单片机汇编水流量检测(测试)设计方案

单片机课程设计

题目水流量显示器

学院电子工程学院

专业自动化

班级

学号

姓名

组员

指导教师

2018年 5 月

引言2

1. 任务设计2

2. 系统硬件电路的设计3

2.1主芯片STC89C523

2.1.1主要性能3

2.1.2芯片功能特性简述：3

2.1.3引脚功能4

2.2时钟电路5

2.3复位电路5

2.4液晶显示电路6

2.4.1显示特性6

2.4.2引脚说明6

2.4.3接口时序8

2.4.4初始化指令：10

2.5水流量测量电路12

2.6按键控制电路13

3. 软件系统的设计13

3.1软件设计总流程13

3.2水流量程序模块14

3.2.1水流量的读取程序14

3.3显示程序16

4. 总结16

参考文献17

附件1. 原理图17

附件3 仿真图18

5. 程序19

引言

随着现代社会的进步，经济的发展，人们对精神领域的追求更高，对生活水平的要求更高。现代的家居生活是一种高品位、高质量、个性化、智能化的方式。本系统就是基于STC89C52单片机控制的智能家居系统，可以实际监控室内各种不同的家电设备，并能通过液晶屏动态显示当前工作状态。该系统与传统的智能家居系统相比，具有功能多样化、成本造价低等优点，且符合当今社会智能、节能、环保的发展观念，并在人们享受高品位、高质量、个性化、智能化生活的同时提高人们的节约意识。由于智能家居系统有众多模块，本课题只采取其中的水流量模块进行单独设计。

关键词：单片机水流量传感器

1.任务设计

当打开水龙头时，根据单片机STC89C52的指令、水流量计传感器采集水流量状态。当单片机STC89C52扫描到水流量计传感器的脉冲数，经过单片机STC89C52处理，计算出所采集的水流量后，通过液晶屏LCD1602能动态显示当前水流量。

2.系统硬件电路的设计

2.1主芯片STC89C52

2.1.1主要性能

1）与MCS-52单片机产品兼容、8K字节在系统可编程Flash存储器

2）1000次擦写周期

3）全静态操作：0Hz～33Hz

4）三级加密程序存储器

5）32个可编程I/O口线

6）三个16位定时器/计数器八个中断源

7）全双工UART串行通道

8）低功耗空闲和掉电模式

9）掉电后中断可唤醒

10）看门狗定时器

11）双数据指针

12）掉电标识符

2.1.2芯片功能特性简述：

STC89C52 是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。使用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 和在线系统可编程Flash，使得STC89C52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。STC89C52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，STC89C52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。8 位微控制器 8K字节在系统可编程 Flash。

P1.0

P1.1

P1.2

P1.3

P1.4

P1.5

P1.6

P1.7

RST/V PD P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD

XTAL2

XTAL1

V SS V CC

P0.0

P0.1

P0.2

P0.3

P0.4

P0.5

P0.6

P0.7

EA/V PP ALE/PROG PSEN

P2.7

P2.6

P2.5

P2.4

P2.3

P2.2

P2.1

P2.0

图2-1 单片机引脚

2.1.3引脚功能

表2-1 STC89C52引脚介绍说明

2.2时钟电路

单片机的最小系统有三部分组成，即电源，时钟电路和复位电路。其中单片机的电源引脚与5V电源连通即可，而时钟电路和复位电路还需接口扩展，这也是单片机的基本电路操作。

时钟电路用于产生单片机工作所需的时钟信号，时序是指令执行中各信号之间的相互关系。单片机本身就如同一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟信号控制下严格地按时序进行工作。在STC89C52单片机内部带有时钟电路，因此，只需要在片外通过XTAL1和XTAL2引脚接入定时控制元件(晶体振荡器和电容>，即可构成一个稳定的自激振荡器。在STC89C52芯片内部有一个高增益反相放大器，而在芯片的外部，XTAL1和XTAL2之间跨接晶体振荡器和微调电容。在单片机的XTAL1脚和XTAL2脚之间并接一个晶体振荡器就构成了内部振荡方式。STC89C52单片机内部有一个高增益的反相放大器，XTAL1为内部反相放大器的输入端，XTAL2为内部反相放大器的输出端，在其两端接上晶振后，就构成了自激振荡电路，并产生振荡脉冲，振荡电路输出的脉冲信号的频率就是晶振的固有频率。在实际应用中通常还需要在晶振的两端和地之间各并上一个小电容。

图2-2 时钟电路

用晶振和电容构成谐振电路。电容大小与晶振频率和工作电压有关。但电容的大小影响振荡器的稳定性和起振的快速性，为了提高精度，本实验板采用20pF的电容作为微调电容。在设计电路板时，晶振、电容等均应尽可能靠近芯片，减小分布电容，以保证振荡器振荡的稳定性。

2.3复位电路

复位是单片机的初始化操作，其目的是使CPU和系统中各部分处于一个确定的状态，并从这一状态开始工作。系统上电路或死机后都要进行复位操作。单片机的RST引脚为复位引脚，振荡电路正常工作后，RST端加上持续两个机器周期的高电平后，单片机就被复位。复位电路有3种基本方式：上电复位，开关复位和看门狗复位。

图2-3 复位电路

本课题采用按键开关复位是指通过接通按钮开关，使单片机进入复位状态。开关复位电路一般不单独使用。在应用系统设计中，若需使用开关复位电路，一般的做法是将开关复位与上电复位组合在一起形成组合复位电路，上电复位电路完成上电复位功能，开关复位电路完成人工复位。

图2-3中C7与R1构成了上电复位电路。上电复位后，电源经R1对C7充满电源，C7等效于开路，RST端为低电平；单片机正常工作。按开关K1后，C7两端电荷经R1迅速放电，K1断开后，由C7、R1及电源完成对单片机的复位操作。在上述电路中C7、R1按上电复位电路的设计而取值。复位电路的作用非常重要，能否成功复位关系但单片机系统能否正常运行的问题。如果振荡电路正常而单片机系统不能正常运行，其主要原因是单片机没有完成正常复位，程序计数器的值没有回0，特殊功能寄存器没有回到初始状态。这时可以适当地调整上电复位电路的阻容值，增加其充电时间常数来解决问题。

2.4液晶显示电路

课题任务要求以LCD1602芯片显示单片机处理后的温度、水费和水流量，在此有必要详尽的介绍LCD1602的特性和用法。

2.4.1显示特性

只需5V 电源电压，低功耗、长寿命、高可靠性

内置 192 种字符<160个 5×7 点阵字符和 32 个5×10 点阵字符）

具有 64 个字节的自定义字符 RAM

显示方式：STN、半透、正显

驱动方式：1/16DUTY，1/5BIAS

视角方向：6点

背光方式：底部 LED

通讯方式：4位或 8 位并口可选

标准的接口特性：适配 MC51 和M6800 系列 MPU的操作时序。

2.4.2引脚说明

2.4.3接口时序

图2-5 时序图

表2-3 液晶1602时序图标号说明

程序实现如下：

/************************写指令程序************************/ void wr_com(unsigned char com> //写指令

{

delay(1>。 //延时1ms

RS=0。 //写命令设置

RW=0。 //并行数据的读写

EN=0。 //使能为0

P2=com。 //输入命令

delay(1>。 //延时1ms

EN=1。 //使能为1

delay(1>。 //延时1ms

EN=0。 //使能为0

}

/**********************写数据程序***********************/ void wr_dat(unsigned char dat>// 写数据

{

delay(1>。 //延时1ms

RS=1。 //写数据设置

RW=0。 //并行数据的读写

EN=0。 //使能为0

P2=dat。 //输入数据

delay(1>。 //延时1ms

EN=1。 //使能为1

delay(1>。 //延时1ms

EN=0。 //使能为0

}

2.4.4初始化指令：

清除液晶显示器，即将DDRAM的内容全部填入"空白"的ASCII码20H。光标归位，即将光标撤回液晶显示屏的左上方。

将地址计数器(AC>的值设为0。

把光标撤回到显示器的左上方。

把地址计数器(AC>的值设置为0。

保持DDRAM的内容不变

表2-6进入模式设置指令

符是否移动。

表2-7显示开关控制指令

表2-8设定显示屏或光标移动方向指令

功能设定指令

表2-9

功能：设定数据总线位数、显示的行数及字型。参数设定的情况如下：

表2-10设定CGRAM地址指令

功能：设定下一个要存入数据的CGRAM的地址。

表2-11设定DDRAM地址指令

(注意这里我们送地址的时候应该是0x80+Address，这也是前面说到写地址命令的时候要加上0x80的原因>

表2-12读取忙信号或AC地址指令

读取忙碌信号BF的内容，BF=1表示液晶显示器忙，暂时无法接收单片机送来的数据或指令。当BF=0时，液晶显示器可以接收单片机送来的数据或指令。读取地址计数器(AC>的内容。

表2-13数据写入DDRAM或CGRAM指令一览

将字符码写入DDRAM，以使液晶显示屏显示出相对应的字符。

将使用者自己设计的图形存入CGRAM。

单片机和LCD液晶显示器的连接

图2-6 液晶显示电路

2.5水流量测量电路

课题任务中最重要的是水流量的测量。通过水流量传感器的数据采集，根据商家的水流量传感器的参数可以得出单片机在运算时的数据。

水流量传感器参数：

环境温度：-10~55℃

流量计算在流量为:0.2~0.4L/Min时，1L=2100次。0.5~0.8L/Min时，1L=2280次；0.9~1.2L/Min时,1L=2350次；1.2~2.5L/Min时，1L=2460次。 <脉冲次数在流量变化时有一定程度的变动）

接线方法白线：信号输出；黑线：电源负<也可按客户要求定做）

测量精度：±5%<在流量稳定的系统，精度可达±2%）

工作电压：DC0~~24V

工作压力：≤100PSI<7kg/cm>

耐湿性能：在环境湿度为90%以下时性能保持稳定

寿命测试：本产品用进口干簧管作感应元件，在负荷小于24V 1mA前提下, 开关寿命大于3亿次。

图2-15 水流量测量电路

2.6按键控制电路

课题设计之初，要求基本实现的功能有水流量的控制、水价的改变。由于液晶显示屏不能够完全实现其显示，故又增加了换页功能，共三个控制键。

图2-16 按键电路

3.软件系统的设计

3.1软件设计总流程

程序要求液晶显示有当前水流量，总流量。水流量的测量由开关控制。由于LCD1602的显示屏幕有限，所以又把程序设计成可以翻页的形式。翻页也用开关控制。由于在两个界面里面都显示水温，故在显示程序里加入测量水温程序也未尝不可。整个程序中结构较为简单，但其中也有几个重要而且比较费脑筋的子程序，包括水测量程序、水流量数据的计算转换程序。

在程序中可以分为2个主要模块：水流量模块，显示模块如图3-1所示：

图3-1 总流程图

3.2水流量程序模块

水流量的测量主要依靠对得到的频率处理，由流量计在一段时间下产生高电平的个数决定，即Q<流量）=F<频率）/R<商家设定值）所以只要在单片机中设定一定的时间，并在该时间之下计算出得到的高电平即可。在本程序中STC89C52的两个定时器T0为计数状态，T1 为计时状态，这样方可测量流量。

3.2.1水流量的读取程序

中断程序运行的时间到，就可以读取计数器中的数值，将下数值读出后把计数器赋值为0，等待下一次的取出，然后进入对读出数据的处理程序。如图3-4所示：

程序

在预定时间到，即已经取出了定时器的数值。我们计算的水流量最大是以每吨来计算并显示的，故一个整形或长整型的数不够，故先把它放在了一个int变量的存储空间内，做水流量的前三位，在定义一个长整型的数，把它作为水流量的后六位，这样计算起来也比较容易，数据也不会起冲突，也是为将要计算水价做准备。设定该水流量的最大计数为250吨，超过了定值，则会从0开始。如图3-5所

示：

图3-3 水流量数据处理流程图

3.3显示程序

在程序中只是计算出流量值，温度值以及和资源分配的情况，一些字母的显示，都要另加，这样才能尽善尽美的表达出显示出来的意思。所以在主程序中不必再测量温度。在第一页主要显示的是总水流量的后三位，最后以t结

尾。第二页主要当前水流量的前三位，最后以kg结尾。4.总结

在为期两周的实训中，我学到了很多，在整个过程中，包括最开始的课题设计、焊接、程序编写，到最后的调试我都参与其中。可以这么说，在这两个星期中学到的东西比我两个月学到的还要多。

在最开始设计课题时，查了很多资料，经过组员的讨论，最终确定了现在这个方案。在焊接的过程中，基本上没出什么问题，一切都很顺利的进行着。在编写程序以及调试的过程中出现了一些问题，比如：当有水流过时，传感器多计数的脉冲达不到我们设计时的要求，所以经过了多次修改，最终实现了功能。

在整个过程中要特别感谢丁文斌老师的指导，没有他耐心的指导，我们是不会做的这么好的。参考文献

[1] 张菁，基于单片机水流量控制系统方案的研究。2007<9）。

[2] 楼然苗，51系列单片机设计实例. 北京航空航天大学出版社，2003。

[3] 苏铁力、关振海等.传感器及其接口技术[M].中国石化出版社,1998.

[4] 肖晴，液晶显示流量的控制，2005<2）。

[5] 谭浩强，C程序设计(第二版>. 清华大学出版社. 1999年12月第2版

附件1. 原理图

附件2 实物图

附件3 仿真图

附件4 元器件清单

5.程序codesegment

assume cs:code

atart:

cmp dh, [bx+si]

xor si, [bx+si]

xor [bx+si], dh

xor [bx+si], dh

xor [bx+si], dh

xor dh, [bx+si]

inc si

cmp [bp+di+36], al xor [di], cl

or bh, [bp+si]

xor [bp+di+30], al inc si

cmp [bp+di+30], al xor [bx], dh

cmp [bx], dh

inc si

inc bp

xor al, 46

BYTE 036h

inc sp

cmp [bp+44], al

aaa

xor ax, 3138

xor bh, [bx+si]

xor [bp+si], dh

xor [bp+33], al

cmp [si], si

inc dx

or ax, 3A0A

xor [bp+si+30], al inc si

inc cx

xor si, [bx+si]

xor [bp+di], dh

xor [bp+di], dh

xor [bp+di], si

xor dh, [bp+di]

xor si, [bp+di]

xor al, 33

xor ax, 3633

xor si, [bx]

xor di, [bx+si]

xor di, [bx+di]

xor dh, [bx+si]

A xor [0A0D], si

cmp dh, [bx+di]

xor [bx+si], dh

inc bp

inc bx

inc si

xor [bx+si], dh

inc bx

xor bh, [bx+di]

xor al , [bp+di+32] cmp [bp+di], si

cmp [bp+si+41], al xor [bx], dh

inc si

xor [bx+di], dh

aaa

inc bp

基于单片机的智能压力检测系统的设计—-毕业论文设计

题目：基于单片机的智能压力检 测系统的设计

基于单片机的智能压力检测系统的设计 摘要 压力是工业生产过程中的重要参数之一。压力的检测或控制是保证生产和设备安全运行必不可少的条件。实现智能化压力检测系统对工业过程的控制具有非常重要的意义。本设计主要通过单片机及专用芯片对传感器所测得的模拟信号进行处理,使其完成智能化功能。介绍了智能压力传感器外围电路的硬件设计,并根据硬件进行了软件编程。 本次设计是基于AT89C51单片机的测量与显示。是通过压力传感器将压力转换成电信号，再经过运算放大器进行信号放大，送至8位A／D转换器，然后将模拟信号转换成单片机可以识别的数字信号，再经单片机转换成LED显示器可以识别的信息，最后显示输出。而在显示的过程中通过键盘，向计算机系统输入各种数据和命令，让单片机系统处于预定的功能状态，显示需要的值。 本设计的最终结果是，将软件下载到硬件上调试出来了需要显示的数据，当输入的模拟信号发生变化的时候，通过A/D转换后，LED将显示不同的数值。 关键词:压力；AT89C51单片机；压力传感器；A/D转换器；LED显示；

Design of pressure detecting system based on single-chip Abstract Pressure is one of the important parameters in the process of industrial production. Pressure detection or control is an essential condition to ensure production and the equipment to safely operating, which is of great significance. The single-chip is infiltrating into all fields of our lives, so it is very difficult to find the area in which there is no traces of single-chip microcomputer. In this graduation design, primarily through by using single-chip and dedicated chip, handling of analog signal measured by the sensor to complete intelligent function. This design illustrates external hardware circuit design of intelligent pressure sensor, and conduct software development to the hardware. The design is based on measurement and display of AT89C51 single-chip. This is the pressure sensors will convert the pressure into electrical signals. After using operational amplifier, the signal is amplified, and transferred to the 8-bit A/D converter. Then the analog signal is converted into digital signals which can be identified by single-chip and then converted by single-chip into the information which can be displayed on LED monitor, and finally display output. In the course of show, through the keyboard to input all kinds of data and commands into the computer, the single-chip will locate in a predetermined function step to display required values. The end result of this design is that by downloading software to the hardware, it will get the data which is required to display by debugging. When the input analog signals change, the LED monitor will display different values through the A/D converting. Key words:pressure; AT89C51 single-chip; pressure sensor; A/D converter; LED monitor;

智能温度检测与显示系统的设计毕业设计论文

南京工程学院 自动化学院 本科毕业设计（论文）题目：智能温度检测与显示系统的设计专业：自动化

南京工程学院自动化学院本科毕业设计（论文） Graduation Design (Thesis) Design of Intelligent temperature examination and display system By Zhang zhe Supervised by Associate Prof. Song Lirong Department of Automation Engineering Nanjing Institute of Technology June, 2009

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

压力检测系统设计论文

目录 1 压力检测系统总体方案 (2) 1.1设计方案 (2) 2 检测硬件系统 (2) 2.1 压力的测量装置 (2) 2.2 CB-68LP连接模块 (3) 2.3 TDS1012示波器 (3) 2.4 DH1715A-3型双路稳压稳流电源 (3) 2.5 其他 (4) 3 系统中的软件 (3) 3.1 软件支持 (4) 4 压力检测系统的设计 (5) 4.1 压力检测装置前面板设计 (5) 4.2 压力检测装置后面板设计................................. .8 4.3 测量调试 (8) 5 实验数据处理及误差分析 (8) 5.1 数据采集程序 (8) 5.2 数据回放滤波程序及数字滤波器的设计理论 (8) 5.3 对传感器的压力标定 (9) 5.4 误差分析 (10) 6 心得体会 (11) 参考文献 (11)

1 压力检测系统总体方案 1.1设计方案 该系统的总体设计方案，主要由软件和硬件两大部分组成。传感器先将被测信号转换成电压信号，经过信号调理电路，由数据采集与传输模块进行A/D 转换和数据采集，再通过串口与计算机通信。应用LabVIEW 虚拟仪器开发工具编写软件，实现对信号的显示、存储和分析。 1.2 实验原理 在现代包括检测在内的绝大多数信息处理的思路都是将采集的信号转化为电压值（因为电压值便于处理），再将电压值转化为我们要的对象。压力传感器测量压力也不例外。 本实验是通过压力传感器采集压力，再通过采集卡，由电脑进行数据处理，最后转化为压力值。 2检测硬件系统 2.1 压力的测量装置 小量程测力/称重传感器，型号：BK—3；量程：120kg；供电：12V；输出：0~5V 精度：0.2%，弹性体为三片梁、复合悬臂梁结构，结构小巧，用于拉伸力和压缩力测量。精度高，性能稳定可靠，安装使用方便。拉式或压式承载。适用于建材行业的电子秤、皮带秤、小量程测力/称重的工业自动化测量控制系统。

(完整版)智能垃圾桶检测系统毕业设计

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(完整版)基于机器视觉的表面缺陷检测系统毕业设计论文

编号 本科生毕业设计 基于机器视觉的表面缺陷检测系统设计 Surface defect detection system design based on machine vision 学生姓名 专业电子信息工程 学号 指导教师 学院电子信息工程学院

二〇一三年六月 毕业设计（论文）原创承诺书 1．本人承诺：所呈交的毕业设计（论文）《基于机器视觉的表面缺陷检测系统设计》，是认真学习理解学校的《长春理工大学本科毕业设计（论文）工作条例》后，在教师的指导下，保质保量独立地完成了任务书中规定容，不弄虚作假，不抄袭别人的工作内容。 2．本人在毕业设计（论文）中引用他人的观点和研究成果，均在文中加以注释或以参考文献形式列出，对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体均已在文中注明。 3．在毕业设计（论文）中对侵犯任何方面知识产权的行为，由本人承担相应的法律责任。 4．本人完全了解学校关于保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交论文和相关材料的印刷本和电子版本；同意学校保留毕业设计（论文）的复印件和电子版本，允许被查阅和借阅；学校可以采用影印、缩印或其他复制手段保存毕业设计（论文），可以公布其中的全部或部分内容。 以上承诺的法律结果将完全由本人承担！

作者签名：年月日

中文摘要 为了不断提高产品质量和生产效率，金属工件表面缺陷在线自动检测技术在生产过程中显得日益重要。针对金属工件表面的多种缺陷，本文设计了一套基于机器视觉能够实现对金属工件表面缺陷进行实时在线、无损伤的自动检测系统。该系统采用面阵CCD和多通道图像采集卡作为图像采集部分，提高了检测系统的速度并降低了对CCD的性能要求，使系统在现有的条件下比较容易实现实时在线检测；采用自动选取图像分割阈值，根据实际应用的阈值把工件信息从图像中提取出来并扫描工件图像中的信息，实现了系统的自动测量；根据扫描得到的工件信息去除掉工件边缘的光圈，利用自动选取的阈值对金属工件表面的图像进行二值化分割，从而实现各种缺陷的自动提取及识别。 关键词：机器视觉表面缺陷CCD 图像处理缺陷检测