翻斗量油儀的設(shè)計(jì)—畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書I</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告III</p><p>　　大學(xué)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))指導(dǎo)教師評(píng)審意見VIII</p><p>　　大學(xué)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))評(píng)閱教師評(píng)語(yǔ)IX</p><p>　　

2、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯記錄及成績(jī)?cè)u(píng)定X</p><p><b>　　中文摘要XI</b></p><p><b>　　英文摘要XII</b></p><p><b>　　前言1</b></p><p><b>　　1 緒論2</b></p&g

3、t;<p>　　1.1課題的來源2</p><p>　　1.2國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢(shì)以及面臨的挑戰(zhàn)2</p><p>　　1.3研究的目地、意義、以及主要內(nèi)容3</p><p><b>　　2 硬件設(shè)計(jì)5</b></p><p>　　2.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5</p><p>

4、　　2.2系統(tǒng)硬件的選擇19</p><p>　　2.2.1傳感器的選擇19</p><p>　　2.2.2時(shí)鐘芯片的選擇20</p><p>　　2.2.3存儲(chǔ)芯片的選擇22</p><p>　　2.2.4 U盤讀寫模塊25</p><p>　　2.2.5 TFT彩色液晶顯示模塊27</p>

5、<p><b>　　3 軟件設(shè)計(jì)31</b></p><p>　　3.1時(shí)鐘模塊的設(shè)計(jì)32</p><p>　　3.2存儲(chǔ)模塊的設(shè)計(jì)36</p><p>　　3.3顯示模塊的設(shè)計(jì)41</p><p><b>　　4 結(jié)束語(yǔ)43</b></p><p>&

6、lt;b>　　致謝45</b></p><p><b>　　附錄46</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書</p><p>　　學(xué)院（系） 電信 專業(yè) 電氣自動(dòng)化 班級(jí) </p><p>　　學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師/職稱 ／講師 </p>

7、;<p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目：</p><p><b>　　翻斗量油儀的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）起止時(shí)間：2013年3 月11日～2013年 6月10 日</p><p>　　3．畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)所需資料及原始數(shù)據(jù)（指導(dǎo)教師選定部分）</p><p>　　[1] 黃遵熹．單片

8、機(jī)原理接口與應(yīng)用[M]．西北工業(yè)大學(xué)出版社，2000．147—150．</p><p>　　[2]劉文濤. 單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)實(shí)例. 清華大學(xué)出版社 2005.</p><p>　　[3]韓太林. 單片機(jī)原理及應(yīng)用. 電子工業(yè)出版社. 2005.</p><p>　　[4]張毅剛. 單片機(jī)原理及應(yīng)用. 高等教育出版社. 2004. </p>&

9、lt;p>　　[5]何立民. 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編[第三版]. 北京航空航天大學(xué)出版社.2003.</p><p>　　[6]付家才. 單片機(jī)控制工程實(shí)踐技術(shù). 北京化學(xué)工業(yè)出版社.2004.</p><p>　　[7]嚴(yán)天峰. 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真調(diào)試. 北京航空航天大學(xué)出版社，2005</p><p>　　[8]徐愛鈞.《805

10、1單片機(jī)實(shí)踐教程》[M].電子工業(yè)出版社. 2006</p><p>　　[9]武慶生，仇梅.單片機(jī)原理與應(yīng)用.電子科技大學(xué)出版，1998,12 </p><p>　　[10]朱定華.單片機(jī)原理與接口技術(shù).電子工業(yè)出版社，2001,4</p><p>　　[11]劉瑞新.單片機(jī)原理及應(yīng)用教程.機(jī)械工業(yè)出版社，2003,7</p><p>　　

11、[12] 柯立民.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編[M].北京: 航空航天大學(xué)出版社, 2000</p><p>　　4．畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)應(yīng)完成的主要內(nèi)容</p><p>　　查閱資料,制定方案。</p><p>　　畫出系統(tǒng)的硬件電路原理圖，學(xué)習(xí)一些元器件的工作原理</p><p><b>　　編寫軟件。</b></p>

12、<p>　　在日志上記下每天的設(shè)計(jì)活動(dòng)。</p><p>　　5．畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的目標(biāo)及具體要求</p><p><b>　　完整硬件設(shè)計(jì)電路。</b></p><p>　　軟件框圖及程序清單。</p><p>　　6、完成畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)所需的條件及上機(jī)時(shí)數(shù)要求</p><p>

13、　　須Protel畫出電路圖，用keil編寫程序，上機(jī)時(shí)數(shù)80小時(shí)。</p><p>　　Protel 99或者AD畫PCB電路板</p><p>　　任務(wù)書批準(zhǔn)日期 2013 年 月 日 教研室(系)主任(簽字) </p><p>　　任務(wù)書下達(dá)日期 2013 年 月 日 指導(dǎo)教師(簽字)

14、 </p><p>　　完成任務(wù)日期 2013 年 月 日 學(xué)生（簽名） </p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告</p><p>　　題 目 名 稱 翻斗量油儀的設(shè)計(jì) </p><p>　　題 目 類 別 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)

15、 </p><p>　　學(xué) 院（系） 電子信息學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè) 班 級(jí) </p><p>　　學(xué) 生 姓 名 </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師 <

16、;/p><p>　　輔 導(dǎo) 教 師 </p><p>　　開題報(bào)告日期 2013年3 月 23 日 </p><p><b>　　翻斗量油儀的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　一.題目來源</b></p><p>

17、;　　該設(shè)計(jì)來源于生產(chǎn)實(shí)習(xí)和社會(huì)實(shí)際</p><p>　　二.研究的目的和意義</p><p>　　油井產(chǎn)量的計(jì)量是油田生產(chǎn)管理中的一項(xiàng)重要工作，對(duì)油井產(chǎn)量進(jìn)行準(zhǔn)確、及時(shí)的計(jì)量，對(duì)掌握油藏狀況，制定生產(chǎn)方案，具有重要的指導(dǎo)意義 </p><p>　　我的設(shè)計(jì)能有效提高單井計(jì)量的可靠性、穩(wěn)定性和量油效率，降低量油勞動(dòng)強(qiáng)度；為油井生產(chǎn)和狀況分析提供準(zhǔn)確可靠的依據(jù)。便于

18、及時(shí)管理及了解生產(chǎn)情況。</p><p>　　三.閱讀的主要參考文獻(xiàn)及資料名稱</p><p>　　[1] 黃遵熹．單片機(jī)原理接口與應(yīng)用[M]．西北工業(yè)大學(xué)出版社，2000．147—150．</p><p>　　[2]劉文濤. 單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)實(shí)例[M]. 清華大學(xué)出版社 2005.</p><p>　　[3]韓太林. 單片機(jī)原理及應(yīng)用[

19、M]. 電子工業(yè)出版社. 2005.</p><p>　　[4]張毅剛. 單片機(jī)原理及應(yīng)用[M]. 高等教育出版社. 2004. </p><p>　　[5]何立民. 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編[第三版]. 北京航空航天大學(xué)出版社.2003.</p><p>　　[6]付家才. 單片機(jī)控制工程實(shí)踐技術(shù)[M]. 北京化學(xué)工業(yè)出版社.2004.&l

20、t;/p><p>　　[7]嚴(yán)天峰. 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真調(diào)試[M]. 北京航空航天大學(xué)出版社，2005</p><p>　　[8]徐愛鈞.《8051單片機(jī)實(shí)踐教程》[M].電子工業(yè)出版社. 2006</p><p>　　[9]武慶生，仇梅.單片機(jī)原理與應(yīng)用[M].電子科技大學(xué)出版，1998,12 </p><p>　　[10]朱定華.單片

21、機(jī)原理與接口技術(shù)[M].電子工業(yè)出版社，2001,4</p><p>　　[11]劉瑞新.單片機(jī)原理及應(yīng)用教程[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2003,7</p><p>　　[12] 柯立民.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編[M].北京: 航空航天大學(xué)出版社, 2000</p><p>　　四.國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)與研究的主攻方向</p><p>　　油井產(chǎn)量的

22、計(jì)量是油田生產(chǎn)管理中的一項(xiàng)重要工作，對(duì)油井產(chǎn)量進(jìn)行準(zhǔn)確、及時(shí)的計(jì)量，對(duì)掌握油藏狀況，制定生產(chǎn)方案，具有重要的指導(dǎo)意義。目前國(guó)內(nèi)各油田采用的油井產(chǎn)量計(jì)量方法主要有玻璃管量油孔板測(cè)氣、翻斗量油孔板測(cè)氣、兩相分離密度法和三相分離計(jì)量方法等。隨著技術(shù)的進(jìn)步，油田越來越需要功能強(qiáng)、自動(dòng)化程度高的油井計(jì)量設(shè)備以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和油田的管理水平。</p><p>　　(1)量油分離器計(jì)量</p><p>

23、;　　該方式完全依靠人工操作，由人工開關(guān)閥門，將需要計(jì)量的單井導(dǎo)入量油分離器，然后記錄液位計(jì)的讀數(shù)并按下秒表。當(dāng)液位上升到一定高度時(shí)，按停秒表，并再次記錄液位計(jì)的讀數(shù)。通過兩次液位的刻度差及時(shí)間間隔，可計(jì)算出單井的體積流量。</p><p>　　進(jìn)行下一口井的計(jì)量時(shí)，關(guān)閉量油分離器的氣出口，將液體壓出量油分離器后，再切換流程，將下一口井的產(chǎn)出液導(dǎo)入量油分離器。</p><p>　　該計(jì)量方

24、式有一定的可靠性和準(zhǔn)確性，目前仍被廣泛采用。方式缺點(diǎn)是勞動(dòng)強(qiáng)度大，不能連續(xù)計(jì)量，手工記錄的數(shù)據(jù)不利于數(shù)據(jù)采集和管理，且易發(fā)生人為因素而導(dǎo)致較大誤差。</p><p>　　(2)翻斗計(jì)量分離器計(jì)量</p><p>　　翻斗計(jì)量的原理是應(yīng)用兩斗式翻斗分離器工作原理，隨著正在計(jì)量的工作斗的液面逐漸升高，整個(gè)翻斗系統(tǒng)重心也逐漸偏移，當(dāng)液體進(jìn)入到其中的一個(gè)計(jì)量翻斗時(shí)，隨著進(jìn)入流體的不斷增加，則這個(gè)

25、翻斗的力矩不斷的增加，當(dāng)達(dá)到了翻斗翻轉(zhuǎn)的條件時(shí)，系統(tǒng)重心偏移過軸的中心以后，原有平衡將被打破，計(jì)量翻斗自動(dòng)翻倒，將斗內(nèi)液體傾倒在罐內(nèi)，同時(shí)另一個(gè)工作斗開始工作。</p><p>　　該計(jì)量方式改變了體積法量油的模式，改為稱重測(cè)量，能實(shí)現(xiàn)連續(xù)計(jì)量，且可進(jìn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)。該方式缺點(diǎn)是分離器體積較大，造價(jià)較高。</p><p>　　目前，翻斗計(jì)量分離器可以和多路閥組合，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)選井計(jì)

26、量。</p><p>　　(3)氣液分相計(jì)量</p><p>　　該方式通過氣液兩相分離器對(duì)單井產(chǎn)出液進(jìn)行氣液分離，分離器氣相出口設(shè)天然氣流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量，液相出口設(shè)質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量，計(jì)量數(shù)據(jù)均可遠(yuǎn)傳至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)。</p><p>　　該計(jì)量方式能實(shí)現(xiàn)單井的連續(xù)計(jì)量，且通過質(zhì)量流量計(jì)能測(cè)出原油含水，其缺點(diǎn)是含水較高時(shí)，質(zhì)量流量計(jì)對(duì)含水的測(cè)量誤差較大

27、。</p><p>　　(4)多路閥自動(dòng)選井計(jì)量</p><p>　　該方式采用多路閥實(shí)現(xiàn)自動(dòng)選井，通過氣液兩相分離器對(duì)單井產(chǎn)出液進(jìn)行氣液分離，分離器氣相出口設(shè)天然氣流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量，液相出口設(shè)質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行計(jì)量，計(jì)量數(shù)據(jù)均可遠(yuǎn)傳至計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)。</p><p>　　多路閥占地面積遠(yuǎn)小于選井閥組，且可以完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)選井，自動(dòng)計(jì)量，常常被用于海上平臺(tái)。近幾

28、年也有部分陸地油田開始采用。該設(shè)備的缺點(diǎn)是投資較高。</p><p>　　(5)活動(dòng)計(jì)量車計(jì)量</p><p>　　對(duì)于管輸串接而無法采用常規(guī)計(jì)量的油井，常采用活動(dòng)計(jì)量車計(jì)量。該計(jì)量方式的優(yōu)點(diǎn)是靈活、簡(jiǎn)便，缺點(diǎn)是勞動(dòng)強(qiáng)度大，受天氣條件的影響比較大?？紤]到該區(qū)塊井?dāng)?shù)較多，且單井產(chǎn)量較低，選用自動(dòng)化程度過高的計(jì)量設(shè)備投資較高，為節(jié)省投資，方便操作和管理，本次推薦采用翻斗計(jì)量分離器計(jì)量和活動(dòng)計(jì)量

29、車計(jì)量相結(jié)合的方式。對(duì)井臺(tái)井?dāng)?shù)小于4口的井臺(tái)，采用活動(dòng)計(jì)量車計(jì)量單井產(chǎn)量，管線設(shè)計(jì)時(shí)考慮計(jì)量車接管留頭。井?dāng)?shù)大于等于4口的井臺(tái)，在井臺(tái)設(shè)置固定計(jì)量裝置計(jì)量，計(jì)量裝置采用翻斗計(jì)量裝置。</p><p>　　五.主要研究?jī)?nèi)容，關(guān)鍵問題的解決思路 </p><p>　　（1）記錄儀具有隨機(jī)和定時(shí)兩種自動(dòng)量油模式；（2）自動(dòng)準(zhǔn)確記錄并貯存翻斗的翻轉(zhuǎn)信號(hào)及相關(guān)時(shí)間（啟、停時(shí)刻和量油時(shí)間）數(shù)據(jù)并自動(dòng)折

30、算成日產(chǎn)液量、能夠顯示任意時(shí)間段采液曲線；（3）能夠存貯、傳輸 2 個(gè)月20 口井以上單井量油數(shù)據(jù)。（4）自動(dòng)完成計(jì)量并保存，不必操作人員實(shí)時(shí)觀察記錄；（5）大屏幕漢字顯示，支持漢字輸入，采用 T9 輸入法。（6）預(yù)留玻璃管流量計(jì)硬件接口。</p><p><b>　　工作原理 </b></p><p>　　首先通過電感式接近開關(guān)來感測(cè)現(xiàn)場(chǎng)翻斗計(jì)數(shù)，并通過光電隔離送入

31、單片機(jī)的外部中斷進(jìn)行計(jì)數(shù)。</p><p>　　同時(shí)自動(dòng)記錄翻斗時(shí)間與次數(shù)，并存入帶掉電保護(hù)的AT24C64 64KB EEPROM存儲(chǔ)器能存儲(chǔ)20口油井2個(gè)月的單井量油數(shù)據(jù)，以備查詢與上位機(jī)調(diào)用。</p><p>　　同時(shí)帶有1路USB接口供接U盤，當(dāng)插入U(xiǎn)盤的時(shí)候可以將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)存入U(xiǎn)盤。</p><p>　　采用時(shí)鐘芯片來為系統(tǒng)提供時(shí)鐘信息，記錄每一次

32、量油的開始時(shí)間，結(jié)束時(shí)間，從而計(jì)算該次產(chǎn)液量。</p><p>　　同時(shí)還可以通過串口給記錄儀更新程序，將油井名稱等信息加載進(jìn)程序。</p><p>　　完成畢業(yè)設(shè)計(jì)所必須要的工具</p><p><b>　　計(jì)算機(jī)</b></p><p>　　Keil，STC-ISP，protues，Altium_Designer&l

33、t;/p><p>　　八.完成畢業(yè)設(shè)計(jì)所必須要的工具</p><p>　　2.25-3.23（1-4） 畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)的資料搜集，準(zhǔn)備開題答辯以及開題報(bào)告</p><p>　　3.24-4.27（5-8） 查閱資料，系統(tǒng)的學(xué)習(xí)單片機(jī)相關(guān)的知識(shí)。同時(shí)開始系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　4.28-5.18（9-11）英文翻譯，查閱相關(guān)資料構(gòu)思論文結(jié)

34、構(gòu) </p><p>　　5.18以后編寫畢業(yè)論文以及準(zhǔn)備畢業(yè)答辯</p><p><b>　　指導(dǎo)老師審查意見</b></p><p>　　畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))指導(dǎo)教師評(píng)審意見</p><p>　　畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))評(píng)閱教師評(píng)語(yǔ)</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯記錄及成績(jī)?cè)u(píng)定</p

35、><p><b>　　翻斗量油儀的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　學(xué) 生：蔡 能 電信學(xué)院</p><p>　　指導(dǎo)老師：唐桃波 電信學(xué)院 </p><p>　　[摘要] 中國(guó)是一個(gè)石油資源消耗大國(guó)，隨著社會(huì)的進(jìn)步，科技的發(fā)展，能源資源消耗得越來越快。為了更好的去了解石油資源需求、更合理的分配石油資

36、源，本文基于單片機(jī)技術(shù)原理，以加強(qiáng)型單片機(jī)STC12C5A60S2作為核心控制器，通過硬件電路的制作以及軟件程序的編制，設(shè)計(jì)制作出一種智能量油的儀器。該儀器由數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)分類保存、數(shù)據(jù)處理和顯示器組成。</p><p>　　該文主要介紹了系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)、單片機(jī)系統(tǒng)主機(jī)電路、數(shù)據(jù)采集處理器、I/O口的擴(kuò)展電路、通信接口等以及軟件的設(shè)計(jì)。</p><p>　　[關(guān)鍵詞]智能量油，微處理器，數(shù)據(jù)

37、處理</p><p>　　Intelligent oil measuring instrument</p><p>　　Student：cai neng Electronics & Information College</p><p>　　Tutor：Tang Taobo Electronics & Information Col

38、lege</p><p>　　[Abstract]China is a big country of petroleum resource consumption, with the society's progress, the development of science and technology, energy and resource consumption more quickly.in o

39、rder to better to understand the demand for oil, a more reasonable distribution of oil resources.Design a kind of intelligent oil measuring instrument The instrument consists of data monitoring, data storage, data proces

40、sing and display.by considering the STC12C5A60S2 Enhanced single-chip computer as the core </p><p>　　The overall structure of the system, the main circuit of the MCU system, data-collecting circuit, I/O expa

41、nding circuit communication interface and software of the system were all designed.</p><p>　　[Keywords]intelligent oil measuring，microprocessors,data processing</p><p><b>　　前言</b><

42、;/p><p>　　石油的重要性：人們通常所說的能源危機(jī)，實(shí)際上就是指石油能源危機(jī)，具體來說就是燃料油品危機(jī)。車輛、輪船、飛機(jī)沒有油，導(dǎo)致交通癱瘓;鍋爐、加熱爐沒有油，導(dǎo)致工廠停工。燃料油品對(duì)多數(shù)人來講是須臾不可缺少的。石油不僅是一種人們?nèi)粘Ｉ钪衅胀ǖ纳唐?，而且是一種極其重要的戰(zhàn)略資源。因此，石油的安全供應(yīng)不僅關(guān)系到人們的正常生活，也關(guān)系到一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定。通常，石油的安全供應(yīng)也總是與國(guó)際政治斗爭(zhēng)、全球

43、戰(zhàn)略利益爭(zhēng)奪、甚至社會(huì)意識(shí)形態(tài)、人權(quán)、民族宗教沖突和矛盾交織在一起。20世紀(jì)90年代以來，日本和美國(guó)等國(guó)家都儲(chǔ)備了90天以上的油品消費(fèi)量，確保一旦因戰(zhàn)爭(zhēng)或其他原因無法從國(guó)外得到足夠的石油時(shí)，仍能維持一定時(shí)間的正常燃料供應(yīng)。當(dāng)然，這也是汲取兩次中東石油危機(jī)教訓(xùn)的結(jié)果。 預(yù)計(jì)到2010年中國(guó)的石油需求將達(dá)到380 Mt左右，而國(guó)內(nèi)可提供的石油資源童為190Mt左右，因此中國(guó)石油對(duì)外依存度將增長(zhǎng)到約50%。專家甚至預(yù)言，由于中國(guó)石油產(chǎn)量不可能

44、大幅增長(zhǎng)，今后新增的石油需求量幾乎要全部依靠進(jìn)口，到2020年前后，我國(guó)石油進(jìn)口量有可能超過300Mt.成為世界第一大油品進(jìn)口國(guó)。但是，與此同時(shí)也不能不看到，我</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1課題的來源</b></p><p>　　來源于生產(chǎn)/社會(huì)實(shí)際</p>

45、<p>　　1.2國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢(shì)以及面臨的挑戰(zhàn)</p><p>　　目前國(guó)內(nèi)各油田采用的油井產(chǎn)量計(jì)量方法主要有玻璃管量油孔板測(cè)氣、翻斗量油孔板測(cè)氣、兩相分離密度法和三相分離計(jì)量方法等。隨著技術(shù)的進(jìn)步，油田越來越需要功能強(qiáng)、自動(dòng)化程度高的油井計(jì)量設(shè)備以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和油田的管理水平。 </p><p>　　1.原油的測(cè)量 （1）玻璃管液面計(jì)量油 在油氣分離器上安裝一根長(zhǎng)80

46、左右并與分離器構(gòu)成連通管的玻璃管液面計(jì)。分離器內(nèi)一定重要的油將水壓倒玻璃管內(nèi)，根據(jù)玻璃管內(nèi)水上升的高度與分離器內(nèi)油量的關(guān)系得到分離器內(nèi)油的重量，由此測(cè)得玻璃管內(nèi)液面上升高度所需要的時(shí)間，即可折算出油井的產(chǎn)量。 玻璃管量油是國(guó)內(nèi)各油田普遍采用的傳統(tǒng)方法，約占油井總數(shù)的90%以上。該方法裝備簡(jiǎn)單、投資少，但由于采用間歇量油的方式來折算產(chǎn)量，導(dǎo)致原油系統(tǒng)誤差為10% ～20%。另外在高含水期，特別是在特高含水期，對(duì)于氣液比低的油井計(jì)量后的排液

47、十分困難，該計(jì)量操作造成很大不便。 （2）電報(bào)量油 在玻璃管液面計(jì)量油的基礎(chǔ)上，在規(guī)定的量油高度H上、下各安裝一個(gè)電極，當(dāng)水上升到下電極時(shí)，計(jì)時(shí)電表接通開始計(jì)時(shí)，水上升到上電極時(shí)，電表切斷停止走動(dòng)，記錄水上升H高的時(shí)間t，則可按照玻璃管液面計(jì)量油的方法計(jì)算出油井的產(chǎn)量。 （3）翻斗量油 翻斗量油裝置主要由量油器、計(jì)數(shù)器等組成。一個(gè)斗裝滿時(shí)翻到排油，另一個(gè)斗裝油，這樣反復(fù)循環(huán)來累積油量。這種量油裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有一定計(jì)量精度。 </

48、p><p>　　2. 油井產(chǎn)量測(cè)量新技術(shù) 隨著技術(shù)的發(fā)展以及油田管理和降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度、提高生產(chǎn)效率的需要，相繼出現(xiàn)了許多可以對(duì)油井油、氣、水產(chǎn)量進(jìn)行綜合測(cè)量的計(jì)量裝置。 （1）三相分離計(jì)量 三相分離計(jì)量是把油、氣、水分離后分別計(jì)量，分離后原油含水較低（一般在30%以下），原油測(cè)量誤差降低，不受油井含水率的影響。但是，要想把特高含水原油分離成低含水原油并進(jìn)行計(jì)量，工藝技術(shù)十分復(fù)雜，而且數(shù)量很大的游離水經(jīng)常攜帶一部分原

49、油，造成很大誤差，且所需的設(shè)備儀表多、投資大、</p><p>　　管理操作難度大、維修費(fèi)用高。 （2）兩相分離計(jì)量 兩相分離計(jì)量是將油井采出液分離成液體和氣體，然后對(duì)其分別進(jìn)行計(jì)量。兩相分離計(jì)量設(shè)備主要由兩相分離器、氣體流量計(jì)、液體流量計(jì)、含水分析儀等組成，氣體流量計(jì)和液體流量計(jì)計(jì)量油井的產(chǎn)氣量和產(chǎn)液量，含水分析儀測(cè)量分離出液體的含水率，由此計(jì)算出油井的油、氣、水產(chǎn)量。 另一種形式的計(jì)量設(shè)備由兩相分離器、質(zhì)量流

50、量計(jì)和氣體流量計(jì)組成。質(zhì)量流量計(jì)測(cè)量分離出的液量，并計(jì)算出其中的含水率，從而測(cè)量出油井的油、氣、水產(chǎn)量。這種計(jì)算裝置投資較少、操作簡(jiǎn)便，在我國(guó)油田中獲得了較多的應(yīng)用。 （3） 不分離計(jì)量 不分離計(jì)量是不分離油井采出液，將文丘里管、密度計(jì)或不同的流量傳感器結(jié)合起來計(jì)量氣體和液體的流量，液體部分用雙γ射線密度計(jì)、電容、微波水含量監(jiān)控儀來確定油和水的含量，從而計(jì)算出油、氣、水各自的產(chǎn)量。 油氣水不分離計(jì)量技術(shù)在占地面積等方面有 很大的優(yōu)越性。

51、但是油井采出液中的油、氣、水等組分一般不是均勻混合的，他們以不同的速度流動(dòng)，還可能相互作用形成蠟和氫氧化物，并且引起難以預(yù)料的復(fù)雜流態(tài)。因此，開發(fā)具有廣泛適用范圍的流量計(jì)具有很大的難度，雖然國(guó)內(nèi)外已經(jīng)有多種實(shí)現(xiàn)油</p><p>　　3. 發(fā)展趨勢(shì) （1）向儀表化方向發(fā)展。隨著技術(shù)的進(jìn)步及各種氣體和液體流量計(jì)的廣泛應(yīng)用，油井產(chǎn)量計(jì)量中必然越來越多地使用操作簡(jiǎn)單、讀數(shù)方便的流量計(jì)。如用于天然氣計(jì)量的旋進(jìn)旋渦流量計(jì)、

52、渦街流量計(jì)等。 （2）向高精度方向發(fā)展。我國(guó)油田多進(jìn)入開發(fā)后期，需要準(zhǔn)確及時(shí)的了解油井的生產(chǎn)狀況，為生產(chǎn)管理提供真實(shí)可信的數(shù)據(jù)，對(duì)油井計(jì)量精度的要求必然越來越高。 （3）向快速化方向發(fā)展。為了及時(shí)掌握油井的生產(chǎn)狀況，需要縮短油井計(jì)量周期，對(duì)油井進(jìn)行更加頻繁和及時(shí)的測(cè)量，因此必須提高油井計(jì)量速度。 （4）向自動(dòng)化方向發(fā)展。自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展為降低勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率提供了可靠保證。同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)油井準(zhǔn)確、快速的測(cè)量，也必須采用自動(dòng)化的測(cè)

53、量方法。三相分離計(jì)量、兩相分離計(jì)量和不分離計(jì)量的研究和應(yīng)用將會(huì)得到越來越廣泛地重視。 </p><p>　　1.3研究的目地、意義、以及主要內(nèi)容</p><p>　　油井產(chǎn)量的計(jì)量是油田生產(chǎn)管理中的一項(xiàng)重要工作，對(duì)油井產(chǎn)量進(jìn)行準(zhǔn)確、及時(shí)的計(jì)量，對(duì)掌握油藏狀況，制定生產(chǎn)方案，具有重要的指導(dǎo)意義。海二管理區(qū)油井計(jì)量基本上采用的是立式兩相分離器作氣液分離，用玻璃管量油，人工取樣化驗(yàn)含水率，排液測(cè)

54、氣。隨著技術(shù)的進(jìn)步，油田越來越需要功能強(qiáng)、精確度好、自動(dòng)化程度高的油井計(jì)量設(shè)備，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和油田的管理水平。</p><p>　　油井產(chǎn)量計(jì)量是掌握油井生產(chǎn)動(dòng)態(tài)，分析儲(chǔ)油層的變化情況，科學(xué)地制定油田開發(fā)方案的重要依據(jù)。翻斗計(jì)量是目前油井產(chǎn)量計(jì)量中一種計(jì)量非常重要的設(shè)備，其工作原理是在分離器內(nèi)裝有兩個(gè)容積相等的斗，油井油液進(jìn)入分離器后，氣體從出氣管排出，液體存于斗中，斗內(nèi)的液體質(zhì)量達(dá)到一定時(shí)，翻斗傾斜，將斗內(nèi)

55、液體倒出，另一斗繼續(xù)進(jìn)油，兩斗重復(fù)工作，用翻斗記錄儀記錄下斗的數(shù)量和時(shí)間。</p><p>　　本作品用電感式接近開關(guān)檢測(cè)翻斗傾斜的次數(shù)。并通過中斷的方式將計(jì)數(shù)信息傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)，并折算出油井的日產(chǎn)量，具有自動(dòng)化程度高.測(cè)試精度高;安裝方便;結(jié)構(gòu)緊湊、安全可靠、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　該系統(tǒng)的核心是由單片機(jī)構(gòu)成的控制部分，主要對(duì)采油速度與時(shí)間的關(guān)系、采油技術(shù)及設(shè)備系統(tǒng)的硬件、軟

56、件編程各個(gè)部分進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。本文主要研究?jī)?nèi)容如下:</p><p>　　1.進(jìn)行翻斗量油系統(tǒng)的整體研究與設(shè)計(jì)。</p><p>　　2.利用按鍵設(shè)定單次測(cè)量所需時(shí)長(zhǎng)的以及單次能測(cè)最高次數(shù)。</p><p>　　3.利用電感式接近開關(guān)檢測(cè)翻斗的輸入信號(hào)。</p><p>　　4.利用串口實(shí)現(xiàn)儀器與電腦主機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸。</p>&l

57、t;p>　　5.TFT彩色液晶顯示各種數(shù)據(jù)信息。</p><p>　　6.當(dāng)采油時(shí)間超過設(shè)定值，或者采油數(shù)據(jù)超過允許值，會(huì)報(bào)警提示。</p><p>　　隨著技術(shù)的發(fā)展和實(shí)際生產(chǎn)的需要，采油測(cè)量中的自動(dòng)控制系統(tǒng)主要向智能化、系列化、專家系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。對(duì)于小油井的采油應(yīng)用，使用要方便。對(duì)于大面積，要與各種傳感器相結(jié)合，配合采油專家的建議，編制軟件，達(dá)到精確計(jì)量采油和時(shí)間，再與電

58、腦相結(jié)合，就可在辦公室或家中控制采油系統(tǒng)。根據(jù)監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)通過上位機(jī)傳輸對(duì)采油儀器的自動(dòng)控制，對(duì)系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障實(shí)施報(bào)警與控制。</p><p>　　研究的主要技術(shù)指標(biāo)：</p><p>　　(1)整機(jī)最大功耗不超過5W;</p><p>　　(2) 單井單次測(cè)量時(shí)長(zhǎng)為244小時(shí)；</p><p>　　(3)存儲(chǔ)器能存儲(chǔ)，能存儲(chǔ)7420組數(shù)據(jù)

59、； </p><p>　　(4)能夠存貯、傳輸20 口井10 個(gè)月以上單井量油數(shù)據(jù)；</p><p><b>　　技術(shù)關(guān)鍵： </b></p><p>　　1、選用STC12C5A系列1T增強(qiáng)型8051內(nèi)核單片機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的控制器，保證系統(tǒng)高效性和穩(wěn)定性；</p><p>　　2、采用中斷方式采集翻斗次數(shù)，絕不會(huì)遺漏翻

60、斗信號(hào)；</p><p>　　3、采用圖形化友好的人機(jī)交互環(huán)境設(shè)計(jì)；</p><p>　　4、能在線實(shí)時(shí)修改井名；</p><p><b>　　創(chuàng)新點(diǎn)：</b></p><p>　　1、采用4.3英寸彩屏液晶作為顯示屏。</p><p>　　2、有定時(shí)量油模式和手動(dòng)量油模式供選擇。</p&g

61、t;<p>　　3、能通過上位機(jī)實(shí)時(shí)在線更新油井名稱。</p><p>　　4、能定義超長(zhǎng)油井名稱（6個(gè)漢子或12個(gè)字符）。</p><p>　　5、能將量油信息從EEPROM導(dǎo)出到U盤中，并能轉(zhuǎn)換成excel表格。</p><p>　　6、電路采用自恢復(fù)短路保護(hù)設(shè)計(jì)。</p><p>　　7、存儲(chǔ)器能存儲(chǔ)7320組數(shù)據(jù)，一次至

62、少能存儲(chǔ)20口井10個(gè)月的計(jì)量數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　2 硬件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)題目要求和單片機(jī)的工作原理，以STC12C5A60S2單片機(jī)系統(tǒng)為核心來控制繼電器對(duì)田間進(jìn)行排水或灌水的操作。系統(tǒng)主要由傳感器測(cè)量電路，信號(hào)處理電路，數(shù)據(jù)傳輸電路、顯示電路，超限報(bào)警電路等組

63、成，軟件選用C語(yǔ)言編程。</p><p><b>　　基本思路：</b></p><p>　　本作品以STC12C5A系列1T增強(qiáng)型8051內(nèi)核單片機(jī)作為主控芯片，通過電感式接近開關(guān)來感測(cè)現(xiàn)場(chǎng)翻斗計(jì)數(shù)，并通過光電隔離送入單片機(jī)的外部中斷進(jìn)行計(jì)數(shù)。同時(shí)自動(dòng)記錄翻斗時(shí)間與次數(shù)，存入帶掉電保護(hù)的AT24C512 EEPROM存儲(chǔ)器，以備查詢與上位機(jī)調(diào)用，能存儲(chǔ)20口油井1

64、0個(gè)月的單井量油數(shù)據(jù)。同時(shí)帶有1路USB接口供接U盤，當(dāng)插入U(xiǎn)盤的時(shí)候可以將EEPROM存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)存入U(xiǎn)盤，并可以通過上位機(jī)軟件將U盤里的量油數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成excel表格。</p><p>　　采用時(shí)鐘芯片來為系統(tǒng)提供時(shí)鐘信息，記錄每一次量油的開始時(shí)間，結(jié)束時(shí)間，從而計(jì)算日產(chǎn)液量。上位機(jī)通過串口與記錄儀進(jìn)行通信，從記錄儀中調(diào)取數(shù)據(jù)，同時(shí)還可以通過串口給記錄儀更新程序，將油井名稱等信息在線下載進(jìn)記錄儀。</

65、p><p>　　總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1：</p><p>　　圖1 總體結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　4個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器</p><p>　　可編程串行UART通道</p><p>　　低功耗空閑和掉電模式</p><p><b>　　低功耗，超低價(jià)</b></p&

66、gt;<p>　　告訴，高可靠，無法解密</p><p><b>　　強(qiáng)抗干擾，強(qiáng)抗靜電</b></p><p><b>　　功能特性概述：</b></p><p>　　1）高速：1個(gè)時(shí)鐘/機(jī)器周期，增強(qiáng)型8051內(nèi)核，速度比普通8051快6~12倍。</p><p>　　2）寬電壓：

67、5.5~3.3V，2.2~3.6V(STC12LE5A60S2系列)。</p><p>　　3）增加第二復(fù)位功能腳/P4.6(高可靠復(fù)位，可調(diào)整復(fù)位門檻電壓，頻率<12MHz時(shí)，無需此功能)。</p><p>　　4）增加外部掉電檢測(cè)電路/P4.6，可在掉電時(shí)，及時(shí)將數(shù)據(jù)保存進(jìn)EEPROM，正常工作時(shí)無需操作EEPROM。</p><p>　　5）低功耗設(shè)計(jì)：

68、空閑模式(可由任意一個(gè)中斷喚醒)。</p><p>　　6）低功耗設(shè)計(jì)：掉電模式(可由外部中斷喚醒)，可支持下降沿/上升沿和遠(yuǎn)程喚醒。</p><p>　　7）支持掉電喚醒的管腳： INT0/P3.2，INT1/P3.3，T0/P3.4，T1/P3.5，RxD/P3.0，</p><p>　　CCP0/P1.3(或P4.2)，CCP1/P1.4(或P4.3)，EX_

69、LVD/P4.6。</p><p>　　8) 工作頻率：0~35MHz，相當(dāng)于普通8051：0~420MHz。</p><p>　　9) 時(shí)鐘：外部晶體或內(nèi)部RC振蕩器可選，在ISP下載編程用戶程序時(shí)設(shè)置。</p><p>　　10) 8/16/20/32/40/48/52/56/60/62K字節(jié)片內(nèi)Flash程序存儲(chǔ)器，擦寫次數(shù)10萬次以上。</p>

70、<p>　　11) 1280字節(jié)片內(nèi)RAM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。</p><p>　　12) 芯片內(nèi)EEPROM功能,擦寫次數(shù)10萬次以上。</p><p>　　13) ISP / IAP，在系統(tǒng)可編程/在應(yīng)用可編程，無需編程器/仿真器。</p><p>　　14) 8通道，10位高速ADC，速度可達(dá)25萬次/秒，2路PWM還可當(dāng)2路D/A使用。</p>

71、;<p>　　15) 2通道捕獲/比較單元(PWM/PCA/CCP)，也可用來再實(shí)現(xiàn)2個(gè)定時(shí)器或2個(gè)外部中斷(支持上升沿/下降沿中斷)。</p><p>　　16) 4個(gè)16位定時(shí)器，兼容普通8051的定時(shí)器T0/T1，2路PCA實(shí)現(xiàn)2個(gè)定時(shí)器。</p><p>　　17) 可編程時(shí)鐘輸出功能，T0在P3.4輸出時(shí)鐘，T1在P3.5輸出時(shí)鐘，BRT在P1.0輸出時(shí)鐘。<

72、/p><p>　　18) 硬件看門狗(WDT)。</p><p>　　19) 高速SPI串行通信端口。</p><p>　　20) 全雙工異步串行口(UART)，兼容普通8051的串口。</p><p>　　21) 通用I/O口(36/40/44個(gè))，復(fù)位后為： 準(zhǔn)雙向口/弱上拉(普通8051傳統(tǒng)I/O口)?？稍O(shè)置成四種模式：準(zhǔn)雙向口/弱上拉，推

73、挽/強(qiáng)上拉，僅為輸入/高阻，開漏。每個(gè)I/O口驅(qū)動(dòng)能力均可達(dá)到20mA，但整個(gè)芯片最大不得超過120mA。</p><p>　　圖2 STC5A60S2單片機(jī)引腳圖</p><p><b>　　引腳功能說明：</b></p><p><b>　　VCC：供電電壓；</b></p><p><b

74、>　　GND：接地；</b></p><p>　　P0 口：P0 口是一組 8 位漏極開路型雙向 I／O 口，也即地址／數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門電路，對(duì)端口寫“1”可作為高阻抗輸入端用。 在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。在Flash編程時(shí)，P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)

75、時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。 </p><p>　　P1口：P1是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I／O口，P1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口寫“1” ，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（IIL）。 Flash編程和程序校驗(yàn)期間，P1接收低8位地址。 </p>

76、<p>　　P2口：P2是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I／O口，P2的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口寫“1” ，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（IIL）。在訪問外部程序存儲(chǔ)器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVX@DPTR指令）時(shí)，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

77、器（如執(zhí)行 MOVX@RI 指令）時(shí)，P2 口線上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中R2寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問期間不改變。Flash編程或校驗(yàn)時(shí)，P2亦接收高位地址和其它控制信號(hào)。 </p><p>　　P3口：P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I／O 口。P3 口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4 個(gè) TTL邏輯門電路。對(duì) P3 口寫入“1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。作輸

78、入端時(shí)，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流（IIL）。 P3口除了作為一般的I／O口線外，更重要的用途是它的第二功能，如下表（表2.2）所示： </p><p>　　表1 P3口的第二功能 </p><p>　　P3口還接收一些用于Flash閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。</p><p>　　STC12C5A60S2還有另外2排I/O口，P4和P5口

79、。對(duì)STC12C5A60S2系列單片機(jī)的P4/P5口的訪問，如同訪問正常的P1/P2/P3口，并且均可為尋址，P4的地址C0H，P5的地址是C8H。</p><p>　　NA/P4.4：0，復(fù)位后P4SW.4=0，NA/P4.4腳是弱上拉，無任何功能，通過設(shè)置P4SW.4=1，將NA/P4.4腳設(shè)置成I/O口（P4.4）</p><p>　　ALE/P4.5：0，復(fù)位后P4SW.5=0，A

80、LE/P4.5腳是ALE信號(hào)，只有在用MOVX指令訪問外部擴(kuò)展器件時(shí)才有信號(hào)輸出1，通過設(shè)置P4SW.5=1，將ALE/P4.5腳設(shè)置成I/O口（P4.5）</p><p>　　EX_LVD/P4.6：0，復(fù)位后P4SW.6=0，EX_LVD/P4.6腳是外部低電壓檢測(cè)腳，可以實(shí)用查詢方式或設(shè)置中斷來檢測(cè)。1，通過設(shè)置P4SW.6=1，將EX_LVD/P4.6腳設(shè)置成I/O口（P4.6）</p>&

81、lt;p>　　RST/P4.7在ISP燒錄程序的時(shí)候選擇是復(fù)位腳還是P4.7口，如設(shè)置成P4.7口，必須使用外部時(shí)鐘。</p><p>　　RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 </p><p>　　圖3 單片機(jī)復(fù)位電路</p><p>　　單片機(jī)內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路，時(shí)鐘頻率在12M以下時(shí)，復(fù)位

82、腳可以接1K電阻再接地。也可以如左圖接法。</p><p>　　ALE／PROG： 當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。即使不訪問外部存儲(chǔ)器，ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率</p><p>　　的l／6 輸出固定的正脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：</p><p>　　每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器

83、時(shí)將跳過一個(gè)ALE脈沖。</p><p>　　對(duì)Flash存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（）如有必要，可通過對(duì)特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的 8EH單元的 DO 位置位，可禁止 ALE 操作。該位置位后，只有一條MOVX和MOVC指令A(yù)LE才會(huì)被激活。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置ALE無效。</p><p>　　PSEN：程序儲(chǔ)存允許（PSEN）輸出是外

84、部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng) AT89C51 由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次有效，即輸出兩個(gè)脈沖。在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，這兩次有效的信號(hào)不出現(xiàn)。 </p><p>　　EA／VPP：外部訪問允許。欲使CPU僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000H—FFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。 如EA端為高電平（接VCC端

85、），CPU則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的指令。 Flash存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+12V的編程允許電源Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用12V編程電壓Vpp。</p><p>　　XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。 </p><p>　　XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。 </p><p>　　時(shí)鐘振蕩器： AT89C5l 中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振

86、蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL1 和 XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器，振蕩電路參見圖2.3。外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容C1、C2接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。對(duì)外接電容C1、C2雖然沒有十分嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小會(huì)輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，我們推薦電容使用30p

87、F±10pF，而如使用陶瓷諧振器建議選擇40pF±10F。用戶也可以采用外部時(shí)鐘。采用外部時(shí)鐘的電路如圖2.4所示。這種情況下，外部時(shí)鐘脈沖接到XTAL1端，即內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端，XTAL2則懸空。外部時(shí)鐘的電路如圖2.4情況下，外部時(shí)鐘脈沖接到XTAL1端，即內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端，XTAL2則懸空。 </p><p>　　圖4 內(nèi)部震蕩電路 圖5 晶振電

88、路</p><p><b>　　單片機(jī)的CPU：</b></p><p>　　STC5A60S2單片機(jī)的CPU由運(yùn)算器、控制器和若干個(gè)特殊功能寄存器組成，運(yùn)算器可以加、減以及各種邏輯運(yùn)算，還可以進(jìn)行乘除運(yùn)算?？刂破髟趩纹瑱C(jī)內(nèi)部協(xié)調(diào)各功能部件之間的數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)運(yùn)算等操作，并對(duì)單片機(jī)外部發(fā)出若干控制信息。</p><p>　　CPU中使用的特殊功

89、能寄存器ACC、B、PSW、SP和DPTR。ACC就是累加器，在指令中一般寫為A。在做乘除運(yùn)算時(shí)，B寄存器用來存放一個(gè)操作數(shù)，也用來存放運(yùn)算后的一部分結(jié)果；若不作乘除操作時(shí)，則B可用做通用寄存器。</p><p>　　程序狀態(tài)字寄存器PSW相當(dāng)于一般微處理器中的狀態(tài)寄存器，其中各位的定義如表1所示。</p><p>　　表2 PSW狀態(tài)寄存器</p><p>　　

90、其中各位的意義如下：</p><p>　　CY（PSW.7）：高位進(jìn)位標(biāo)志位。常用“C”表示。 </p><p>　　AC（PSW.6）：輔助進(jìn)位標(biāo)志。 </p><p>　　F0（PSW.5）：用戶標(biāo)志位。 </p><p>　　RS1（PSW.4）、RS0（PSW.3）：寄存器組選擇控制位。8051共有4個(gè)8位工作寄存器。</p&g

91、t;<p>　　分別命名為R0～R7。用戶通過改變RS1和 RS0的狀態(tài)可以方便地決定R0～R7的實(shí)</p><p>　　際物理地址。RS1和 RS0與寄存器區(qū)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表2所示。</p><p>　　表3 RS1、RS2與工作寄存器組的關(guān)系</p><p>　　OV（PSW.2）：溢出標(biāo)志位。 </p><p>　?。≒

92、SW.1）：保留位，無定義。 </p><p>　　P（PSW.0）：奇偶校驗(yàn)位，在每一個(gè)指令周期中，若累加器（A）中的“1”的位個(gè)數(shù)是奇數(shù)個(gè)則P＝1，偶數(shù)個(gè)則P＝0。</p><p>　　STC12C5A60S2內(nèi)存空間：</p><p>　　從物理地址空間看，STC12C5A60S2有4個(gè)存儲(chǔ)器地址空間，片內(nèi)程序存儲(chǔ)器、片外程序存儲(chǔ)器、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和片外數(shù)據(jù)存

93、儲(chǔ)器，其存儲(chǔ)情況如下：</p><p>　?。?）內(nèi)部程序存儲(chǔ)器（ROM）60K字節(jié)。 </p><p>　?。?）外部程序存儲(chǔ)器（ROM）64K字節(jié)。 </p><p>　?。?）內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）1K字節(jié)。 </p><p>　　（4）外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）1024字節(jié)。</p><p>　　表4 MCS

94、51單片機(jī)的特殊功能寄存器一覽表</p><p>　　STC12C5A60S2單片機(jī)的片內(nèi)RAM雖然字節(jié)數(shù)雖然不很多，但卻起著很重要的作用。256個(gè)字節(jié)被分為兩個(gè)區(qū)域：11～7FH是真正的RAM區(qū)，可以讀寫各種數(shù)據(jù)；80～FFH是專用寄存器（SFR）區(qū)。對(duì)于51系列單片機(jī)安排里21個(gè)特殊功能寄存器。每個(gè)寄存器均為8位（一個(gè)字節(jié)），所以實(shí)際上這128個(gè)字節(jié)并未全部利用。表3所示為MCS51單片機(jī)特殊功能寄存器地址及

95、符號(hào)表。表中帶*號(hào)的為可位尋址的特殊功能寄存器。</p><p><b>　　單片機(jī)的中斷系統(tǒng)：</b></p><p>　　單片機(jī)與外部設(shè)備交換信息一般采用兩種方式，即查詢方式和中斷方式。由于中斷方式具有CPU效率高，適合于實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)等優(yōu)點(diǎn)，因而更為常用。89C51單片機(jī)的中斷系統(tǒng)從面向用戶的角度來看，就是若干擱特殊功能寄存器：定時(shí)器控制寄存器TCON、中斷允許寄

96、存器IE、中斷優(yōu)先級(jí)寄存器IP、串行口控制器SCON。</p><p>　　MCS51單片機(jī)是一個(gè)多中斷源系統(tǒng)。有5個(gè)中斷源，即兩個(gè)外部中斷，兩個(gè)外部中斷、兩個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中斷和一個(gè)串行口中斷。</p><p>　?。?）方式控制寄存器TMOD的控制字格式如</p><p>　　表5 TMOD控制字</p><p>　　低4位為T0的控制

97、字，高4位為T1的控制字。GATE為門控位，對(duì)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的啟動(dòng)起輔助控制作用。GATE=1時(shí)，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)受外部引腳輸入電平的控制，此時(shí)只有P3口的P3.2（或P3.3）引腳即INT0（或INT1）為1才啟動(dòng)計(jì)數(shù)；GATE=0時(shí)，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的運(yùn)行不受外部輸入引腳的控制。</p><p>　　C/T為方式選擇位。C/T=0為定時(shí)器方式，采用單片機(jī)內(nèi)部振蕩脈沖的12分頻信號(hào)人作為時(shí)鐘計(jì)數(shù)脈沖，若采用1

98、2MHz的振蕩器，則定時(shí)器的計(jì)數(shù)頻率為1MHz，從定時(shí)器的計(jì)數(shù)值便可得定時(shí)時(shí)間。</p><p>　　（2）M1、M0二位的狀態(tài)確定定時(shí)器的工作方式，詳見下表：</p><p>　　表6 M1、M0功能說明</p><p>　?。?）TCON定時(shí)/計(jì)數(shù)器工作方式控制寄存器</p><p>　　表7 TCON控制字</p>&

99、lt;p>　　TF1（TCON.7）：計(jì)時(shí)器 1溢出標(biāo)志，當(dāng)計(jì)時(shí)溢出時(shí)，由硬件設(shè)定為 1，在執(zhí)行 相對(duì)的中斷服務(wù)程序后則自動(dòng)清 0。 </p><p>　　TR1（TCON.6）：計(jì)時(shí)器1啟動(dòng)控制位，可以由軟件來設(shè)定或清除。TR1時(shí)啟動(dòng)計(jì)時(shí)器工作，TRl=0 時(shí)關(guān)閉。 </p><p>　　TF0（TCON.5）：計(jì)時(shí)器 0溢出標(biāo)志，當(dāng)計(jì)時(shí)溢出時(shí)，由硬件設(shè)定為 1，在執(zhí)行相對(duì)的中斷

100、服務(wù)程序后則自動(dòng)清 0。 </p><p>　　TR0（TCON.4）：計(jì)時(shí)器 0啟動(dòng)控制位，可以由軟件來設(shè)定或清除。TR0=1時(shí)，啟動(dòng)計(jì)時(shí)器工作，TR0=時(shí)關(guān)閉。 </p><p>　　IE1（TCON.3）：外部中斷 1工作標(biāo)志，當(dāng)外部中斷被檢查出來時(shí)，硬件自動(dòng)設(shè)定此位，在執(zhí)行中斷服務(wù)程序后，則清 0。 </p><p>　　IT1 （TCON.2）：外部中斷

101、1工作形式選擇，IT1=1時(shí)，由下降緣產(chǎn)生外部中斷， IT1=0時(shí)，則為低電位產(chǎn)生中斷。 </p><p>　　IE0（TCON.1）：外部中斷 0 工作標(biāo)志，當(dāng)外部中斷被檢查出來時(shí)，硬件自動(dòng)設(shè)定此位，在執(zhí)行中斷服務(wù)程序后，則清 0。 </p><p>　　IT0 （TCON.0）：外部中斷 0工作形式選擇，IT1=1時(shí)，由下降緣產(chǎn)生外部中斷， IT1=0時(shí)，則為低電位產(chǎn)生中斷。</

102、p><p>　?。?） SCON串行口控制寄存器</p><p>　　SM0（SCON.7）：串行通訊工作方式設(shè)定位0。 </p><p>　　SM1（SCON.6）：串行通訊工作方式設(shè)定位 1。 </p><p>　　表8 SCON 控制字</p><p>　　SM2 （SCON.5）：允許方式 2 或方式 3 多機(jī)通

103、訊控制位。在方式 2 或方式 3 時(shí)，如SM2=1，REN=1，則從機(jī)處于只有接收到 RB8=1(地址幀)才激發(fā)中斷請(qǐng)求標(biāo)志RI=1，向主機(jī)請(qǐng)求中斷處理。被確認(rèn)為尋址的從機(jī)復(fù)位SM2=0，才能接收 RB8=0 的數(shù)據(jù)幀；在方式 1 時(shí)，如 SM2=l，則只有在接收到有效停止位時(shí)才置位中斷請(qǐng)求標(biāo)志位RI=1；在方式0時(shí)，SM2應(yīng)為 0。</p><p>　　REN（SCON.4）：REN，允許/禁止串行接收控制位。

104、由軟件置位REN=1為允許串行接收狀態(tài)，可啟動(dòng)串行接收器RXD，開始接收信息。軟件復(fù)位REN＝0，則禁止接收。 </p><p>　　TB8（SCON.3）：在方式2或方式3，它為要發(fā)送的第 9位數(shù)據(jù)，按需要由軟件置位。</p><p>　　（5）IE中斷允許寄存器</p><p><b>　　表9 IE控制字</b></p>

105、<p>　　EA（IE.7）：EA＝0時(shí)，所有中斷停用（禁止中斷）。EA＝1時(shí)，各中斷的產(chǎn)生由個(gè)別</p><p>　　EA（IE.7）：EA＝0時(shí)，所有中斷停用（禁止中斷）。EA＝1時(shí)，各中斷的產(chǎn)生由個(gè)別的允許位決定。 </p><p>　?。↖E.6）：保留位，無定義。 </p><p>　　ET2（IE.5）：允許計(jì)時(shí)器 2溢出的中斷（8052

106、使用）。 </p><p>　　ES（IE.4）：允許串行端口的中斷（ES＝1允許，ES＝0禁止）。 </p><p>　　ET1（IE.3）：允許計(jì)時(shí)器 1中斷（ET1＝1允許，ET1＝0 禁止）。 </p><p>　　EX1（IE.2）：允許外部中斷 INT1的中斷（EX1＝1允許，EX1＝0 禁止）。 </p><p>　　ET0（I

107、E.1）：允許計(jì)時(shí)器 0中斷（ET0＝1允許，ET0＝0 禁止）。 </p><p>　　EX0（IE.0）：允許外部中斷 INT0的中斷（EX0＝1允許，EX0＝0 禁止）。</p><p>　　IP 中斷優(yōu)先級(jí)寄存器</p><p>　　表10 IP控制字</p><p>　?。↖P.7）：保留位，無定義。 </p>

108、<p>　　－（IP.6）：保留位，無定義。 </p><p>　　PT2（IP.5）：設(shè)定計(jì)時(shí)器 2的優(yōu)先次序（8052使用）。 </p><p>　　PS（IP.4）：設(shè)定串行端口的中斷優(yōu)先次序。 </p><p>　　PT1（IP.3）：設(shè)定時(shí)／計(jì)時(shí)器 1的優(yōu)先次序。 </p><p>　　PX1（IP.2）：設(shè)定外部中斷 I

109、NT1的優(yōu)先次序。 </p><p>　　PT0（IP.1）：設(shè)定計(jì)時(shí)器 0的優(yōu)先次序。 </p><p>　　PX0（IP.0）：設(shè)定外部中斷 INT0的優(yōu)先次序。 </p><p>　　上述每位IP.*＝1時(shí)，則定義為高優(yōu)先級(jí)中斷，IP.*＝0 時(shí)，則定義為低優(yōu)先級(jí)中斷。如果同時(shí)有兩個(gè)或兩個(gè)以上優(yōu)先級(jí)相同的中斷請(qǐng)求時(shí)，則由內(nèi)部按查詢優(yōu)先順序來。</p>

110、;<p>　　要使用單片機(jī)工作首先要知道單片機(jī)的最小系統(tǒng)。單片機(jī)最小系統(tǒng)包括晶體振蕩電路、復(fù)位開關(guān)和電源部分。單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖6</p><p>　　圖6 單片機(jī)最小系統(tǒng)</p><p>　　由于外部時(shí)鐘信號(hào)是通過一個(gè)2分頻觸發(fā)器后作為內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)的，所以對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的占空比沒有特殊要求，但最小高電平持續(xù)時(shí)間和最大的低電平持續(xù)時(shí)間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。</p&

111、gt;<p>　　MCS51正常工作時(shí)的連線：1、電源：?jiǎn)纹瑱C(jī)使用的是5V電源，其中正極接40引腳，負(fù)極（地）接20引腳。 2、振蒎電路：?jiǎn)纹瑱C(jī)是一種時(shí)序電路，必須提供脈沖信號(hào)才能正常工作，在單片機(jī)內(nèi)部已集成了振蕩器，使用晶體振蕩器，接18、19腳。只要買來晶振，電容，連上就可以了，按圖接上即可。 3、復(fù)位引腳：按圖2.5中畫法連好即可。 4、EA引腳：EA引腳接到正電源端（接電源表示使用內(nèi)部ROM,接地表示擴(kuò)展外部ROM

112、，現(xiàn)在一般是使用內(nèi)部ROM）。 至此，一個(gè)單片機(jī)就接好，通上電，單片機(jī)就開始工作了。</p><p><b>　　振蕩電路：</b></p><p>　　單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)用來提供單片機(jī)片內(nèi)各種微操作的時(shí)間基準(zhǔn)，時(shí)鐘信號(hào)通常用兩種電路形式得到:內(nèi)部振蕩和外部振蕩。MCS-51單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器，引腳XTALl和XTAL2分別是此放大電器的輸

113、入端和輸出端，由于采用內(nèi)部方式時(shí)，電路簡(jiǎn)單，所得的時(shí)鐘信號(hào)比較穩(wěn)定，實(shí)際使用中常采用這種方式，如圖2.5所示在其外接晶體振蕩器(簡(jiǎn)稱晶振)或陶瓷諧振器就構(gòu)成了內(nèi)部振蕩方式，片內(nèi)高增益反向放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起可構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時(shí)鐘脈沖。</p><p>　　圖2.5中外接晶體以及電容C2和C1構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，它們起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用，其值均為30P左右，晶振頻率