基于单片机的液位控制新版系统.doc

第一章 绪 论
1.1 课题背景
随着计算机技术、测量技术和控制技术高速发展，越来越多先进测量控制设备、技术和办法在自动测量控制领域中得到了广泛应用。单片机以其自身特点，已广泛应用于智能仪表、工业控制、家用电器、电子玩具等各个领域。本课题适应了这种发展趋势，将单片机应用于液位自动控制系统中，并能实现自动报警、自动控制。液位测量广泛应用于太阳能热水器，工业锅炉控制，农用机水箱等。液位控制对工农业生产、医疗监护等均有着重要意义。
液位控制系统是以液位为被控参数控制系统，在工业生产各个领域均有广泛应用。在工业生产中，有许多需要对容器内介质进行液位控制地方，使其高精度保持在给定数值。液位控制普通指对某一液位进行调节控制，使其达到所要规定精度。液体液位控制是近年来新开发一项新技术，它是自动控制、微型计算机软件、硬件等几项技术紧密结合产物，工业作业采用是微机控制和原有仪表控制，微机控制优势有诸多，如：
（1）集中而直接显示各运营参数和液位状态。
（2）具备水体控制过程自动化解决以及监控软件良好人机界面，操作人员在监控计算机上可以根据控制效果及时修正运营参数，可以有效减少人疲劳与失误，从而提高生产过程安全性与实时性。
（3）在运营中可以随时以便修改各种各样运营参数控制值，并可以修改系统控制参数，以便变化液位上、下限。
本设计以水塔供水为模型，鉴于单片机液位控制装置重复性好、功耗低、测量精确、使用寿命长等特点，设计以单片机为基本液位控制系统，具备实时液位测量监控数据解决等功能。
1.2 单片机简介
单片微型机简称单片机，是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具备数据解决能力中央解决器CPU（Central Processing Unit）、只读存储器ROM（Read Only Memory）、随机存储器RAM（Random Access Memory）、中断系统和各种I/O口、定期器/计时器等功能（也许还涉及显示驱动电路、脉宽调制电路、模仿多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成一种小而完善计算机系统。单片机是嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），惯用英文字母缩写MCU表达单片机，最早是被用在工业控制领域。
单片机由运算器、控制器、存储器、输入输出设备构成。单片机是程序运营中,也许需要修改,通过不同程序实现不同功能。单片机自动完毕任务赋予它过程,也就是单片机程序执行过程,即执行指令过程,就是所谓批示需要各种各样操作与单片机执行命令形式写下来,这是在设计人员赋予它指令系统决定,一条指令相应一种基本操作,单芯片能执行所有批示,是单片机教学系统,不同种类单片机、指引体系也有所不同。一系列指令集,将成为程序,程序普通是顺序执行,因此程序中指令也是一种序列存储、单片机在执行程序可以把这些指令去执行,一种人必要有一种组件可以追踪在指令地址。程序计数器某些是一种PC(涉及CPU),在开始执行程序,PC连接到程序第一条指令地址,然后给每一种执行命令,电脑上内容,会自动增长在指令长度决定增长,也许是1、2或3指下一条指令,保证起始地址指令顺序执行。
初期单片机都是8位或4位。最成功一次是8031年,由于以英代尔为主简朴、可靠和良好性能得到了许多赞扬。接着在8031年开发了系列MCS51单片机系统。基于该系统单片机系统,直到当前还被广泛应用 。MCS-51系列单片机适合于实时控制，可构成工业控制器、智能仪表、智能接口、智能武器装置以及通用测控单元等等，当前世界上某些大半导体公司推出具备51内核系列化单片机产品，其指令系统、地址空间和寻址方式、甚至连引脚功能也完全兼容。由于MCS-51系列单片机体积小，功能全，价廉，面向控制，开发应用以便，因而具备极强竞争力，此后它依然是工业界、科技界广泛应用8位微控制器。
以单片机为基本控制电路，有着价格低，体积小，系统构造简朴，易于控制，解决能力强等长处，使得其应用领域相称广泛，对各行各业技术改造和产品更新换代起到了重要推动作用。
1.3 本课题研究内容及意义
本课题采用单片机实现对液位自动监测，自动控制，经传感器测得液位，经AD转换后再送单片机解决，单片机将数据交由液晶显示屏显示，并将所得数据与键盘输入液位上下限进行比较，以决定与否进行报警，自动上水放水等。
本课题完全可应用于实际当中，由于其显示精准，可实现报警，自动控制，可以省去不少人力，物力。

第二章 系统设计方案
2.1 基于单片机液位控制系统设计规定
本系统由单片机AT89C52、液晶显示屏、报警器、键盘、传感器和其他基本外围电路构成 。规定：对液位传感器采集液位信息进行放大、A/D转换等解决，并设计其前端数据采集与相应输出控制硬件电路，完毕相应单片机软件控制设计。液位信息经传感器采集后送入单片机，单片机进行控制并送液晶显示，可用键盘进行控制液位上、下限。
2.2 总体设计方案
2.2.1 总体设计方案选取
考虑系统设计规定，在对器件选取过程，重要侧重于对传感器选取。传感器选取考虑到实际应用中诸多问题，如可靠性、稳定性等。如下方案是对其进行比较。
方案一：非接触式液位传感器
非接触式液位传感器只能穿透非导体容器壁,金属容器或镀金属膜容器壁均无法使用。且粘稠度高不易流动液体,如果沾粘容器壁过多,也许导致非接触式液位传感器无法使用。且对装环境也有很高规定，须垂直紧靠容器壁安装,以避免相对运动，且安装在长期持续震动场合。因而，尽管其高敏捷度、高稳定性，也不满足设计需求。
方案二：投入式液位传感器　
投入式液位传感器是一种用于测量液位压力传感器。投入式压力传感器基于液位传感器测液体静压和高度比例那么液体基本原理,简介了国外先进隔离型扩散硅压力敏感元件或陶瓷电容敏感传感器,会被转换成电子信号,静压力和温度补偿后,进入一种原则线性校正电信号。投入式静压咯力和液位传感器精确看来测量,只有借鉴大气压力,然而连接电缆通气会受到环境影响,引起气管墙缩合、冷凝。露水滴到电子器件和传感器上，会影响精度者输出漂移。此传感器 容易受环境影响而导致测量不精确，且安装不以便。
方案三： 电容式液位传感器
电容式液位传感器运用电容两极板间电容值变化来测量液面高低。电容式液位传感器具备小，容易实现远传和调节长处，合用于具备腐蚀性和高压介质。但也有许多缺陷，如：介质和液面上部介电常数必要保持恒嘛呢定才干精确测量；测量范畴受金属棒长度限制；对容器材质有较高规定；被测介质具备导电性。以此也不适合在本次设计中使用。
方案四：超声波传感器
超声波传感器她是工业领域吗第一款在产品上有按键设定功能和自诊断功能小型传感器。它体积小，具备其他大型传感器所具备功能，安装使用以便且不受被测物体颜色影响，有许多特设功能，其供电电压为10～30V，测量范畴为30mm～300mm，输出电压0V～10V，输出电流为4mA～20mA，最小负载阻抗2.5 欧，精度可达到0.5mm，外形分为直线型和直角型。此传感器测量范畴太小，不能符合此设计规定，因此不选取。
方案五：LM1042液位检测器
集成芯片LM1042是用于检测液位专用集成电路，内部集成了所有控制热阻探针、检测热阻探针短路和开路所需监控电路，具备很强功能。 LM1042使用热阻探针技术来测量非可燃性液体液面高度，能提供一正比于液位高度输出，可进行单次或重复测量，所有控制热阻探针、检测热阻探针短路和开路所需监控电路都集成在LM1042芯片内部。此外该芯片可采用线性输入或其他传感器信号作为输入信号。LM1042液位检测器可以选取热阻或线性信号作为输入,具备集成有热阻探针控制电路，LM1042液位检测器在复位时切换，延时功能可避免瞬态信号影响，此外LM1042液位检测器具备探针短路、开路检测功能。因此此设计选取本方案，LM1042液位检测器详细原理图见第三章。
2.2.2 总体方案简介
测量某些：液位传感器采用LM1042液位检测器，并在端口接ADC0809一种模仿量通道。ADC0809和并行口扩展芯片8155直接相连，ADC0809A、B、C均接地来选取第一路模仿通道。
键盘某些：鉴于键盘并不惯用，因此上下限输入采用中断方式。一种接中断口1，另一种接至定期计数器0，把定期计数器0扩展为外部中断口。
显示某些：该某些由液晶显示屏1602实现液位显示，液晶显示屏上显示液位值。
报警某些：当液位高于由键盘输入液位上限或低于由键盘输入液位下限时，蜂鸣器发声报警。
控制某些：当液位高于由键盘输入液位上限时，单片机启动电动机开闸放液体；当液位低于液位下限时，单片机启动电动机自动上液体。为减少执行机构对单片机影响，提高稳定性，在执行机构前加有光电隔离器，并由电磁继电器控制电动机开关。

单片机
AT89
C52

报警电路

电机执行机构

键盘输入

扩展电路
8155

液晶
显示
1602

A/D转换ADC0809
液 位 检测

图2-1 系统总体框图
2.3 硬件设计概要
2.3.1 系统硬件电路设计原则
普通在系统硬件电路设计应遵循如下原则：
（1）尽量选取原则化、模块化典型电路，且符合单片机应用系统常规用法。
（2）系统中有关器件要尽量做到性能匹配。
（3）可靠性及抗干扰设计是硬件设计不可缺少一某些。可靠性、抗干扰能力与硬件系统自身素质关于，必要认真对待。
（4）硬件构造应结合应用程序设计一起考虑。软件能实现功能尽量由软件完毕，以简化硬件构造。但“软化”成果也许会使响应时间比硬件响应时间长。在实时性规定比较高场合应采用硬件完毕。
（5）单片机外接电路较多时，必要考虑其驱动能力。
2.3.2 选取芯片及器件类型原则
（1）货源充分，所选单片机芯片在国内元器件市场上货源要稳定充分、具备成熟开发设备。
（2）原则化，尽量符合国标或部原则（GJB、GB、SJ）通用、技术成熟元器件。
（3）研制周期短，在研制任务重、时间紧状况下，应考虑采用自己比较熟悉系列、型号。
（4）性价比要高，在保证性能指标状况下，所用芯片价格要尽量低，使系统有较高性价比。
（5）优先选取经实践证明质量稳定、可靠性高、有发展前程原则元器件。不容许选购被市场裁减产品。
2.3.3 液位检测系统硬件选取
（1）主控元器件单片机选取
AT89C52是一种低电压、高性能CMOS八块包括8 k字节只读,可重复CaXie闪光程序内存和256字节数据随机存取记忆体(RAM),这种装置使用高密度ATMEL公司生产、非易失存储技术,通过mcs—51汇编语言指令系统emc原则普通8位,内置CPU和Flash存储单元AT89C52单片机,在电子行业中有着广泛应用。AT89C52是一种高效微控制器,由于大量嵌入式控制系统提供了一种灵活性高和低价格筹划。
（2）液晶显示屏选取
液晶显示原理(LCD)是用液晶物理特性,通过电压显示区域控制,有电人说这即可以显示图形。液晶显示屏与厚度薄,适于大规模集成电路直接驱动技术、易于实现全彩色显示特点,已被广泛应用于便携式电脑、数码相机、PDA移动通讯工具,等。1602字符型液晶显示模块是专门用来显示字母、数字和符号形成与液晶显示模块,点可以显示二本线,每一行十六个人物。4分和8位数据传播。提供5×7点阵+光标和5 X10点阵+光标显示模式。国际知名化妆品牌提供化妆品陈列DDRAM发电机数据缓存,性格和个性CGRAM CGROM发电机,可以使用CGRAM储存自己定义8×85种最图形字符点阵字模数据。提供了丰富指令集:清晰显示,光标由来;显示开/关,光标开/关;显示字符闪烁;光标移动;转变,等等。
（3）A／D转换器选取
A / D转换器件和芯片单片机实现数据采集普通外部设备。A / D转换器性能不同,各种数据采集系统设计中,第一次会面是如何选取适当A / D转换器来满足系统设计规定。选取A / D转换器件需要考虑自身质量和应用领域需求。ADC0809 CMOS数据采集设备,由于它不但涉及8逐次逼近式A / D转换器某些涉及8频道转换开关和控制逻辑与微解决器兼容。8路转换开关可以直接连接八个单端输出模仿信号中任何一种。并且价格便宜,因此有理由把它当成一种简朴数据采集系统。
本设计中用到其他硬件元器件将在下一章中详细简介。
2.4 软件设计概要
单片机应用系统软件重要涉及两大部份：用于液位自动测量系统主程序和各模块子程序。
依照系统软件总体构思，按照先粗后精办法，把整个系统软件划提成各种功能独立、大小恰当模块。应明确规定各模块功能，尽量使每个模块功能单一，各模块间接口信息简朴、完备，接口关系统一，尽量使各模块间联系减少至最低限度。最后再将各个模块连接成—个完整程序进行总调试。在硬件设计基本上，系统软件设计工作有：运用C语言编写数据采集与控制、显示程序软件。软件模块构造框图如下：

主程序
初始化模块
数据采集模块
电机执行机构模块
液晶显示模块

图2-2 系统软件设计框图

第三章 硬件电路原理
3.1 AT89C52
51系列单片机AT89C52模型,它是由ATMEL公司生产。是一种低电压,AT89C52单片机、高性能CMOS八设备使用高密度ATMEL公司、非易失存储技术生产、emc原则普通通过mcs—51汇编语言指令系统,内置8位CPU和Flash存储单元AT89C52单片机,在电子行业中有着广泛应用。AT89C52重要功能特点：
1、 兼容MCS51指令系统　　
2、 8k可重复擦写(不不大于1000次）Flash ROM；　　
3、 32个双向I/O口；　　
4、 256x8bit内部RAM；　　
5、 3个16位可编程定期/计数器中断；　　
6、 时钟频率0-24MHz；　　
7、 2个串行中断，可编程UART串行通道；　　
8、 2个外部中断源，共8个中断源；　　
9、 2个读写中断口线，3级加密位；　　
10、 低功耗空闲和掉电模式，软件设立睡眠和唤醒功能；　　
11、有PDIP、PQFP、TQFP及PLCC等几种封装形式，以适应不同产品需求。
3.1.1 AT89C52引脚功能及管脚电压
AT89C52引脚图如下图3-1：
复织组织组织组织组织组 图3-1 AT89C52引脚图
AT89C52微解决器,普通行业原则内核在内部功能、C51单片机与管脚在总体布置和8,其重要用于相似她妈功能xc52会聚调节控制。答:新山东均有。C内部寄存器、数据主内存和外部接口功能,例如初始化组件,调节控制,收集测试汇聚,红外线遥控信号接受解码红外光谱图和主板CPU通信等。重要有:XTAL1管脚和XTAL2为输入和输出端口,外部振荡器12兆赫晶体。RST / Vpd重置,外部输入端口电阻电容复位电路。VCC VSS电源和港口,拾起+ 5 V供电,各自积极和悲观。并对可编程~ P3通用I / O脚,其功能使用软件定义。
P0口:P0口并并一组8个泄漏非常开放双向I / O口,即地址/数据总线复用口。作为输出,每一种均有能吸取现行办法开车八TTL逻辑门电路港口,并写着“1”,可作为高阻输入使用。在访问外部数据存储器或程序存储器,这组口线时间转换地址(8)和低数据总线复用,访问期间激活在内部和抵抗。Flash编程,并在收到批示,口字节在程序中,输出字节校准批示,检查外部和抵抗。
P1口:P1口是张带内部和阻力I / O口八双向,输出缓存可以水平TTL逻辑门4 P1驱动电路。写信给港口“1”,通过内部和耐高水平、港口,这次可使输入口。作为神经网络输入端口使用时,由于存在和内阻,领先脚外部信号电流输出拉低。P1.0和而不同,分别为P1.1 AT89C51单片机定期/计数器计数输入(P1.0外部2 / T2)以及输入(P1.1 / T2EX)看表。Flash编程和程序,在接受低校准P1八个地址。
表3-1 P1.0和P1.1第二功能 　　
引脚号
功能特性
P1.0
T2，时钟输出
P1.1
T2EX（定期/计数器2）

P2 口： P2是一种有在拉扯抵抗8双向输入/输出口内部， P2输出缓冲区也许开动(吸取或输出电流) 4 TTL逻辑门。 写端起P2 “1”，通过内部拉扯抵抗拉扯口岸到高档，这次可以做输入端，当做输入端用途，由于在内部存在拉扯抵抗时，某些别针由外部信号拉扯是低，当将输出电流(IIL)。 当参观外部节目记忆或16个位地址外部数据载体存贮(例如执行MOVX @DPTR批示)， P2口派出上流8位地址数据。 当参观8个位地址外部数据载体存贮(例如执行MOVX @RI批示)， P2口输出P2门闩内容。 当一刹那编程或证明， P2口也收到高地址和某一控制信号。
P3 口：P3 口是小组有在拉扯抵抗8双向输入/输出口内部。 P3口输出缓冲区也许开动4 TTL逻辑门。 什么时候读对P3口“1”，她们由在抵抗内部拉扯拉扯高Bingke成就输入口岸。 这时，由外部拉扯低P3口自用途拉扯抵抗输出电流。 P3口除以外更加重要地采用普通输入/输出口，第二个作用。 P3口在推托迅速记忆编程和程序检查控制信号闪光也接受某些使用。

表3-2 P3口第二功能
端口引脚
第二功能
P3.0
RXD(串行输入口)
P3.1
TXD(串行输出口)
P3.2
INT0(外中断0)
P3.3
INT1(外中断1)
P3.4
T0(定期/计数器)
P3.5
T1(定期/计数器)
P3.6
WR(外部数据存储器写选通)
P3.7
RD（外部数据存储器读选通）
RST:复位输入。当振荡器工作,RST销浮现两个以上高水平机器周期将使单片机复位。
ALE/ PROG:当进入外部程序存储器或数据存储、啤酒(地址门闩可以输出脉冲地址是用来锁定低八个字节。普通,啤酒还是在时钟振荡频率输出1/6,因此固定脉冲信号可定期对外输出时钟或目。记住:每次进入外湖广会馆部数据存储会跳过一种啤酒脉搏。到快闪记忆体在大头针,她妈编程是用来输入编程脉冲(PROG)。如果必要话,可以通过对特殊功能寄存器(EH)她妈地区SFR八单位D0职位,可禁止执法部门。这个职位后,只有一种MOVX批示和MOVC激活淡色啤酒。此外大头针政府也将是虚弱,单片机外部程序执行推,上帝应当设立无效。禁止ALE
PSEN:程序存储器(PSEN)输出是容许程序内存她妈外选取号码,当读沟通外部程序记忆接受指挥AT89C52(或数据),每个机器周期两个PSEN是有效输出两个脉冲。在这个时期,当进入外部数据存储、会跳过两个PSEN信号。
EA / VPP:外部访问容许。你想要解决器仅仅进入外部程序存储器(地址为0000 H-FFFFH)、EA端头应保持较低水平。需要注意是:如果LB1是编程,加密调节内部将锁存EA结束状态。如果EA是高水平(带),中央解决器被执行指令Vcc内部程序存储器。该引脚加上+12V 编程容许电源，固然这必要是该器件是使用12V 编程电压。
XTAL1 / XTAL2:振荡放大器和逆时钟发生器输入/输出终端。
3.1.2 特殊功能寄存器
在内部存储器,80 H-FFH AT89C52共128个单位SFR特殊功能寄存器(),SFR地址空间不是所有地址都被定义为,从80年H-FFH 128字节只是冰山定义,并且相称多未定义。没有定义单位,说、读、写能力将是无效,阅读价值不会保证写,并且数据也将丢失。数据不应当“1”写作没有定义单位、单位产品在将来也许会给新功能,在这种状况下,这些单位恢复数值总是“0”。
除了用AT89C51单片机AT89C52定期/计数器0和1号柜台时间外,还增长了一种定期/计数器/ 2。定期/计数器控制和国家2 a位于T2CON(见表3 - 3),T2MOD(见表3-4),)到(2 16个定期器俘获模式或16自动重负荷方式下捕获/自动重负荷寄存器。
表3-3 定期/计数器2控制寄存器T2CON
T2CON地址=0C8H 复位值=0000 0000B
可寻址位
TF2
EXF2
RCLK
TCLK
EXEN2
TR2
C/
CP/
7
6
5
4
3
2
1
0
Bit

符号
功能
TF2
定期器2溢出标志，定期器2溢出时，又由硬件置位，必要由软件清0。当RTCL=1或TCLK=1时，定期器2 溢出，不对TF2置位。
EXF2
定期器2外部标志，当EXEN2=1，且T2EX引脚上浮现捕获或重装载时，EXF2置位，申请中断。此时如果容许定期器2中断，CPU将响应中断，执行定期器2中断服务程序，EXF2必要由软件清除。当定期器2工作在向上或向下技术工作方式时，EXF2不能激活中断。
RCLK
接受时钟容许，RCLK=1时，用定期器2溢出脉冲作为串行口（工作于工作方式1或3）接受时钟，RCLK=0，用定期器1溢出脉冲作为接受时钟。
TCLK
发送时钟容许，TCLK=1时，用定期器2溢出脉冲作为串行口（工作于工作方式1或3）发送时钟，TCLK=0，用定期器1溢出脉冲作为发送时钟。
EXEN2
定期器2外部容许标志，当EXEN2=1时，如果定期器2未用于作串行口波特率发生器，在T2EX端浮现负跳变脉冲时，激活定期器2捕获或重装载。EXEN2=0时，T2EN端外信号无效。
TR2
定期器2启动/停止控制位，TR2=1时，启动定期器2。
C/
定期器2定期方式或计数方式控制位。C/=0，选取定期方式。C/=1时，选取外部事件计数方式（下降沿触发）。
CP/
捕获/重装载选取，CP/=1时，如EXEN=1,且T2EN端浮现负跳变脉冲时发生捕获操作。CP/=0时，若定期器2溢出或EXEN2=1，T2EN端浮现负跳变脉冲，都会浮现自动重装载操作。当RCLK=1或TCLK=1时，该位无效，在定期器2溢出时强制其自动重装载。

数据存储器:AT89C52 有256 个字节内部RAM，80H-FFH 高128 个字节与SFR地址是重叠，也就是高128字节RAM 和特殊功能寄存器地址是相似，但物理上它们是分开。当一条指令访问7FH 以上内部地址单元时，指令中使用寻址方式是不同，也即寻址方式决定是访问高128 字节RAM 还是访问特殊功能寄存器。如果指令是直接寻址方式则为访问特殊功能寄存器。例如，下面直接寻址指令访问特殊功能寄存器0A0H（即P2 口）地址单元。MOV 0A0H，#data间接寻址指令访问高128 字节RAM，例如，下面间接寻址指令中，R0 内容为0A0H，则访问数据字节地址为0A0H，而不是P2 口（0A0H）。MOV @R0，#data堆栈操作也是间接寻址方式，因此，高128 位数据RAM 亦可作为堆栈区使用。定期器0和定期器1：AT89C52定期器0和定期器1 工作方式与AT89C51 相似。
3.1.3 AT89C52片上资料
定期器2：定期器2 是一种16 位定期/计数器。 它已经可以，当定期器用途，也许也采用外部事件柜台用途，它工作由特殊功能记数器T2CON C/T2位置选取。 定期器2有三工作： 捕获方式，自动重装载（向上或向下计数）方式和波特率发生器方式，工作方式由T2CON 控制位来选取，参见表3-4。 定期器2由二8记数器TH2构成，并且TL2，在定期器工作，每台机器周期TL2记数器价值加1，由于机器周期由12振动时钟宪法，因而， oscilation频率计数率1/12。 当计数器处在工作状态，当在T2别针外在输入信号由1到0下落生产时时，记数器价值加1，在这工作之下，每个机器周期5SP2期间，继续采样对外在输入。 如果在第一种机器周期采撷价值是1，但是在下个机器周期采撷是0价值，是在下个周期S3P1期间记数器如下关闭加1。 由于区别1到0跃迁需要2个机器周期，因而， oscilation频率最高计数率1/24。 为了保证采样精确性，祈求输入级维护一种完全周期，至少在变动，至少通过抽样一次保证输入信号之前 。　　　
表3-4 定期器2工作方式
RCLK+TCLK
CP/
TR2
MODE
0
0
1
16-bit Auto-reload
0
1
1
16-bit Capture
1
X
1
Baud Rate Generator
X
X
0
(off)
可编程时钟输出：定期器2 可通过编程从P1.0 输出一种占空比为50%时钟信号，如图3-6所示。P1.0 引脚除了是一种原则I/O 口外，还可以通过编程使其作为定期/计数器2 外部时钟输入和输出占空比50%时钟脉冲。当时钟振荡频率为16MHz 时，输出时钟频率范畴为61Hz—4MHz。当设立定期/计数器2 为时钟发生器时，C/T2（T2CON .1）=0，T2OE （T2MOD.1） =1，必要由TR2（T2CON.2）启动或停止定期器。时钟输出频率取决于振荡频率和定期器2 捕获寄存器（RCAP2H，RCAP2L）重新装载值，公式如下（3-1）：
输出时钟频率=振荡器频率/{4*[65536-(RCP2H,RCP2L)]} （3-1）
在时钟输出方式下，定期器2 翻转不会产生中断，这个特性与作为波特率发生器使用时相仿。定期器2 作为波特率发生器使用时，还可作为时钟发生器使用，由于波特率和时钟输出频率同使用RCAP2L和RCAP2L，波特率和时钟输出频率是不能分开拟定。
UART串口：AT89C52UART 工作方式与AT89C51 工作方式相似。
时钟振荡器：AT89C52 中有一种用于构成内部振荡器高增益反相放大器，引脚XTAL1 和XTAL2 分别是该放大器输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件片外石英晶体或陶瓷谐振器一起构成自激振荡器。外接石英晶体（或陶瓷谐振器）及电容C1、C2 接在放大器反馈回路构成并联振荡电路。对外接电容C1、C2 没有十分严格规定，但电容容量大小会轻微影响振荡频率高低、振荡器工作稳定性、起振难易程序及温度稳定性，如果使用石英晶体，咱们推荐电容使用30pF±10pF，而如使用陶瓷谐振器建议选取40pF±10pF。顾客也可以采用外部时钟。采用外部时钟电路如图3-2所示。这种状况下，外部时钟脉冲接到XTAL1 端，即内部时钟发生器输入端，XTAL2 则悬空。
图3-2 振荡电路
3.1.4 AT89C52中断系统
AT89C52 共有6个中断向量：两个外中断（INT0 和INT1），3 个定期器中断（定期器0、1、2）和串行口中断。这些中断源可通过度别设立专用寄存器IE 置位或清0 来控制每一种中断容许或禁止。IE 也有一种总禁止位EA，它能控制所有中断容许或禁止。注意表3-5 中IE.6 为保存位。定期器2 中断是由T2CON 中TF2 和EXF2 逻辑或产生，当转向中断服务程序时，这些标志位不能被硬件清除，事实上，服务程序需拟定是TF2 或EXF2 产生中断，而由软件清除中断标志位。定期器0 和定期器1 标志位TF0 和TF1 在定期器溢出那个机器周期S5P2 状态置位，而会在下一种机器周期才查询到该中断标志。而定期器2 在同一种机器周期内查询到该标志。
表3-5 中断系统控制字
EA
—
ET2
ES
ET1
EX1
ET0
EX0
容许位EA=1，表达容许中断 容许为EA=0，表达禁止中断
Symble
Position
Function
EA
IE.7
EA=0时，禁止所有中断
EA=1时，各中断容许或禁止取决于各中断控制位状态
—
IE.6
保存位
ET2
IE.5
定期器2中断容许控制位
ES
IE.4
串行口中断容许控制位
ET1
IE.3
定期器1中断容许控制位
EX1
IE.2
外中断1中断容许控制位
ET0
IE.1
定期器0中断容许控制位
EX0
IE.0
外中断0中断容许控制位
程序员不应将“1”写入保存位，这些位是将来AT89系列产品作为扩展用。

3.2 LM1042液位检测器
LM1042液位检测器使用热阻探针技术来检测非可燃性液体液面高度，能提供一种正比于液位高度输出，可进行单次或重复测量，所有控制热阻探针、检测热阻探针短路、开路所需要监控电路都集成在LM1042芯片内部。此外该芯片也可以采用其他传感器信号或线性输入作为输入信号。 该器件采用是16脚DIP封装。芯片重要特点有：
1、集成有热阻探针控制电路；
2、可以选取热阻或线性信号作为输入；
3、可单次测量或重复测量；
4、电源或控制输入端有50V瞬态电压保护电路；
5、在复位时切换，延时功能可以避免瞬态信号影响；
6、可在－40℃～＋80℃工作温度范畴工作。
7、具备探针短路、开路检测功能；
8、电源范畴7.5～18V；
9、内部有电源调节器；
LM1042重要电气性能参数见表3-6所列
表3-6 LM1042重要电性能参数
符号
参数
条件
最小值
典型值
最大值
单位

电源电压

7.5
13
18
V

电源电流

35
mA

调节电压

5.65
5.9
6.2
V
调节电压稳定度
=13V

0.5
%

探针电流参照电压

2.10
2.25
2.40
V

锯齿波定期

15
31
42
ms

3

16
ms

锯齿波定期

1.4
1.75
2.1
s

锯齿波定期稳定度

5
%

锯齿波电阻

3

15.0

启动输入逻辑高电平

1.7

V

启动输入逻辑低电平

0.5

启动输入电流
=

100
nA

启动输入电流
=0V

300
nA

最大输入电压
=600Ω
-0.3

-0.3

最小输入电压

0.2

探针1增益
脚7电压80-250mV

10.15

探针1增益非线性
-2
0
2
%

1脚偏移

5

mV

探针2增益
脚7电压240-1.57mV

3.4

探针2增益非线性
-2
0.2
2
%

7脚偏移

5

mV

输入阻抗

5

MΩ

探针1输入电压范畴
=9--18V
=7.5V
1
1

5
3.5
V
V

探针1开路阀值
5脚处
-0.85
-0.6
-0.35
V

探针1短路阀值

0.35
0.6
0.85
V

14脚输入泄漏电流
脚14电压4V

2.0
nA

1脚输入泄漏电流
脚1电压300mV

1.5
5.0
nA

重复周期
=22uF
9.1
17
36
s
电容放电时间
=22uF

135
ms

记忆电容值

0.47
uF

输入电容值

0.47
uF
3.2.1 LM1042引脚功能
液位检测芯片LM1042引脚图如图3-3所示。各引脚功能描述如下：
图3-3 LM1042引脚图
1脚：热阻探针输入，内接放大器，在探针开始测量时被箝位到低电平；
2脚：器件接地端；
3脚：连接到外部PNP晶体管发射极，为热阻探针提供200mA固定电流，芯片内部参照源使该端电压维持在比电源端低2V电平上。
4脚：连接到外部PNP晶体管基极上；
5脚：接热阻探针以便对之进行开路和路检测；
6脚：电源端＋Vs，电压范畴7.5～18V，可承受50V瞬时电压；
7脚：第二热阻探针输入或其她线性信号输入，输入电压范畴为1～5V，探针增益可通过10脚进行调节；
8脚：探针选取与控制端。如果该端加逻辑低电平，探针1被选中并启动定期周期，随后低电平被锁定直到测量结束。在该端为低电平时，依照9脚状态，探针1进行一次测量或重复测量；如果在探针1测量周期外该端输入为逻辑高电平则选中探针2进行测量
9脚：重复振荡器定期电容器在该脚与地之间连接。当探针1测量周期被启动时，2μA电流对定期电容充电，直到电压值为4.3V。如果该端接地，重复振荡器被禁止。在8脚为低电平时，只容许探针1进行一次测量；
10脚：可在该端与地之间接一电阻以变化探针2输入放大器增益。此增益在该端开时为1.2，在该端对地短路时为3.4。可通过电阻分压网络把直流偏置调节为VREG或地电平；
11脚：电压调节输出，应将该端连接到15脚以构成完整电压调节控制环路。使15脚电压保持恒定6V；
12脚：在该端与地之间连接一电容，用以设定探针1测量定期周期；
13脚：在该端与地之间连接一电阻以设定12脚充电电流，电阻值应介于3kΩ到15kΩ之间，典型值为12kΩ；
14脚：在该端与探针电压端11脚之间连接一具备低漏电流电容，作为探针1测量时记忆电容器，该电容典型值为0.1μF(不不不大于0.47μF)。对于长记忆保持时间，该端内部泄漏电流最大为2nA；
15脚：此端为内部电压探针器反馈输入，普通连接到11脚。可在该端串接一电阻以调节调节电压输出值；
16脚：探针1和探针2线性电压输出端，可以提供±10mA启动电流。该端可通过一600Ω测量仪表连接到VREG端。
3.2.2 传感器连接办法
在LM1042传感器电路中，7脚和10脚重要用于对探针2 调节，由于本系统只用到探针1，故可将7脚和10脚直接接地；1脚是热阻探针输入端；5脚为探针故障端；6脚是电源端；3、4脚分别接PNP管发射极和集电极用于给探针提供200MA固定电流；16脚为模仿电压输出端，输出与液位成正比模仿电压；12、13脚用来调节探针测量周期；9、14脚外接两个电容作为探针记忆电容，记忆探针电压值。
3.3 单片机并行扩展芯片