基于單片機的水塔水位控制系統(tǒng)74318(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 RAM等進行操作時才能產(chǎn)生滾動的效果。6).工作方式設(shè)置（Function Set）格式 001DLNF00 該指令設(shè)置了控制器的工作方式，包括有控制器與計算機的接口形式和控制器顯示驅(qū)動的占空比系數(shù)等。該指令有三個參數(shù)DL，N和F．它們的作用是： DL設(shè)置控制器與計算機的接口形式。接口形式體現(xiàn)在數(shù)據(jù)總線長度上。 DL＝1設(shè)置數(shù)據(jù)總線為8位長度，即DB7～DBO有效。 DL＝0設(shè)置數(shù)據(jù)總線為4位長度，即DB7～DB4有效。在該方式下8位指令代碼和數(shù)據(jù)將按先高4位后低4位的順序分兩次傳輸。 N設(shè)置顯示的字符行數(shù)。 N＝0為一行字符行。 N＝1為兩行字符行。 F設(shè)置顯示字符的字體。 F＝0為57點陣字符體。 F＝1為 5 10點陣字符體。該指令可以說是字符型液晶顯示控制器的初始化設(shè)置指令，也是唯一的軟件復(fù)位指令。HD44780U雖然具有復(fù)位電路，但為了可靠的工作，HD44780U要求計算機在征作HD44780U時首先對其進行軟件復(fù)位。也就是說在控制字符型液晶顯示模塊工作時首先要進行的軟件復(fù)位[16]。7). CGRAM地址設(shè)置（Set CGRAM Address）格式 01A5A4A3A2A1A0該指令將6位的CGRAM地址寫入地址指針計數(shù)器AC內(nèi)，隨后計算機對數(shù)據(jù)的操作是對 CGRAM的讀／寫操作。8).DDRAM地址設(shè)置（Set DDRAM Address）格式 1A6A5A4A3A2A1A0該指令將 7位的DDRAM地址寫入地址指針計數(shù)器AC內(nèi)，隨后計算機對數(shù)據(jù)的操作是對 DDRAM的讀／寫操作。9).讀“忙”標志和地址指針值（Read Busy Flag and Address）格式 BFAC6AC5AC4AC3AC2AC1AC0計算機對指令寄存器通道讀操作（RS＝0，R／W＝l）時，將讀出此格式的“忙”標志BF值和7位地址指針計數(shù)器AC的當(dāng)前值。計算機隨時都可以對HD44780U讀“忙”操作。BP值反映HD4478OU的接口狀態(tài)。計算機在對HD44780U每次操作時首先都要讀BF值判斷HD44780U的當(dāng)前接口狀態(tài)，僅有在BF＝01時計算機才可以向HD44780U寫指令代碼或顯示數(shù)據(jù)和從HD44780U讀出顯示數(shù)據(jù)。計算機讀出的地址指針計數(shù)器AC當(dāng)前值可能是 DDRAM地址也可能是 CGRAM的地址，這取決于最近一次計算機向AC寫入的是哪類地址[17]。10).寫數(shù)據(jù)（Write Data to CG or DD RAM）計算機向數(shù)據(jù)寄存器通道寫入數(shù)據(jù)，HD44780U根據(jù)當(dāng)前地址指針計數(shù)器AC值的屬性及數(shù)值將該數(shù)據(jù)送入相應(yīng)的存儲器內(nèi)的AC所指的單元里。如果AC值為DDRAM地址指針，則認為寫人的數(shù)據(jù)為字符代碼并進入DDRAM內(nèi)AC所指的單元里；如果AC值為CGRAM的地址指針，則認為寫入的數(shù)據(jù)是自定義字符的字模數(shù)據(jù)并送入 CGRAM內(nèi) AC所指的單元里[18]。所以計算機在寫數(shù)據(jù)操作之前要先設(shè)置地址指針或人為的確認地址指針的屬性及數(shù)值。在寫人數(shù)據(jù)后地址指針計數(shù)器AC將根據(jù)最近設(shè)置的輸入方式自動修改。由此可知，計算機在寫數(shù)據(jù)操作之前要作兩項工作，其一是設(shè)置或確認地址計數(shù)器AC值的屬性及數(shù)值，以保證所寫數(shù)據(jù)能夠正確到位；其二是設(shè)置或確認輸入方式，以保證連續(xù)寫入數(shù)據(jù)時AC值的修改方式符合要求。11).讀數(shù)據(jù)（Read Data from CG or DD RAM）在HD44780U的內(nèi)部運行時序的操作下，地址指針計數(shù)器AC的每一次修改，包括新的AC值的寫入，光標滾動位移所引起的AC值的修改或由計算機讀寫數(shù)據(jù)操作后所產(chǎn)生的AC值的修改，HD44780U都會把當(dāng)前AC所指單元的內(nèi)容送到接口部數(shù)據(jù)輸出寄存器內(nèi)，供計算機讀取[19]。如果AC值為DDRAM地址指針，則認為接口部數(shù)據(jù)輸出寄存器的數(shù)據(jù)為DDRAM內(nèi) AC所指單元的字符代碼；如果AC值為CGRAM的地址指針，則認為數(shù)據(jù)輸出寄存器的數(shù)據(jù)是CGRAM內(nèi)AC所指單元的自定義字符的字模數(shù)據(jù)。計算機的讀數(shù)據(jù)是從數(shù)據(jù)寄存器通道中數(shù)據(jù)輸出寄存器讀取當(dāng)前所存放的數(shù)據(jù)。所以計算機在首次讀數(shù)據(jù)操作之前需要重新設(shè)置一次地址指針AC值，或用光標滾動指令將地址指針計數(shù)器AC值修改到所需的地址上，然后進行的讀數(shù)據(jù)操作將能獲得所需的數(shù)據(jù)。在讀取數(shù)據(jù)后地址指針計數(shù)器AC將根據(jù)最近設(shè)置的輸入方式自動修改。由此可知，計算機在讀數(shù)據(jù)操作之前要作兩項工作，其一是設(shè)立或確認地址計數(shù)器AC值的屬性及數(shù)值，以保證所讀數(shù)據(jù)的正確性。 系統(tǒng)功能電路 最小工作系統(tǒng)原理圖34 最小系統(tǒng)原理圖此圖是單片機工作的最小系統(tǒng)原理圖，在這個電路中又可以分為復(fù)位電路和晶振電路，如圖34和圖35所示：圖35復(fù)位電路 復(fù)位電路可以分為上電復(fù)位和手動按鍵復(fù)位兩種。在系統(tǒng)上電的一瞬間單片機上電復(fù)位，原理是利用電容兩端的電壓不能突變，在一上電的瞬間電容好比短路，所以加在第九腳RST的電平是高電平，雖然時間很短，但是足以讓單片機系統(tǒng)復(fù)位。手動按鍵復(fù)位的原理是，在系統(tǒng)正常工作的過程中可以手動觸動按鍵使單片機復(fù)位。具體原理是，按下S1按鍵，因此5V電壓經(jīng)過一個200歐姆的電阻分壓后加到系統(tǒng)的RST上，手動按鍵按下到抬起的過程足以使系統(tǒng)復(fù)位。圖36晶振電路對于單片機系統(tǒng)而言，晶振電路就好比是人的心臟一樣，是一個跳動的動力來源，18,。 蜂鳴器報警電路原理 圖37蜂鳴器報警功能電路 蜂鳴器報警功能電路使用的是三極管8550驅(qū)動，三極管8550是PNP三極管，射極接電源+5V,，集電極接蜂鳴器，三極管截止，蜂鳴器沒有不響，三極管導(dǎo)通，蜂鳴器發(fā)出響聲。 電機驅(qū)動電路原理 圖38電機驅(qū)動電路 電機驅(qū)動電路和蜂鳴器的電路基本相同，同樣使用8550三極管驅(qū)動，，電機不轉(zhuǎn)動，電機轉(zhuǎn)動。 按鍵功能電路原理圖39按鍵功能電路 按鍵功能電路里面有兩種按鍵，一種按鍵是模仿水塔水位開關(guān)的功能按鈕，一種是電機PWM輸出的調(diào)整按鈕。原理是通過一個10k的電阻接到+5v電源線上，當(dāng)按鍵沒有按下時，按鍵沒有導(dǎo)通，所以沒有電流，但對于連到引腳上的那一端來講是高電平。當(dāng)按鍵按下時，因為電路導(dǎo)通，有電流流過，和單片機引腳接觸的那一端接地，所以是低電平。因此能檢測到信號的變化，交給程序處理后做出相關(guān)的動作。 液晶1602顯示功能電路圖圖310液晶1602顯示電路圖 液晶1602從左到右依次有16根引腳，每個引腳定義不同。有三根控制引線和八根信號線，必須注意的一點是3號引腳是背光電源指示端。背光電阻選擇的不同有不同的結(jié)果。 系統(tǒng)總體原理圖設(shè)計 系統(tǒng)總體原理圖即是這些功能電路的組合，主要包括最小系統(tǒng)電路、按鍵電路、電機和蜂鳴器驅(qū)動電路、液晶電路組成，還包括一個按鍵指示燈。詳細電路見附錄一。4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 編程語言介紹 C語言簡介C語言是在70年代初問世的。一九七八年由美國電話電報公司(ATamp。T)貝爾實驗室正式發(fā)表了C語言。“THE C PROGRAMMING LANGUAGE”一書[20]。通常簡稱為《Kamp。R》，也有人稱之為《Kamp。R》標準。但是，在《Kamp。R》中并沒有定義一個完整的標準C語言，后來由美國國家標準學(xué)會在此基礎(chǔ)上制定了一個C 語言標準，于一九八三年發(fā)表。通常稱之為ANSI C。 早期的C語言主要是用于UNIX系統(tǒng)。由于C語言的強大功能和各方面的優(yōu)點逐漸為人們認識，到了八十年代，C開始進入其它操作系統(tǒng)，并很快在各類大、中、小和微型計算機上得到了廣泛的使用。成為當(dāng)代最優(yōu)秀的程序設(shè)計語言之一。C語言是一種結(jié)構(gòu)化語言。它層次清晰，便于按模塊化方式組織程序，易于調(diào)試和維護。C語言的表現(xiàn)能力和處理能力極強。它不僅具有豐富的運算符和數(shù)據(jù)類型，便于實現(xiàn)各類復(fù)雜的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。它還可以直接訪問內(nèi)存的物理地址，進行位(bit)一級的操作。由于C語言實現(xiàn)了對硬件的編程操作，因此C語言集高級語言和低級語言的功能于一體。既可用于系統(tǒng)軟件的開發(fā)，也適合于應(yīng)用軟件的開發(fā)。此外，C語言還具有效率高，可移植性強等特點。因此廣泛地移植到了各類各型計算機上，形成了多種版本的C語言。C語言對操作系統(tǒng)和系統(tǒng)使用程序以及需要對硬件進行操作的場合，用C語言明顯優(yōu)于其它高級語言，許多大型應(yīng)用軟件都是用C語言編寫的。 C語言具有繪圖能力強，可移植性，并具備很強的數(shù)據(jù)處理能力，因此適于編寫系統(tǒng)軟件，三維，二維圖形和動畫它是數(shù)值計算的高級語言。 C語言的特點（1）簡潔緊湊、靈活方便:C語言一共只有32個關(guān)鍵字,9種控制語句，程序書寫自由，主要用小寫字母表示。它把高級語言的基本結(jié)構(gòu)和語句與低級語言的實用性結(jié)合起來。C語言可以和匯編語言一樣對位、字節(jié)和地址進行操作, 而這三者是計算機最基本的工作單元[21]。 （2）運算符豐富:C的運算符包含的范圍很廣泛，共有種34個運算符。C語言把括號、賦值、強制類型轉(zhuǎn)換等都作為運算符處理。從而使C的運算類型極其豐富表達式類型多樣化，靈活使用各種運算符可以實現(xiàn)在其它高級語言中難以實現(xiàn)的運算。 （3）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)豐富:C的數(shù)據(jù)類型有：整型、實型、字符型、數(shù)組類型、指針類型、結(jié)構(gòu)體類型、共用體類型等。能用來實現(xiàn)各種復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型的運算。并引入了指針概念,使程序效率更高。另外C語言具有強大的圖形功能, 支持多種顯示器和驅(qū)動器。且計算功能、邏輯判斷功能強大。 （4） C是結(jié)構(gòu)式語言:結(jié)構(gòu)式語言的顯著特點是代碼及數(shù)據(jù)的分隔化,即程序的各個部分除了必要的信息交流外彼此獨立。這種結(jié)構(gòu)化方式可使程序?qū)哟吻逦? 便于使用、維護以及調(diào)試。C語言是以函數(shù)形式提供給用戶的,這些函數(shù)可方便的調(diào)用,并具有多種循環(huán)、條件語句控制程序流向,從而使程序完全結(jié)構(gòu)化。 （5） C語法限制不太嚴格、程序設(shè)計自由度大:一般的高級語言語法檢查比較嚴，能夠檢查出幾乎所有的語法錯誤。而C語言允許程序編寫者有較大的自由度。 （6） C語言允許直接訪問物理地址，可以直接對硬件進行操作:因此既具有高級語言的功能，又具有低級語言的許多功能，能夠象匯編語言一樣對位、字節(jié)和地址進行操作,而這三者是計算機最基本的工作單元，可以用來寫系統(tǒng)軟件。（7） C語言程序生成代碼質(zhì)量高，程序執(zhí)行效率高:一般只比匯編程序生成的目標代碼效率低10へ20%。（8） C語言適用范圍大，可移植性好:C語言有一個突出的優(yōu)點就是適合于多種操作系統(tǒng), 如DOS、UNIX,也適用于多種機型。 C源程序的結(jié)構(gòu)特點（1）一個C語言源程序可以由一個或多個源文件組成。（2）每個源文件可由一個或多個函數(shù)組成。（3）一個源程序不論由多少個文件組成，都有一個且只能有一個main函數(shù)，即主函數(shù)。（4）源程序中可以有預(yù)處理命令(include 命令僅為其中的一種)，預(yù)處理命令通常應(yīng)放在源文件或源程序的最前面。（5）每一個說明，每一個語句都必須以分號結(jié)尾。但預(yù)處理命令，函數(shù)頭和花括號“}”之后不能加分號。(6)標識符，關(guān)鍵字之間必須至少加一個空格以示間隔。若已有明顯的間隔符，也可不再加空格來間隔。 PWM調(diào)速控制概述 PWM脈寬調(diào)制簡介脈寬調(diào)制(PWM)是利用微處理器的數(shù)字輸出來對模擬電路進行控制的一種非常有效的技術(shù)，廣泛