【正文】 單片機因?qū)⑵渲饕M成部分集成在一個芯片上而得名，具體說就是把中央處理器 CPU信息工程學(xué)院 基于 51單片機智能溫度控制器系統(tǒng)設(shè)計 第 2 頁 共 44 頁 （ Central Processing Unit）、隨機存儲器 RAM(Random Access Memory)、只度存儲器（ Read Only Menory）、中斷系統(tǒng)、定時器 /計數(shù)器以及 I/O（ Input/Output）口電路等主要微型機部件，集 成在一塊芯片上。雖然單片機只是一個芯片，但從組成和功能上看，它已經(jīng)具有了計算機系統(tǒng)的屬性，為此稱它為單片微型計算機 SCMC（ Single Chip Microptuer） ,簡稱單片機。通常所說的單片機系統(tǒng)都是為了實現(xiàn)某一控制應(yīng)用需要由用戶設(shè)計的，是一個圍繞單片機芯片而組建的計算機應(yīng)用系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中，單片機處于核心地位，是構(gòu)成單片機系統(tǒng)的硬件和軟件的基礎(chǔ)。 應(yīng)用領(lǐng)域： 1． 工業(yè)自動化方面 自動化能使工業(yè)系統(tǒng)處于最佳狀態(tài)，提高經(jīng)濟效益、改善產(chǎn)品質(zhì)量和減輕勞動強度。因此，自動化技術(shù)廣泛應(yīng)用于機械、電子、 石油、化工、紡織、食品等輕重工業(yè)領(lǐng)域中，而在工業(yè)自動化技術(shù)中，無論是過程控制技術(shù)、數(shù)據(jù)采集和測量技術(shù)，還是生產(chǎn)線的機器人技術(shù)，都需要有單片機的參與。 2． 儀器儀表方面 現(xiàn)代儀器儀表的自動化和智能化要求越來越高，對此最好使用單片機來實現(xiàn)，而單片機的使用又將加速儀器儀表向數(shù)字化、智能化、多功能化方向發(fā)展。此外，單片機的使用還有助于提高儀器儀表的精確度和準(zhǔn)確度，簡化結(jié)構(gòu)、減小體積而易于攜帶和使用，并具有降低成本，增加抗干擾能力，便于增加顯示、報警和自診斷功能。 3． 家用電器方面 當(dāng)前，家用電器產(chǎn)品的一個重要 發(fā)展趨勢是不斷提高其智能化程度，而家電智能化的進一步提高就需要有單片機參與。智能化家用電器將給我們帶來更大的舒適和方便，進一步改善我們的生活質(zhì)量，把我們的生活變的更豐富。 4． 信息和通信產(chǎn)品方面 信息和通信產(chǎn)品的自動化和智能化程度很高，這當(dāng)然離不開單片機的參與。例如計算機的外部設(shè)備（鍵盤、打印機、磁盤驅(qū)動器）和自動化辦公室設(shè)備（傳真機、復(fù)印機、電話機等），都有單片機在其中。 5． 軍事裝備方面 科技強軍，在國防現(xiàn)代化離不開計算機，在各種軍事設(shè)施和武器中都有單片機在發(fā)揮其作用。 單片機 AT89C52： AT89C52 具有并行 8K 可編程的非易失性 FLASH 程序存儲器。要實現(xiàn)對器件串行在系統(tǒng)編程 (ISP)和在應(yīng)用中編程 (IAP) ，該系列單片機是 80C51微控制器的派生器件是采用先進 CMOS工藝制造的 8位微控制器指令系統(tǒng)與 80C51 完全相同。 信息工程學(xué)院 基于 51單片機智能溫度控制器系統(tǒng)設(shè)計 第 3 頁 共 44 頁 （ 1） 特性 80C51 核心處理單元 片內(nèi) FLASH 程序存儲器 速度可達(dá) 33MHz 全靜態(tài)操作 RAM 可擴展到 64K 字節(jié) 4個中斷優(yōu)先級 6個中斷源 4個 8位 I/O口全雙工增強型 UART 幀數(shù)據(jù)錯誤檢測 自 動地址識別 電源控制模式時鐘可停止和恢復(fù) 空閑模式 掉電模式 可編程時鐘輸出 管腳圖 1 異步端口復(fù)位 雙 DPTR寄存器 低 EMI (禁止 ALE) 3個 16位定時器 掉電模式可通過外部中斷喚醒 (2)AT89C52管腳及功能 信息工程學(xué)院 基于 51單片機智能溫度控制器系統(tǒng)設(shè)計 第 4 頁 共 44 頁 管腳圖見圖 1 功能表見下表 AT89C52管腳功能表 名稱 管腳號 圖 1 類型 名稱和功能 Vss 20 I 地 Vcc 40 I 電源提供掉電空閑正常工作電壓 3932 I/O P0口： P0口是開漏雙向口可以寫為 1使其狀態(tài)為懸浮，用作高阻輸入。 P0也可以在訪問外部程序存儲器時作地址的低字節(jié)，在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時作數(shù)據(jù)總線此時通過內(nèi)部強上拉傳送 1。 18 I/O P1口： P1口是帶內(nèi)部上拉的雙向 I/O口向 P1口寫入 1時，P1口被內(nèi)部上拉為高電平可用作輸口。當(dāng)作為輸入腳時被外部拉低的 P1口會因為內(nèi)部上拉而輸出電流 (見DC 電氣特性 )。 2128 I/O P2口： P2口是帶內(nèi)部上拉的雙向 I/O口，向 P2口寫入 1時 P2口被內(nèi)部上拉為高電平，可用作輸入口。當(dāng)作為輸入腳時，被外部拉低的 P2口會因為內(nèi)部上拉而輸出電流 (見 DC 電氣特性 ) 。 在訪問外部程序存儲器和外部數(shù)據(jù)時分別作為地址高位字節(jié)和 1 1017 I/O P3： 口 P3口是帶內(nèi)部上拉的雙向 I/O 口，向 P3 口寫入1時， P3 口被內(nèi)部上拉為高電平，可用作輸入口當(dāng)作為輸入腳時被外部拉低的 P3 口會因為內(nèi)部上拉而輸出電流 (見 DC 電氣特性 ) 89C51/89C52/89C54/89C58 的 P3 口腳具有以下特殊功能 10 RxD() 串行輸入口 11 TxD() 串行輸出口 12 /INT0() 外部中斷 0 13 /INT1() 外部中斷 14 T0() 定時器 0 外部輸入 AT89C52管腳圖 信息工程學(xué)院 基于 51單片機智能溫度控制器系統(tǒng)設(shè)計 第 5 頁 共 44 頁 15 T1() 定時器 1 外部輸入 16 /WR() 外部數(shù)據(jù)存儲器寫信號 17 /RD() 外部數(shù)據(jù)存儲器讀信號 RST 913 I 復(fù)位：當(dāng)晶振在運行中只要復(fù)位管腳出現(xiàn) 2 個機器周期高電平即可復(fù)位，內(nèi)部有擴散電阻 連接到 Vss， 僅需要外接一個電容到 Vcc 即可實現(xiàn)上電復(fù)位。 ALE 30 O 地址鎖存使能：在訪問外部存儲器時，輸出脈沖鎖存地址的低字節(jié)，在正常情況下， ALE 輸出信號恒定為1/6 振蕩頻率。并可用作外部時鐘或定時，注意每次訪問外部數(shù)據(jù)時一個 ALE (/EA)/Vpp 31 I 外部尋址使能 /編程電壓：在訪問整個外部程序存儲器時， EA必須外部置低。如果 EA為高時，將執(zhí)行內(nèi)部程序除非程序，計數(shù)器可以大于 0FFFH(4k 器件 ) ，1FFFH(8k 器件 )， 3FFFH(16k 器件 )， 7FFFH(32k 器件 )。 當(dāng) RST 釋放后 EA 腳的值被鎖存，任何時序的改變都將無效。該引腳在對 FLASH 編程時接 12V 編程電壓 (Vpp)。 XTAL1 19 I 晶體 1： 晶振和內(nèi)部時鐘輸入。 XTAL2 18 O 晶體 2 晶振輸出 信息工程學(xué)院 基于 51單片機智能溫度控制器系統(tǒng)設(shè)計 第 6 頁 共 44 頁 （二）、功能圖 （三）、 DAC0832 （ 1） DAC0832芯片是一種具有兩個輸入數(shù)據(jù)寄存器的 8位 DAC，它能直接與 MCS51單片機接口，其具有以下特性參數(shù)： ? 分辨率為 8位； ? 電流穩(wěn)定時間 1us。 ? 可單緩沖﹑雙緩沖或直接數(shù)字輸入； 信息工程學(xué)院 基于 51單片機智能溫度控制器系統(tǒng)設(shè)計 第 7 頁 共 44 頁 ? 只需在滿量程下調(diào)整其線性度； ? 單一電源供電（ +5V~+15V）； ? 低功耗， 200mW。 DAC0832的應(yīng)用特性 ? DAC0832是微處理器兼容型 D/A轉(zhuǎn)換器，可以充分利用微處理器的控制力 實現(xiàn)對 D/A轉(zhuǎn)換的控制； ? 有兩級鎖存控制功能，能夠?qū)崿F(xiàn)多通道 D/A 的同步轉(zhuǎn)換輸出； ? DAC0832內(nèi)部無參考電壓源；須外接參考電壓源； ? DAC0832為電流輸出型 D/A轉(zhuǎn)換器，要獲得模擬電壓輸出是，需要外加轉(zhuǎn) 換電路。 （ 2）、 DAC0832芯片的引腳功能簡介 DAC0832是美國數(shù)據(jù)公司的八位 D/A，片內(nèi)帶有數(shù)據(jù)鎖存器，電流輸出，輸出穩(wěn)定時間為 1uS，功耗為 P89C52有非易失 FLASH 并行可編程的程序存儲器所有器 DAC0832是 20 引腳雙列直插式芯片，其各個引腳的分布如下圖所示， 其各個引腳的功能可以作如下解釋。 D0~D7:數(shù)據(jù)輸入線； ILE:數(shù)據(jù)允許鎖存信號，高電平有效； CS:輸入寄存器選擇信號，低電平有效。 WR1 為輸入寄存器的寫選通信號。輸入寄存器鎖存信號 LE1有 ILE、 CS 、 WR1的邏 輯組合產(chǎn)生。當(dāng) ILE 為高電平、 CS為低電平﹑ WR1輸入負(fù)脈沖時，在 LE1 產(chǎn)生正脈沖； LE1 為高電平是，輸入鎖存器的狀態(tài)隨數(shù)據(jù)輸入線的狀態(tài)變化， LE1的負(fù)跳變將數(shù)據(jù)線上的信息鎖入輸入寄存器。 XFER：數(shù)據(jù)傳送信號，低電平有效。 WR2 為 DAC寄存器的寫選通信號。 DAC寄存器的寫選通信號。 DAC 寄存器的鎖存信號 LE2,由 XFER﹑ WR2 的邏輯組合產(chǎn)生。當(dāng) XFER 為低電平， WR2輸入負(fù)脈沖，則在 LE2產(chǎn)生正脈沖； LE2為高電平， DAC寄存器的輸出和輸入寄存器的狀態(tài)一致， LE2負(fù)跳變，輸入寄存器的內(nèi)容 打入 DAC寄存器。 VREF:基準(zhǔn)電源輸入引腳。 Rfb:反饋信號輸入引腳，反饋電阻在芯片內(nèi)部。 IOUT1﹑ IOUT2:電流輸出引腳。電流 IOUT1與 IOUT2的和為常數(shù)， IOUT IOUT2隨 DAC 寄存器的內(nèi)容線性變化。 VCC:電源輸入引腳。 AGND:模擬信號地。 DGND:數(shù)字地。 信息工程學(xué)院 基于 51單片機智能溫度控制器系統(tǒng)設(shè)計 第 8 頁 共 44 頁 （ 3）、 DAC0832 的原理框圖如下所示：由圖可知數(shù)字量是通過兩級寄存器送至 D/A轉(zhuǎn)換器的輸入端。兩級鎖存器可做到當(dāng)后一級鎖存器正輸出給 D/A 轉(zhuǎn)換時，前一級又可接收新的數(shù)據(jù)，從而提高了轉(zhuǎn)換速度 。此外，在使用多個 D/A 轉(zhuǎn)換器分時輸入數(shù)據(jù)的情況下，兩級緩沖可以保證同時輸出模擬電壓。 WR1 和 WR2是用來分別控制兩級鎖存器的。 （ 4）、單緩沖方式連接：所謂單緩沖方式就是使 DAC0832 的兩個輸入寄存器中有一個（多為 DAC寄存器）處于直通方式，而另一個處于受控的鎖存方式。在實際應(yīng)用中，如果只有一路模擬量輸出，或雖是多路模擬量輸出但并不要求輸出同步的情況下，就可以采用單緩沖方式 圖 4 DAC0832 內(nèi)部原理圖 （ 4） DAC0832 與單片機的接口電路圖 信息工程學(xué)院 基于 51單片機智能溫度控制器系統(tǒng)設(shè)計 第 9 頁 共 44 頁 （四）、 ADC0804 1．所謂 A/D轉(zhuǎn)換器就是模擬 /數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ Analog to Digital Converter 簡稱 ADC），是將輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。信號輸入端的信號可以是傳感器（ Sensor）或轉(zhuǎn)換器（ Transducer）的輸出，而 ADC 輸出的數(shù)字信號可以提供給微處理器，以便更廣泛的應(yīng)用。 2． ADC0804 的規(guī)格 ■ 8 位 COMS 逐次逼近型的 A/D 轉(zhuǎn)換器； ■ 三態(tài)鎖定輸出； ■ 存取時間： 135ū s。 ■ 分辨率： 8 位； ■ 轉(zhuǎn)換時間： 100us； ■ 總誤差：177。 1LSB； ■ 工作溫度： ADC0804LCN—— 0℃ +70℃； ■ ADC0804LCD—— 40℃ +85℃； 3．引腳圖及說明 /CS：芯片選擇信號。 /RD：外部讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果的控制腳輸出信號。 /RD 為 HI 時， DB0~DB7 處于高阻抗； /RD為 LO 時，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)才會輸出。 WR DI0 Rfb DI7 CS Iout1 Xfer Iout2 WR1 Vref WR2 LM327 +5V =+ +5V 信息工程學(xué)院