的及要求 (3) 设计任务 (3) 设计功能 (3) 课程设计方式及基本要求 (3) 实验方式 (3) * 基本要求 (3) 设计所用元件 (4) 二、设计题目及思想 (4) 设计原理 (4) 主要模块 (5) 芯片初始化 (7) 程序流程图 (9) 硬件接线图 (11) | 三、调试结果 (13) 四、课程设计总结 (16) 遇到问题及解决方案 (16) 课程设计心得体会 (16) 参考文献 附录 `
摘要 汇编语言是计算机能够提供给用户使用的最快而又最有效的语言，也是能够利用计算机所有硬件特性并能直接控制硬件的唯一语言。因而，对程序的空间和时间的要求很高的场合，汇编语言的应用是必不可少的。至于很多需要直接控制硬件的应用场合，则更是非用汇编语言不可了。随着科学技术迅速发展，理工科大学生不仅需要掌握计算机方面的基本理论知识，而且还需要掌握基本的实验技能及一定的科学研究能力。 通过课程设计，使学生巩固和加深微型计算机原理理论知识，通过实践进一步加强学生独立分析问题和解决问题的能力、综合设计及创新能力的培养，同时注意培养学生实事求是、严肃认真的科学作风和良好的实验习惯，为今后工作打下良好的基础。鉴于汇编语言的广泛用途及其在当代计算机界的重要作用，本人利用学的知识，在同学门的帮助下，花费大量时间，完成了关于电子表的系统设计。这个系统是应用于电脑中的小应用程序，可是显示电脑中的时间。很多地方都会有个时钟显示，其中大多是应用了类似这样的方法。 关键词：汇编语言微机原理接口技术时钟显示
过程控制课程设计——液位控制系统综合设计 目录 目录 0 1.引言 (1) 2.系统工作原理 (1) 3. 硬件设计部分 (2) 3.1控制回路硬件图 (2) 3.2系统硬件设计 (3) 3.3控制系统的结构组成 (3) 3.4 设备连接 (4) 4.PID控制器程序设计 (4) 4.1 PID原理如下 (4) 4.2 A/D、D/A转换控制环节 (5) 4.3 PID控制程序 (5) 5.设计总结及心得体会 (7) 参考文献 (8)
1.引言 液位控制是工业中常见的过程控制，它对生产的影响不容忽视。单容液位控制系统具有非线性，滞后，耦合等特征，能够很好的模拟工业过程特征。对于液位控制系统，常规的PID控制采用固定的参数，难以保证控制适应系统的参数变化和工作条件变化，得不到理想效果，模糊控制具有对参数变化不敏感和鲁棒性强等特征，但控制精度不太理想。如果将模糊控制和传统的PID控制两者结合，用模糊控制理论来整定PID控制器的比例，积分，微分系统，就能更好的适应控制系统的参数变化和工作条件的变化。 本课程设计所控制的是单容下水箱液位，根据控制系统要求，设计采用过程控制器件液位变送器、电动调节阀以及可编程逻辑控制器组成单回路闭环控制系统。从而熟悉PID算法在过程控制中的应用和闭环回路调节系统的设计方法。 2.系统工作原理 整个液位控制系统采用典型的反馈式闭环控制，液位控制系统原理图如图2.1所示： 图2.1 液位控制系统原理图 图2.1为单回路上水箱液位控制系统，单回路调节系统一般指在一个调节对象上用一个调节器来保持一个参数的恒定，而调节器只接受一个测量信号，其输出也只控制一个执行机构。本系统所要保持的恒定参数是液位的给定高度，即控制的任务是控制上水箱液位等于给定值所要求的高度。根据控制框图，这是一个闭环反馈单回路液位控制，采用工业智能仪表控制。当调节方案确定之后，接下来就是整定调节器的参数，一个单回路系统设计安装就绪之后，控制质量的好坏与控制器参数选择有着很大的关系。合适的控制参数，可以带来满意的控制效果。反之，控制器参数选择得不合适，则会使控制质量变坏，达不到预期效果。因此，当一个单回路系统组成好以后，如何整定好控制器参数是一个很重要的实际问题。一个控制系统设计好以后，系统的投运和参数整定是十分重要的工作。 一般言之，用比例（P）调节器的系统是一个有差系统，比例度δ的大小不仅会影响到余差的大小，而且也与系统的动态性能密切相关。比例积分（PI）调节器，由于积分的作用，不仅能实现系统无余差，而且只要参数δ，Ti调节合理，也能使系统具有良好的动态性能。比例积分微分（PID）调节器是在PI调节器的基础上再引入微分D的作用，从而使系统既无余差存在，又能改善系统的动态性能（快速性、稳定性等）。在单位阶跃作用下，P、PI、PID 调节系统的阶跃响应分别如图3-2中的曲线①、②、③所示。
单片机原理与应用-赵德安
单片机原理与应用 第1章微机基础知识 考试知识点： 1、各种进制之间的转换 （1）各种进制转换为十进制数 方法：各位按权展开相加即可。 （2）十进制数转换为各种进制 方法：整数部分采用“除基取余法”，小数部分采用“乘基取整法”。 （3）二进制数与十六进制数之间的相互转换方法：每四位二进制转换为一位十六进制数。 2、带符号数的三种表示方法 （1）原码：机器数的原始表示，最高位为符号位（0‘+’1‘-’），其余各位为数值位。 （2）反码：正数的反码与原码相同。负数的反码把原码的最高位不变，其余各位求反。 （3）补码：正数的补码与原码相同。负数的补码为反码加1。 原码、反码的表示范围：-127～+127，补码的表示范围：-128～+127。 3、计算机中使用的编码
（1）BCD码：每4位二进制数对应1位十进制数。 （2）ASCII码：7位二进制数表示字符。0～9的ASCII码30H～39H，A的ASCII码41H，a的ASCII码61H。 考试复习题： 1、求十进制数-102的补码（以2位16进制数表示），该补码为。 2、123= B= H。 3、只有在________码表示中0的表示是唯一的。 4、真值-0000000B的反码为；其补码为。 5、+1000110B的反码是；-0110011B 的补码是。 6、10101.101B转换成十进制数是（）。 （A）46.625 （B）23.625 (C) 23.62 (D) 21.625 7、3D.0AH转换成二进制数是（）。 （A）111101.0000101B (B) 111100.0000101B (C) 111101.101B (D) 111100.101B
摘要 本文根据液位系统过程机理，建立了单容水箱的数学模型。在设计中用到的PID算法提到得较多，PLC方面的知识较少。并根据算法的比较选择了增量式PID算法。建立了PID 液位控制模拟界面和算法程序，进行了系统仿真，并通过整定PID参数，同时得出了整定后的仿真曲线和实际曲线。主要内容包括：PLC的产生和定义、过程控制的发展、水箱的特性确定与实验曲线分析，FX2系列可编程控制器的硬件掌握，PID参数的整定及各个参数的控制性能的比较，应用PID控制算法所得到的实验曲线分析，整个系统各个部分的介绍和讲解PLC的过程控制指令PID指令来控制水箱水位。PLC在工业自动化中应用的十分广泛。PID控制经过很长时间的发展，已经成为工业中重要的控制手段。本设计就是基于PLC的PID算法对液位进行控制。PLC经传感电路进行液位高度的采集，然后经过自动调节方式来确定完PID参数后，通过控制直流泵的工作时间来实现液位的控制。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。本次设计主要内容是利用提供的被控对象单容水槽和相关仪器仪表，设计液位控制系统，利用组态王软件编写控制算法实现控制系统的上位机监控。 关键词：组态王，液位控制，PID算法，过程控制
一、设计任务 (3) 二、实验目的 (3) 三、实验方案 (4) 四、实验过程 (5) 实验总结 (17) 参考文献 (18) 附录 (19)
一、设计任务： （1）液位监控：完成一个液位监控系统，要有流程图画面，报警画面，历史曲线、实时曲线、报表等个画面键可以灵活切换。 （2）通过组态软件，结合实验已有设备，按照定值系统的控制要求，根据较快较稳的性能要求，采用但闭环控制结构和PID控制规律，设计一个具有美观组态画面和较完善组态控制程序的液位单回路过程控制系统。 设计要求 (1)根据液位单回路过程控制系统的具体对象和控制要求，独立设计控制方案，正确选用过程仪表。 (2)运用组态软件，正确设计液位但回路过程控制系统的组态图、组态画面和组态控制程序。 二、实验目的： （1）能根据具体对象及控制要求，独立设计控制方案，正确选用过程仪表。 （2）能够根据过程控制系统A/D、D/A和开关I/O的需要，正确选用模块。 （3）能根据与计算机串行通讯的需要，正确选用RS485/RS232转换与通讯模块。
信息工程系 计算机科学与技术 12计本1班 1214110214 黄 福 朱 茜 2015年06月29日 院 系： 专 业： 年级班级： 学 号： 姓 名：指导教师： 设计日期：
目录 一．课程设计目的 (3) 二．课程设计任务 (3) 三．总体设计方案 (3) 五．程序设计流程图 (4) 六. 程序连接图 (5) 七．程序清单 (5) 八．实验结果 (8) 九．课程设计总结和体会 (8)
一．课程设计目的 用汇编语言和微机原理实验箱完成实现双方向交通信号灯控制系统，以达到熟练运用汇编语言编程以及实验箱上各个芯片的灵活运用。 ⒈了解交通灯管理的基本工作原理 ⒉熟悉8253定时计数器的工作方式和编程应用 ⒊熟悉8255A并行接口的工作方式和编程应用 二．课程设计任务 本次课程设计的内容为双方向交通信号灯的控制和管理。 具体要求如下： 1．东西方向车辆放行20秒钟。即东西方向的绿灯和南北方向的红灯同时点亮25秒钟和黄灯点亮3秒钟。 2．南北方向车辆放行20秒钟后，转为南北方向的黄灯点亮3秒钟，以警示将切换红绿灯。此时东西方向仍维持红灯点亮。 3．循环重复执行1和2两步骤。 三．总体设计方案 1、用实验系统8255A实现对信号灯的控制（B端口），A端口的PA6、PA7口用来和8253共同控制信号灯点亮的时间。 2、实验中，8255选用(10010000)方式选择字,A组工作0方式,A端口输入,PC4-PC7输出,B组0方式,B端口输出,PC3-PC0输出 3、实验中，8253采用两个计数器级联的方式达到定时的效果，8253计数器0的CLK0输入1MHZ的时钟脉冲，工作在模式3即方波发生器，理论设计OUT0 输出周期为0.01S的方波，则计数器0的初值为10000；OUT0输出的方波分别作为计数器1、计数器2的CLK1和CLK2的输入时钟脉冲，计数器1和计数器2工作方式为模式1，计数器1的初值为2500，即OUT1输出25秒，控制红绿灯的时间；计数器2初值为300，即OUT2输出3秒，控制黄灯的时间。
过程控制仪表课程设计 题目锅炉汽包水位控制系统 指导教师高飞燕 班级自动化071 学号 20074460107 学生姓名丁滔滔 2011年1月5号
附录：仪表配接图 (20) 锅炉汽包水位控制系统 1.系统简介： 控制系统一般由以下几部分组成 图1 自动控制系统简易图 锅炉水位系统如下图：
其单位阶跃响应图如下：
图3 蒸汽流量干扰下水位阶跃曲线 通过电容式液位计将检测来的液位信号变送给成标准信号，再输送给控制器，调节器再通过执行机构和阀来控制进水量，从而达到自动控制锅炉水位。 2．锅炉控制系统： 2.1锅炉： 锅炉是火力发电厂中主要设备之一。它的作用是使燃料在炉膛中燃烧放热，井将热量传给工质，以产生一定压力和温度的蒸汽，供汽轮发电机组发电。电厂锅炉与其他行业所用锅炉相比，具有容量大、参数高、结构复杂、自动化程度高等特点。 2.2过热器和再热器： 蒸汽过热器是锅炉的重要组成部分，它的作用是将饱和蒸汽加热成为具有一定温度的过热蒸汽，并要求在锅炉负荷或其他工况变动时，保证过
热气温的波动处在允许范围内。 提高蒸汽初压和初温可提高电厂循环热效率，但蒸汽初温的进一步提高受到金属材料耐热性能的限制。蒸汽初压的提高随可提高循环热效率，但过热蒸汽压力的进一步提高受到汽轮机排气湿度的限制，因此为了提高循环热效率及降低排气湿度，可采用再热器。通常，再热蒸汽压力为过热蒸汽压力的20%左右，再热蒸汽温度与过热蒸汽温度相近。 过热器和再热器内流动的为高温蒸汽，其传热性能差，而且过热器和再热器又位于高烟温区，所以管壁温度较高。如何使过热器和再热器管能长期安全工作是过热器和再热器设计和运行中的重要问题。 在过热器和再热器的设计及运行中，应注意下列问题: ⑴运行中应保持汽温的稳定，汽温波动不应超过±（5～10）℃。 ⑵过热器和再热器要有可靠的调温手段，使运行工况在一定范围内变化时能维持额定的汽温。 ⑶尽量防止和减少平行管子之间的偏差。 2.3省煤器和空气预热器： 省煤器和空气预热器通常布置在锅炉对流烟道的尾部，进入这些受热面的烟气温度已较低，因此常把这两个受热面称为尾部受热面或低温受热面。 省煤器是利用锅炉尾部烟气的热量来加热给水的一种热交换装置。它可以降低排烟温度，提高锅炉效率，节省燃料。在现代大型锅炉中，一般都利用汽轮机抽汽来加热给水，而且随着工质参数的提高，常采用多级给水加热器。 空气预热器不仅能吸收排烟中的热量，降低排烟温度，从而提高锅炉效率；而且由于空气中的预热，改善了燃料的着火条件，强化了燃烧过程，减少了不完全燃烧热损失，这对于燃用难着火的无烟煤及劣质煤尤为重要。使用预热空气，可使炉膛温度提高，强化炉膛辐射热交换，使吸收同样辐射热的水冷壁受热面可以减少。较高温度的预热空气送到制粉系统作为干燥剂，在磨制高水分的劣质煤时更为重要。因此空气预热器也成为现
思考与练习题 1 1.1单项选择题 （1）单片机又称为单片微计算机，最初的英文缩写是（ D ） A.MCP B.CPU C.DPJ D.SCM （2）Intel 公司的MCS-51系列单片机是（ C ）的单片机。 A.1 位 B.4 位 C.8 位 D.16 位 （3）单片机的特点里没有包括在内的是（ C ） A. 集成度高 B. 功耗低 C. 密封性强 D. 性价比高 （4）单片机的发展趋势中没有包括的是（ B ） A. 高性能 B. 高价格 C. 低功耗 D. 高性价比 （5）十进制数56 的二进制数是（ A ） A.00111000B B.01011100B C.11000111B D.01010000B （6）十六进制数93 的二进制数是（ A ） A.10010011B B.00100011B C.11000011B D.01110011B （7）二进制数11000011 的十六进制数是（ B ） A. B3H B.C3H C.D3H D.E3H （8）二进制数11001011 的十进制无符号数是（ B ） A. 213 B.203 C.223 D.233 （9）二进制数11001011 的十进制有符号数是（ B ） A. 73 B.-75 C.-93 D.75 （10）十进制数29的8421BCD压缩码是（ A ） A.00101001B B.10101001B C.11100001B D.10011100B （11）十进制数-36 在8 位微机中的反码和补码是（ D ） A.00100100B 、11011100B B.00100100B 、11011011B C.10100100B、11011011B D.11011011B、11011100B （12）十进制数+27在8 位微机中的反码和补码分别是（ C ） A.00011011B 、11100100B B.11100100B 、11100101B C.00011011B 、00011011B D.00011011B 、11100101B （13）字符9 的ASCII 码是（ D ） A.0011001B B.0101001B C.1001001B D.0111001B （14）ASCII 码1111111B的对应字符是（ C ） A. SPACE B.P C.DEL D.{ （15）或逻辑的表达式是（ B ） A.A ?B=F B. A+B=F C. A ⊕ B=F D.（A ?B）=F （16）异或逻辑的表达式是（ C ） A.A?B=F B. A+B=F C. A ⊕B=F D.（A ?B）=F （17）二进制数10101010B与00000000B的“与”、“或”和“异或”结果是（ B ） A.10101010B、10101010B、00000000B B.00000000B、10101010B、10101010B C.00000000B、10101010B、00000000B D.10101010B、00000000B、10101010B （18）二进制数11101110B与01110111B的“与”、“或”和“异或”结果是（ D ） A.01100110B、10011001B、11111111B B.11111111B、10011001B、01100110B C.01100110B、01110111B、10011001B D.01100110B、11111111B、10011001B （19）下列集成门电路中具有与门功能的是（ D ）
课程设计实验报告 课程：现代微机原理与接口技术题目：键盘扫描实验
班级：数字媒体 1004 学号： 0305100417 学生：海洋 指导老师：天天 日期： 2012.6.18 一、实验目的 （1）掌握键盘扫描的应用及编程 （2）掌握LED的应用 二、实验设备 PC计算机一台，TD-PIT + 实验系统一套。 三、实验原理 （1）8255芯片：8255具有3个带锁存或缓冲的数据端口，它的并行数据宽度为8位。可与外设并行进行数据交换。A口和B口具有中断控制逻辑，在外设与CPU之间可用中断方式进行信息交换。把8255并口和键盘，组成一个键盘装置。通过cpu对8255的控制最总达到键扫的目的。每一个键对应一个ASCII 码字符，通过8255的输入和输出，最终显示在屏幕上。 （2）LED数码显示原理：数码管的 7 个段及小数点都是由 LED 块组成的，显示方式分为静态显示和动态显示两种。数码管在静态显示方式时，其共阳管的位选信号均为低电平，四个数码管的共用段选线 a、b、c、d、e、f、g、dp 分别与单片机的 8 根 I/O 口线相连，显示数字时只要给相应的段选线送低电平。数码管在动态显示方式时，在某一时刻只能有一个数码管被点亮显示数字，其余的处于非选通状态，位选码端口的信号改变时，段选码端口的信号也要做相应的改变，每位显示字符停留显示的时间一般为1-5ms，利用人眼睛的视觉惯性，在数码管上就能看到相当稳定的数字显示。 （3）键盘扫描原理：第一步，使行线为编程的输入线，列线是输出线，拉低所有的列线，判断行线的变化，如果有按键按下，按键按下的对应行线被拉低，否则所有的行
第1章单片机概述参考答案 1.1 答：微控制器，嵌入式控制器 1.2 答：CPU、存储器、I/O口、总线 1.3 答：C 1.4 答：B 1.5 答：微处理器、微处理机和CPU它们都是中央处理器的不同称谓，微处理器芯片本身不是计算机。而微计算机、单片机它们都是一个完整的计算机系统，单片机是集成在一个芯片上的用于测控目的的单片微计算机。 嵌入式处理器一般意义上讲，是指嵌入系统的单片机、DSP、嵌入式微处理器。目前多把嵌入式处理器多指嵌入式微处理器，例如ARM7、ARM9等。嵌入式微处理器相当于通用计算机中的CPU。与单片机相比，单片机本身（或稍加扩展）就是一个小的计算机系统，可独立运行，具有完整的功能。而嵌入式微处理器仅仅相当于单片机中的中央处理器。为了满足嵌入式应用的特殊要求，嵌入式微处理器虽然在功能上和标准微处理器基本是一样的，但在工作温度、抗电磁干扰、可靠性等方面一般都做了各种增强。 1.6 答：MCS-51系列单片机的基本型芯片分别：8031、8051和8071。它们的差别是在片内程序存储器上。8031无片内程序存储器、8051片内有4K字节的程序存储器ROM，而8751片内有集成有4K字节的程序存储器EPROM。 1.7 答：因为MCS-51系列单片机中的"MCS"是Intel公司生产的单片机的系列符号，而51系列单片机是指世界各个厂家生产的所有与8051的内核结构、指令系统兼容的单片机。 1.8 答：相当于MCS-51系列中的87C51，只不过是AT89S51芯片内的4K字节Flash存储器取代了87C51片内的4K字节的EPROM。 1.9 单片机体积小、价格低且易于掌握和普及，很容易嵌入到各种通用目的的系统中，实现各种方式的检测和控制。单片机在嵌入式处理器市场占有率最高，最大特点是价格低，体积小。 DSP是一种非常擅长于高速实现各种数字信号处理运算（如数字滤波、FFT、频谱分析等）的嵌入式处理器。由于对其硬件结构和指令进行了特殊设计，使其能够高速完成各种复杂的数字信号处理算法。广泛地用于通讯、网络通信、数字图像处理，电机控制系统，生物信息识别终端，实时语音压解系统等。这类智能化算法一般都是运算量较大，特别是向量运算、指针线性寻址等较多，而这些正是DSP的长处所在。与单片机相比，DSP具有的实现高速运算的硬件结构及指令和多总线，DSP处理的算法的复杂度和大的数据处理流量以及片内集成的多种功能部件更是单片机不可企及的。 嵌入式微处理器的基础是通用计算机中的CPU，它的地址总线数目较多能扩展较大的存储器空间，所以可配置实时多任务操作系统(RTOS)。RTOS是嵌入式应用软件的基础和开发平台。正由于嵌入式微处理器能运行实时多任务操作系统，所以能够处理复杂的系统管理任务和处理工作。因此，广泛地应用在移动计算平台、媒体手机、工业控制和商业领域（例如，智能工控设备、ATM机等）、电子商务平台、信息家电（机顶盒、数字电视）以及军事上的应用。 1.10 广义上讲，凡是系统中嵌入了"嵌入式处理器"，如单片机、DSP、嵌入式微处理器，都称其为"嵌入式系统"。但多数人把 "嵌入"嵌入式微处理器的系统，称为"嵌入式系统"。目前"嵌入式系统"还没有一个严格和权威的定义。目前人们所说的"嵌入式系统"，多指后者。 第2章 AT89S51单片机的硬件结构 1．答：AT89S51单片机的片内都集成了如下功能部件：（1）1个微处理器（CPU）；（2）128
摘要 在过程工业中被控制量通常有以下四种: 液位、压力、流量、温度。而液位不仅是工业过程中常见的参数，且便于直接观察，也容易测量。过程时间常数一般比较小。以液位过程构成实验系统,可灵活地进行组态，实施各种不同的控制方案。液位控制装置也是过程控制最常用的实验装置。国外很多实验室有此类装置，如瑞典LUND大学等。很多重要的研究报告、模拟仿真均出自此类装置! 本次设计也是基于这套水箱液位控制装置来实现的。这套系统由多个水箱，液位检测变送器，电磁流量计，涡轮流量计，自动调节阀，控制面板等喝多器件构成。 液位控制的发展从七十年代到九十年代经历了几个阶段，控制理论由经典控制理论到现代控制理论，再到多学科交叉；控制工具由模拟仪表到DCS，再到计算机网络控制；控制要求与控制水平也由原来的简单、安全、平稳到先进、优质、低耗、高产甚至市场预测、柔性生产。而其中应用最广泛的就是PID 控制器。 这次首先是用一天半的时间让我们熟悉各种建模的方法。学会建立了最初的四种模型。接着后几天就是开始熟悉各种控制系统，以及运用它们去控制水箱的液位，从而更加深刻的理解控制的概念。并且在过程中，要熟练学会调整PID的参数，学会使用MATLAB等。 关键词：水箱液位；PID控制；串级控制；前馈控制；经验凑试法
目录 1引言 (1) 2 实验设备 (2) 2.1 THJ-FCS型或THJ-3型高级过程控制系统实验装置 (2) 2.2计算机及相关软件。 (6) 2.2.1 SIMATIC WinCC简介 (6) 2.2.2 监控界面 (7) 3 设备工作原理及运行过程 (8) 3.1 设备工作原理 (8) 3.2 控制系统流程图 (9) 3.3系统投运及步骤 (10) 4 参数整定与结果分析 (12) 4.1 参数整定 (12) 4.1.1 比例（P）调节 (12) 4.1.2 比例积分（PI）调节 (14) 4.1.3 比例积分微分（PID）调节 (17) 4.2 结果分析 (19) 总结 (20) 参考文献 (21)
上海工程技术大学Shanghai University of Engineering Science 《微机原理与接口技术》 课程设计 姓名：郭扬 学院：电子电气工程学院 专业：自动化
授课教师：戎自强 班级： 0 2 1 2 1 0 2 学号： 0 2 1 2 1 0 2 2 2 学年：2012—2013学期：第一学期 20 12 年12月15日 目录 一、课程设计的目的 (3) 二、设计题目1的分析 (3) 三、设计题目2的分析 (9) 四、附加内容的分析 (17) 五、设计总结 (27) 六、参考文献 (28) 一、课程设计的目的： 1.通过《微机原理与接口》课程设计，使我们能够进一步了解微型计 算机工作原理, 微型计算机的硬件结构及微型计算机软件编程。 2.要求我们根据接口电路的硬件要求进行计算机的汇编语言程序设 计，使我们的软件编程能力得到加强,对接口电路的综合应用能力有较大
提高。 3. 课程设计有利于基础知识的理解和逻辑思维的锻炼。本课程设计是培养和锻炼我们综合应用所学理论知识解决实际问题能力、进行工程实训的重要教学环节，也能培养我们理论联系实际、敢于动手、善于动手和独立自主解决设计实践中遇到的各种问题能力。 4. 微机原理与接口技术是一门实践性较强的课程，我们在学完该课程之后，进行一次课程设计，是非常必要的。这能使我们将课堂所学的知识和实践有机结合起来，初步掌握计算机应用系统设计的步骤和接口设计的方法，提高分析和解决实际问题的能力。通过设计实践，培养我们查阅专业资料、工具书或参考书，了解有关工业标准，掌握现代设计手段和软件工具，并能以图纸和说明书表达设计思想和结果的能力。在设计中不但要培养和提高学生解决工程具体问题、动脑动手的技术工作能力，而且还要逐步建立科学正确的设计和科研思想，培养良好的设计习惯，牢固树立实事求是和严肃认真的工作态度。 二、设计题目1的分析： ⑴．设计目的： 1.熟练掌握8088汇编语言程序各种结构的设计及编程方法； 2.熟练掌握DOS中断功能调用的方法。 ⑵．设计要求： 编制一个完整的程序，计算100个正整数（字数据）之和，如果不超过机器数的范围（65535），则计算其平均值并存于RESULT中，否则显示“overflow”。
课 程 设 计 2016年6月17日
电气信息学院 课程设计任务书 课题名称液位自动控制系统设计与调试 姓名专业班级学号 指导老师沈细群 课程设计时间2016年6月6日～2016年6月17日（第15～16周） 教研室意见同意开题。审核人：汪超林国汉 一.课程设计的性质与目的 本课程设计是自动化专业教学计划中不可缺少的一个综合性教学环节，是实现理论与实践相结合的重要手段。它的主要目的是培养学生综合运用本课程所学知识和技能去分析和解决本课程范围内的一般工程技术问题，建立正确的设计思想，掌握工程设计的一般程序和方法。通过课程设计使学生得到工程知识和工程技能的综合训练，获得应用本课程的知识和技术去解决工程实际问题的能力。 二. 课程设计的内容 1.根据控制对象的用途、基本结构、运动形式、工艺过程、工作环境和控制要求，确定控制方案。 2.绘制水箱液位系统的PLC I/O接线图和梯形图，写出指令程序清单。 3.选择电器元件，列出电器元件明细表。 4.上机调试程序。 5.编写设计说明书。 三. 课程设计的要求 1.所选控制方案应合理，所设计的控制系统应能够满足控制对象的工艺要求，并且技术先进，安全可靠，操作方便。 2.所绘制的设计图纸符合国家标准局颁布的GB4728－84《电气图用图形符号》、GB6988－87《电气制图》和GB7159－87《电气技术中的文字符号制定通则》的有关规定。 3.所编写的设计说明书应语句通顺，用词准确，层次清楚，条理分明，重点突出，篇幅不少于7000字。
四.进度安排 1.第一周星期一：布置课程设计任务，讲解设计思路和要求，查阅设计资料。 2.第一周星期二～星期四：详细了解搬运机械手的基本组成结构、工艺过程和控制要求。确定控制方案。配置电器元件，选择PLC型号。绘制传送带A、B的拖动电机的控制线路原理图和搬运机械手控制系统的PLC I/O接线图。设计PLC梯形图程序，列出指令程序清单。 3.第一周星期五：上机调试程序。 4.第二周星期一：指导编写设计说明书。 5.第二周星期二～星期四：编写设计说明书。 6.第二周星期五：答辩。 附录：课题简介及控制要求 （1）课题简介 某化工厂水箱的排水量根据工业生产的需要而不断地变化，为了保持水箱压力恒定，就要保持水位恒定，因此就必须自动调整进水量。 本系统要求有手动和自动两种工作方式。手动控制方式用于水泵的调试，即当按下按钮时水泵运转，松开按钮时水泵停止，目的是为了调试水泵是否能正常工作；当系统切换为自动控制方式并启动后，控制系统自动调整水泵的进水量达到给定水位恒定。水位设定高限和低限，当水位超过设定的限位时要进行超限报警。 （2）控制要求 控制系统技术参数表
“单片机原理及应用”课程习题与解答 第一章 1－3：单片机与普通计算机的不同之处在于其将（cpu ）（I/O口）和（存储器）三部分集成于一块芯片上。 答：CPU、存储器、I/O口 1－8：8051与8751的区别是：（部程序存储器不同） A、部数据存储但也数目的不同 B、部数据存储器的类型不同 C、部程序存储器的类型不同 D、部的寄存器的数目不同 答：C 第二章 2－4：在MCS－51单片机中，如果采用6MHz晶振，1个机器周期为（）。 答：2us。 析：机器周期为振荡周期的1/6。 2－6：部RAM中，位地址为30H的位，该位所在字节的字节地址为（）。 答：26H 2－7：若A中的容为63H，那么，P标志位的值为（）。 答：0 析：P为奇偶校验位，因为A中1的个数为偶数，所以P=0。 2－8：判断下列说法是否正确： A、8031的CPU是由RAM和EPROM所组成。运算器和控制器组成 B、区分片外程序存储器和片外数据存储器的最可靠的方法是看其位于地址围的低端还是高端。通过 引脚指令 C、在MCS-51中，为使准双向的I/O口工作在输入方式，必须保证它被事先预置为1。 D、PC可以看成使程序存储器的地址指针。 答：错、错、对、对 2－9：8031单片机复位后，R4所对应的存储单元的地址为（04H），因上电时PSW=（00H）。这时当前的工作寄存器区是（0）组工作寄存器区。 答：04H、00H、0 2－11：判断以下有关PC和DPTR的结论是否正确？ A、DPTR是可以访问的，而PC不能访问。 B、它们都是16位的存储器 C、它们都有加1的功能。Pc无 D、DPTR可以分为两个8位的寄存器使用，但PC不能。 答：对、对、错、对 2－13：使用8031芯片时，需将/EA引脚接（低）电平，因为其片无（程序）存储器。 答：低、程序 2－14：片RAM低128个单元划分为哪3个主要部分？各部分的主要功能是什么？ 答：工作寄存器区、位寻址区、数据缓冲区 2－15：判断下列说法是否正确 A、程序计数器PC不能为用户编程时直接使用，因为它没有地址。 B、部RAM的位寻址区，只能供位寻址使用，而不能供字节寻址使用。都能
中南大学 微机课程设计报告 题目交通灯设计 专业班级 姓名 学号 指导老师林立新老师
目录 1.课程设计题目、功能、目的 (2) 2.系统分析与设计 (3) 2.1系统所用芯片分析 (3) 2.2所选用芯片的简要介绍 (4) 2.3系统框图 (6) 3.程序设计 (7) 3.1十字路口交通灯状态转换表 (7) 3.2主程序流程图 (7) 3.3 中断子程序流程图 (8) 3.4 数码管码表 (8) 3.5 各芯片初始化说明 (9) 4.运行情况 (10) 5.具体源代码及注释 (11) 6.心得体会 (16)
一、课程设计题目、功能、目的 1.课程设计题目--------------交通灯设计 2.本设计所实现功能 1)实现十字路口交通灯各种状态的转换； 2)各种状态转换的时间可进行灵活设置； 3)采用中断的方法对状态转换进行控制，提高处理器效率； 4)在各个状态转换的同时实现倒计时提醒。 3.本次课程设计目的 1)通过《微机原理与接口》课程设计，使学生能够进一步了解 微型计算机工作原理, 微型计算机的硬件结构及微型计算机 软件编程。 2)要求学生根据接口电路的硬件要求进行计算机的汇编语言 程序设计，使学生的软件编程能力得到加强,对接口电路的 综合应用能力有较大提高。
二、系统分析与设计 1.系统所用芯片分析 1)首先本个系统需要一个中央处理器来负责对整个系统进行控 制管理，因为《微机原理与接口技术》这门课上介绍了8086 芯片，所以可以采用8086作为本系统的中央处理器。 2)由于本次的课程设计的题目是交通灯，而根据十字路口处的交 通灯南北和东西方向各有红、绿、黄三种颜色的灯，因此可 用8255来控制6个LED灯的实现模拟的南北和东西方向上的 交通灯。 3)而交通灯的状态转换时间要由中断方式来控制，所以很容易想 到了可以用8259作为中断芯片，与8086芯片相连。 4)交通灯的状态转换时间可灵活设置，于是想到了可以采用一块 8253或8254芯片和一个脉冲源相连，8253对脉冲源送来的 脉冲进行分频，然后将输出送到8259作为中断源，而8253 采用不用的计数初值其输出脉冲的频率就不一样，因此实现 了交通类状态转换时间的灵活设置。 5)最后关于交通灯状态转换的倒计时功能，可由一个七段数码管 来显示倒计时，而本次课程设计的实验箱没有提供单个数码 管，而是提供了一个八位一体七段数码管，所以还需一块 8279芯片来对数码管进行控制。