新疆机电职业技术学院 毕业设计
论 文 设 计 说 明 书
题目：水箱单片机控制系统
姓 名：李娟
指导教师：袁勇
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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
800立方米的水箱的水位，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，比较符合电厂生产用水系统控制的需要。本文将详
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 水位 控制 报警
目 录
摘 要??????????????????????????????1 目 录??????????????????????????????2 一、单片机的说明??????????????????????????3
1、8051单片机简介???????????????????????3 2、单片机的时序?????????????????????????5 3、引脚极其功能?????????????????????????6 二、水箱给水设备系统的构成?????????????????????10 三、本系统8051单片机控制部分????????????????????12 四、本系统的工作原理????????????????????????13 五、主程序框图???????????????????????????14 六、本系统程序清单?????????????????????????17 七、附录：本系统电路图???????????????????????21
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一 8051单片机系统说明
1． 8051单片机简介
目前，8051单片机在工业检测领域中得到了广泛的应用，因此我们可以在许多单片机应用领域中，配接各种类型的语音接口，构成具有合成语音输出能力的综合应用系统，以增强人机对话的功能。89C51是Intel公司生产的一种单片机，在一小块芯片上集成了一个微型计算机的各个组成部分。每一个单片机包括：一个8位的微型处理器CPU；一个256K的片内数据存储器RAM；片内程序存储器ROM；四个8位并行的I/O接口P0-P3，每个接口既可以输入，也可以输出；两个定时器/记数器；五个中断源的中断控制系统；一个全双工UART的串行I/O口；片内振荡器和时钟产生电路，但石英晶体和微调电容需要外接。最高允许振荡频率是12MHZ。以上各个部分通过内部总线相连接。下面简单介绍下其各个部分的功能。
中央处理器CPU是单片微型计算机的指挥、执行中心，由它读人用户程序，并逐条执
行指令，它是由8位算术／逻辑运算部件(简称ALu)、定时／控制部件，若干寄存器A、B、
B5w、5P以及16位程序计数器(Pc)和数据指针寄存器(DM)等主要部件组成。算术逻辑单元的硬件结构与典型微型机相似。它具有对8位信息进行+、-、x、/ 四则运算和逻辑与、或、异或、取反、清“0”等运算，并具有判跳、转移、数据传送等功能，此外还提供存放中间结果及常用数据寄存器。控制器部件是由指令寄存器、程序计数器Pc、定时与控制电路等组成的。指令寄存器中存放指令代码。枷执行指令时，从程序存储器中取来经译码器译码后，根据不同指令由定时与控制电路发出相应的控制信号，送到存储器、运算器或I／o接口电路，完成指令功能。程序计数器Pc 程序计数器Pc用来存放下一条将要执行的指令，共16位．可对以K字节的程序存储器直接寻址c指令执行结束后，Pc计数器自动增加，指向下一条要执行的指令地址。
CPU功能，总的来说是以不同的方式，执行各种指令。不同的指令其功自略异。有的指令涉及到枷各寄存器之间的关系；有的指令涉及到单片机核心电路内部各功能部件的关
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系；有的则与外部器件如外部程序存储器发生联系。事实上，cRJ是通过复杂的时序电路完
成不同的指令功能。所谓cRJ的时序是指控制器控照指今功能发出一系列在时间上有一定
次序的信号，控制和启动一部分逻辑电路，完成某种操作。[2] 2． 时序
1．时钟电路 M田—51片内设有一个由反向放大器所构成的振荡电路，XTALI和XTAL2分别为振荡电路的输入端和输出端。时钟可以由内部方式产生或外部方式产生。采用内部方式时，在C1和C2引脚上接石英晶体和微调电容可以构成振荡器， 振荡频率的选择范围为1．2—12MHZ在使用外部时钟时，XTAL2用来输入外部时钟信号，而XTALI接地。
2．时序 MGL5l单片机的一个执器周期由6个状态(s1—s6)组成，每个状态又持续2
个接荡周期，分为P1和P2两个节拍。这样，一个机器周期由12个振荡周期组成。若采用
12MHz的晶体振荡器，则每个机器周期为1us，每个状态周期为1／6us；在一数情况下，算术和逻辑操作发生在N期间，而内部寄存器到寄存器的传输发生在P2期间。对于单周期指令，当指令操作码读人指令寄存器时，使从S1P2开始执行指令。如果是双字节指令，则在同一机器周期的s4读人第二字节。若为单字节指令，则在51期间仍进行读，但所读入的字节操作码被忽略，且程序计数据也不加1。在加结束时完成指令操作。多数Mcs—51指令周期为1—2个机器周期，只有乘法和除法指令需要两个以上机器周期的指令，它们需4个机器周期。 对于双字节单机器指令，通常是在一个机器周期内从程序存储器中读人两个字节，但Movx指令例外，Movx指令是访问外部数据存储器的单字节双机器周期指令，在执行Movx指令期间，外部数据存储器被访问且被选通时跳过两次取指操作。下面是51单片机的振荡电路图：
