目 录

1、 单片机的说明.................................................... 1 1.1、 8051单片机简介 .............................................. 2 1.2、 时序 ........................................................ 3 1.3、引脚及其功能................................................. 4 2、 800立方米水箱给水设备系统的构成................................. 7 3、 本系统8051单片机控制部分结构.................................... 9 4、 本系统的工作原理............................................... 10 5、 主程序框图..................................................... 11 5.1、 主程序框图 ................................................. 11 5.3 手动模式子程序框图： ......................................... 13 6、 本系统程序清单................................................. 14 7、 系统电路示意图................................................. 18 致辞............................................................... 19 参考文献........................................................... 20

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1、 单片机的说明

单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管它的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。

单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。 单片机的应用领域 ：

目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。

单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分如下几个范畴： 1.在智能仪器仪表上的应用 2.在工业控制中的应用 3.在家用电器中的应用

4.在计算机网络和通信领域中的应用 5.单片机在医用设备领域中的应用

此外，单片机在工商、金融、科研、教育、国防航空航天等领域都有着十分广泛的用途。

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1.1、 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。下面简单介绍以下各个部分的功能。

中央处理器CPU是单片微型计算机的指挥、执行中心，由它读入用户程序，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。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,指令执行结束后，PC计数器自动加1，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。不同的指令其功能略异。有的指令涉及到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的时序是指控制器按照指令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。

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1.2、 时序

1．时钟电路 ： MCS-51片内设有一个由反向放大器所构成的振荡电路，XTAL1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XTAL1接地。

2．时序: MCS-5l单片机的一个机器周期由6个状态(s1—s6)组成，每个状态又持续2个振荡周期，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；在一般情况下，算术和逻辑操作发生在P1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，便从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S5P1期间仍进行读入，但所读入的字节操作码被忽略，且程序计数器也不加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。 对于双字节单机器周期指令，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令操作。下面是51单片机的振荡电路图：

图1 51单片机的振荡电路图

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