基于單片機的溫度控制儀本科畢業(yè)設計論文(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 頁 3 系統(tǒng)的硬件設計 主控制單元設計 本設計溫度控制 系統(tǒng)的主 控制單片機為 STC89C52，其特點如下： STC89C52 單片機的 簡介 STC89 系列 單片機是宏晶科技 推出的新一代高速 /低功耗 /超強抗干擾的單片機，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051 單片機 。本設計選用的單片機型號為： STC89C52RC 40IPDIP40, 如圖 31 為 STC89 系列 單片機 命名規(guī)則。 圖 31 STC89 系列 單片機 命名規(guī)則 所選單片機型號 STC89C52RC 40IPDIP40 的特性如下： ? 工作電壓 范圍 ： ～ 5V ? 工作頻率范圍： 0～ 40MHz ? 程序 空間大小 為 ： 8K 字節(jié) ? RAM 大小為： 512 字節(jié) 本科畢業(yè)設計論文 第 6 頁 共 25 頁 ? 32 個通用 I/O 口 P1/P2/P3/P4 ? 具有 EEPROM 功能 ? 具有看門狗功能 ? 3 個 16 位定時器 /計數器 ， 即定時器 T0、 T T2 ? 工作溫度范圍： 40～ +85℃ （工業(yè)級） ? 40 個引腳的 PDIP 封裝 STC89C52 單片機的 引腳介紹 如圖 32 所示為 STC89C52 單片機的引腳圖，其引腳介紹如下： 圖 32 STC89C52 單片機引腳圖 ? VCC（ 40引腳）：電源電壓 ? VSS（ 20引腳）：接地 ? P0 端口（ ～ ， 39～ 32 引腳）： P0 口是一個漏極開路的 8 位雙向 I/O口。作為輸出端口，每個引腳能驅動 8個 TTL負載，對端口 P0寫入“ 1”時，可以作為高阻抗輸入。在訪問外部程序和數據存儲器時， P0 口也可以提供低8位地址和 8位數據的復用總線。 本科畢業(yè)設計論文 第 7 頁 共 25 頁 ? P1 端口（ ～ ， 1～ 8 引腳）： P1 口是一個帶內部上拉電阻的 8 位雙向I/O 口。 P1 的輸出緩沖器可驅動（吸收或者輸出電流方式） 4 個 TTL 輸入。對端口寫入 1 時，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時可用作輸入口 。此外， 和 還可以作為定時器 /計數器 2 的外部技術輸入（ ）和定時器 /計數器 2的觸發(fā)輸入（ ），具體參見表 31： 引腳號 功能特性 T2（定時器 /計數器 2外部計數輸入），時鐘輸出 T2EX（定時器 /計數器 2捕獲 /重裝觸發(fā)和方向控制） 表 31 定時器計數器 功能特性 ? P2 端口（ ～ ， 21～ 28 引腳）： P2 口是一個帶內部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 端口。 P2的輸出緩沖器可以驅動（吸收或輸出電流方式） 4個 TTL 輸入。對端口寫入 1 時，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電平，這時可用作輸入口。在訪問外部程序存儲器和 16 位地址的外部數據存儲器時， P2 送出高 8 位地址 ； 在訪問 8位地址的外部數據存儲器時， P2 口引腳上的內容就是專用寄存器（ SFR）區(qū)中的 P2寄存器的內容 ，在整個訪問期間不會改變。 ? P3 端口（ ～ ， 10～ 17 引腳）： P3 是一個帶內部上拉電阻的 8 位雙向I/O 端口。 P3 的輸出緩沖器可驅動（吸收或輸出電流方式） 4 個 TTL 輸入。對端口寫入 1 時，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電位，這時可用作輸入口。 P3口除作為一般 I/O 口外，還有其他一些復用功能，如 表 32所示： 引腳號 復用功能 RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） ??NT0（外部中斷 0） ??NT1（外部中斷 1） T0（定時器 0的外部輸入） T1（定時器 1的外部輸入） ??R（外部數據存儲器寫選通） ??D（外部數據存儲器讀選通） 表 32 P3口的復用功能 ? RST（ 9 引腳）：復位輸入 。當輸入連續(xù)兩個機器周期以上高電平時為有效， 本科畢業(yè)設計論文 第 8 頁 共 25 頁 用來完成單片機 的復位初始化操作。 ? ALE/??ROG（ 30 引腳）：地址鎖存控制信號（ ALE）是訪問外部程序存儲器時，鎖存低 8 位地址的輸出脈沖。在 Flash 編程時，此引腳（ ??ROG）也用作編程輸入脈沖。在一般情況下， ALE 以晶振六分之一的固定頻率輸出脈沖，可 作為外部定時器或時鐘使用。 ? PSEN（ 29引腳）：外部程序存儲器選通信號（ PSEN）是外部程序存儲器選通信號。當 單片機 從外部程序存儲器執(zhí)行外部代碼時， PSEN在每個機器周期被激活兩次，而訪問外部數據存儲器時， PSEN將不被激活。 ? EA/VPP（ 31 引腳）：訪問外部程序存儲器控制信號。為使能從 0000H 到FFFFH的外部程序存儲器讀取指令， EA必須接 GND。 ? XTAL1（ 19引腳）：振蕩器反相放大器和內部時鐘發(fā)生電路的輸入端。 ? XTAL2（ 18引腳）：振蕩器反相放大器的輸入端。 STC89C52 單片機的 工作模式 STC89C52 單片機共有 3 種工作模式，在每種工作模式下，都有超低的功耗： ? 掉電模式：典型功耗 ， 可由外部中斷喚醒，中斷返回后繼續(xù)執(zhí)行原程序 ? 空閑模式：典型功耗 2mA ? 正常工作模式：典型功耗 4mA～ 7mA 降低單片機對外部的電磁輻射 (EMI) EMI 在電子行業(yè)中是需要被考慮的一個重要的要素，通過 3 種設計方法可以降低單片機 STC89C52 對外部干擾： ? 禁止 ALE 時鐘信號輸出 : 使用匯編語言命令： MOV AUXR, 00000001B； ALEOFF 位置“ 1”，禁止 ALE 時鐘輸出。 ? 外部時鐘頻率降一半 ： 如將 單片機在 ISP 燒錄程序時設為雙倍速（即 6T 模式，每個機器周期 6 時鐘），則可將單片機外部時鐘頻率降低一半，有效的降低單片機時鐘對外界的輻射 ? 單片機內部時鐘振蕩器增益降低一半 ： 在 ISP 燒錄程序時將 OSCDN 設為 1/2 gain可以有效的降低單片機時鐘高頻部分對外界的輻射 。 本科畢業(yè)設計論文 第 9 頁 共 25 頁 3． 2 溫度采集單元設計 本設計溫度控制系統(tǒng)所采用的溫度 傳感器為 DS18B20， 該 傳感器是美國 DSLLAS半導體公司推出的應用單總線技術的數字式溫度傳感器，其特點介紹如下： DS18B20 總體特性 ? 單總線接口，單引腳通信特性 ? ROM 中存有獨立的 64 位序列號 ? 多支路功能使分散感溫應用簡化 ? 無需外圍器件支持 ? 可用數據線供電；供電電壓范圍： ~13V ? 溫度測量范圍 :55℃ ~ +125℃ ? 在 10℃ ~+85℃溫度范圍內的測量精度為177。 ℃ ? 可讀出 9 到 12 位數字信號 ? 在 750ms 內將溫度轉換位 12 位數字信號 ? 用戶自定義的非易失性溫度警報設置 ? 警告 搜索命令識別和溫度 超限器件尋址 （ 設定 溫度 警告 ） ? 應用范圍包括：控溫系統(tǒng)，工業(yè)系統(tǒng)，消費類產品，溫度計及熱敏系統(tǒng) DS18B20 的引腳說明 本設計選用的是 3 引腳 TO92 封裝形式的 DS18B20，其引腳定義如 表 33： 表 33 DS18B20 的引腳定義 溫度傳感電路設計 數字傳感器 DS18B20 采用 5V 外接供電，數據引腳 DQ 接單片機 ，并通過 電阻上拉，如 圖 33 所示： 本科畢業(yè)設計論文