基于C8051F021的水(闸)位计的实现

　　1引言

　　水位、闸位计广泛应用十石油、化工、冶金、电力、水利、水库、油库、泵站、城市供水等领域的自动检测和控制系统中。但在运行过程中仍存在着一些问题，如:系统不稳定、抗干扰能力差、精度低、传感器型号局限、输出控制或灵示信号不满足要求、现场更改程序或程序升级麻烦及通信能力差等。经过分析这些缺陷产生的原因主要是主控芯片的集成度不够、功能不强所致。囚此找到一种集成度高、功能强大的卞控芯片来研制水位、闸位计就解决了以上所有的问题。木文卞要沦述了丛十C8051F021芯片来实现具有通信和智能型的水(闸)位计方法。

　　2系统的硬件功能实现

　　2.1 C8051 F021的功能介绍

　　本系统采用最新高集成度微控制器C8051F021，它是Cygnal公司产品，具有八路12位ADC和两路12位DAC，片内电源监视、看门狗定时器、时钟源。FLASH存储器可实现在线编程和用于非易失性数据存储(EEPROM的作用)。工作温度范围-45℃一+85 0C。可用Keil C高级语言开发，与标准8051全兼容。内部有复位源并能提供时钟源。可编程的I/0口。可编程定时器阵列，其中增加了自动装载的定时器，可做日历时钟。它的串口几乎覆盖了全部串行通讯标准，具有低功耗工作方式设置。4352字节的RAM , 64K闪速存储器。定时器，串行总线，外部中断源，AD转换输人，比较器输出，都可通过CT'OSSbar寄存器定向到PO,P1,P2中的I/0口。多种节电休目民和停机方式。

　　2.2系统的硬件实现

　　本系统所用卞要器件C8051F021几乎都已具各，这样使整个系统集成度大大提高，卞控芯片外围电路很少，硬件结构相对简单，提高了系统的抗干扰能力。系统框图如图1所示。

　　水(闸)位计采用了液位压力传感器、电阻传感器、和智能多圈旋转绝对值编码器等三种不同的传感器来完成对水位的测量。压力传感器输出的是4~20mA的电流信号。我们首先通过一个电阻把它转换为0.4~2V的电压信号，经过一个用AD623AN做

　　的射极跟随器后，送到C8051F021的AINO(ADCO的输人端)，同时把他送给16位的AD7705的AIN 1(AD7705的电压采集输人端)。AD7705通过SPI口和C8051F021通信。这样就可以同时用C8051F021内部自有的12位ADC和具有16位测量精度的AD7705来进行数据的采集。用电阻传感器来测量水位，和用压力传感器测量水位的丛木道理类似，只不过电阻传感器输出的是电压信号，不用再经过电流/电压的转换电路，可直接地输人C8051F021和AD7705。旋转绝对值编码器输出的是一进制码或格雷码，通过RS485口和C8051F021传输数据。单片　　机通过UART1中断的方式读取编码器的数据，完成对水位的测量。