【正文】 溫方式分類有接觸式溫度傳感器和非接觸式溫度傳感器。其主要包括：電源模塊、溫度采集模塊、按鍵處理模塊、實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、報(bào)警電路模塊、LCD顯示模塊、通訊模塊以及單片機(jī)最小系統(tǒng)。單片機(jī)可以對溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)的控制，降低溫度加熱的滯后性，以此提高加熱的精度。而生產(chǎn)過程自動化是保持生產(chǎn)穩(wěn)定、降低消耗、改善勞動條件、保證生產(chǎn)安全和提高勞動生產(chǎn)率的重要手段。所以必須對加熱爐的溫度控制方式進(jìn)行改進(jìn)，來降低勞動強(qiáng)度及控制精度。、內(nèi)容及意義 研究背景以前的爐溫控制系統(tǒng)大都需要手工操作，按工藝需求設(shè)定溫度值加大電壓使點(diǎn)爐升溫，其升溫很難達(dá)到線性，恒溫保持也受外界干擾很大，無法實(shí)時(shí)控制，另外對工藝要求復(fù)雜的控制對象難以控制。所以越來越多的控制方法都采用了智能單片機(jī)控制。伴隨著微電子技術(shù)和微型計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展，微機(jī)測量和控制技術(shù)以其邏輯簡單、控制靈活、使用方便及性能價(jià)格比高的優(yōu)點(diǎn)得到了迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的溫度測量辦法是利用一般溫度計(jì)進(jìn)行讀數(shù)。系統(tǒng)程序主要包括主程序，讀出溫度子程序，計(jì)算溫度子程序、按鍵處理程序、LCD顯示程序以及數(shù)據(jù)存儲程序等。本設(shè)計(jì)論述了一種以STC89C52單片機(jī)為主控制單元，以PT100為溫度傳感器的溫度采集系統(tǒng)，并通過ADC0809進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換傳給單片機(jī)。該采集系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)存儲相關(guān)的溫度數(shù)據(jù)并記錄當(dāng)前的時(shí)間。關(guān)鍵詞 STC89C52單片機(jī)；PT100；LCD顯示電路；ADC0809I ABSTRACTAlong with the puter measurement and control technology of the rapid development and wide application, based on singlechip temperature gathering and control system development and application greatly improve the production of temperature in life level of control. This design STC89C52 describes a kind of mainly by MCU control unit, for temperature sensor PT100 temperature control system. The control system can realtime storage temperature data and record related to the current time. System design related hardware circuit and related applications. STC89C52 microcontroller hardware circuit include temperature detection circuit smallest system, and realtime clock circuit, LCD display circuit, munication module circuit, etc. System programming mainly include main program, read temperature subroutine, the calculation of temperature subroutines, key processing procedures, LCD display procedures and data storage procedures, etc. Keywords STC89C52 microcontroller；PT100；LCD display circuit；ADC0809 II第1章 緒論第1章 緒論現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，溫度是一個(gè)非常普遍但卻十分重要的一個(gè)工藝參數(shù)。對于需要隨時(shí)了解溫度變化的場合，這種辦法將會消耗大量人力、物力，而且對于變化較快的溫度數(shù)值不能做到同步及時(shí)測量，效果不佳。它不僅在航空。單片機(jī)是一種集CPU、RAM、ROM、I/O接口和中斷系統(tǒng)等部分于一體的器件，只需要外加電源和晶振就可實(shí)現(xiàn)對數(shù)字信息的處理和控制。為了做到工藝控制的全自動化，并達(dá)到高精度高穩(wěn)定性的實(shí)時(shí)要求，研究一個(gè)智能性的爐溫實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)是很有意義的。 論文主要內(nèi)容利用單片機(jī)來測量爐內(nèi)的溫度和對爐內(nèi)溫度進(jìn)行控制。采用溫度控制系統(tǒng)來控制溫度對企業(yè)具有重要的意義：1．降低勞動強(qiáng)度，改善勞動條件。3．提高工作效率，降低成本，采用單片機(jī)系統(tǒng)控制可以更快的達(dá)到恒溫控制的效果，提高工作效率、節(jié)省能源、降低成本。硬件系統(tǒng)原理框圖如圖21。按類型分類有分立式溫度傳感器（含敏感元件）、模擬集成溫度傳感器和智能溫度傳感器（即數(shù)字溫度傳感器）。利用壓電效應(yīng)和頻率變化改變輸出值的溫度傳感器可以作為標(biāo)準(zhǔn)使用。在半導(dǎo)體技術(shù)的支持下，本世紀(jì)相繼開發(fā)了半導(dǎo)體熱電偶傳感器、PN結(jié)溫度傳感器和集成溫度傳感器。熱電阻溫度傳感器的特點(diǎn)是精度高，適宜測低溫。方案三：選擇MAX6577作為傳感器MAX6577作為溫度傳感芯片，這是一種將溫度轉(zhuǎn)換為均衡頻率方波的傳感器(溫度→頻率)，其主要特點(diǎn)如下：A. 方波輸出，無需A/D轉(zhuǎn)換與單片機(jī)計(jì)數(shù)端直接相連。℃；測量溫度是+125℃時(shí)，誤差范圍為177。由于本設(shè)計(jì)的控制溫度范圍在室溫0~700℃，由于鉑電阻的精度高，所以本設(shè)計(jì)選擇方案二。 單片機(jī)與A/D轉(zhuǎn)換器接口電路的主要功能是：A. 通過I/O輸出通道啟動轉(zhuǎn)換或直接輸出指令啟動轉(zhuǎn)換。A) 根據(jù)前向通道的總誤差，選擇A/D轉(zhuǎn)換器精度及分辨率。其它，還要考慮到成本、資源、是否是流行芯片等因素。 ADC0809的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖22所示，本系統(tǒng)采用ADC0809構(gòu)成A/D轉(zhuǎn)換電路。由于ADC0809的片內(nèi)無時(shí)鐘，它的時(shí)鐘頻率在10KHZ—1280KHZ之間。5V工作電源，基準(zhǔn)電源相應(yīng)為200mV或2V。2℃內(nèi)，采用8位A/D轉(zhuǎn)換器，其最大量化誤差為177。方案一：LED顯示屏采用七段碼顯示時(shí)，數(shù)碼管中的每一段相當(dāng)于一個(gè)發(fā)光二極管。當(dāng)需要點(diǎn)亮共陽極數(shù)碼管的一段時(shí)，公共段需接高電平，該段的段選線接低電平。1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一種專門用來顯示字母、數(shù)字、符號等的點(diǎn)陣型液晶模塊。基于精確顯示，擬采用方案二。獨(dú)立式鍵盤電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單。平時(shí)無按鍵動作時(shí)，行線處于低電平狀態(tài)，而當(dāng)有按鍵按下時(shí)，列線電平為低，行線電平為高。由于本系統(tǒng)只需要4個(gè)按鍵，故選擇獨(dú)立式鍵盤。 Protel軟件的原廠商Altium公司推出了Protel系列的高端版本Altium Designer 。Altium Designer ，全面集成了FPGA設(shè)計(jì)功能和SOPC設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)功能，從而允許工程師能將系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的FPGA與PCB設(shè)計(jì)以及嵌入式設(shè)計(jì)集成在一起。Altium Designer Insight 系統(tǒng)把設(shè)計(jì)師的鼠標(biāo)變成了交互式的數(shù)據(jù)挖掘工具。顯著的節(jié)省了設(shè)計(jì)時(shí)間，設(shè)計(jì)師無需手動就可以完成在一大堆焊盤間將線連接這些器件的內(nèi)部管腳。 軟件開發(fā)環(huán)境的選擇單片機(jī)開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件，匯編語言源程序要變成CPU可以執(zhí)行的機(jī)器嗎有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機(jī)器匯編，目前已經(jīng)極少使用手工匯編的方法了。運(yùn)行Keil軟件需要Pentium或以上的CPU，16M或更多的RAM、20M以上的閑散硬盤空間、WIN9NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。 編程語言的選擇 方案一：選擇C語言C語言是一種通用的程序設(shè)計(jì)語言，其代碼率高，數(shù)據(jù)類型及運(yùn)算符豐富，并具有良好的程序結(jié)構(gòu)，適用于各種應(yīng)用的程序設(shè)計(jì)，是目前使用較廣的單片機(jī)編程語言。在很多工程中，這是一個(gè)很好的方法，因?yàn)?，代碼一般都不超過8K，而且都比較簡單。應(yīng)用C51編程具有以下優(yōu)點(diǎn)：不需要了解處理器的指令集，對8051的存儲器結(jié)構(gòu)也不必要了解；寄存器分配和尋址方式由編譯器進(jìn)行管理；指定操作的變量選擇組合提高了程序的可讀性；可使用與人的思維更相近的關(guān)鍵字和操作函數(shù)；與使用匯編語言編程相比，程序的開發(fā)和調(diào)試時(shí)間大大縮短；庫文件可提供許多標(biāo)準(zhǔn)的例程（例如格式化輸出、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和浮點(diǎn)運(yùn)算）加入到應(yīng)用程序當(dāng)中；可實(shí)現(xiàn)模塊化編程技術(shù)，從而可將已編制好的程序加入到新程序中；C語言可移植性好且非常普及，C編譯器幾乎適用于所有的目標(biāo)系統(tǒng)，已完成的軟件項(xiàng)目可以容易地轉(zhuǎn)換到其它的處理器或環(huán)境。STC89C52單片機(jī)是深圳宏晶科技有限公司生產(chǎn)的一種單片機(jī)，在一小塊芯片上集成了一個(gè)微型計(jì)算機(jī)的各個(gè)組成部分。 STC89C52單片機(jī)時(shí)序 STC89C52單片機(jī)的一個(gè)執(zhí)器周期由6個(gè)狀態(tài)(s1—s6)組成，每個(gè)狀態(tài)又持續(xù)2個(gè)震蕩周期，分為P1和P2兩個(gè)節(jié)拍。如果是雙字節(jié)指令，則在同一機(jī)器周期的s4讀人第二字節(jié)。 對于雙字節(jié)單機(jī)器指令，通常是在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)從程序存儲器中讀人兩個(gè)字節(jié)，但Movx指令例外，Movx指令是訪問外部數(shù)據(jù)存儲器的單字節(jié)雙機(jī)器周期指令，在執(zhí)行Movx指令期間，外部數(shù)據(jù)存儲器被訪問且被選通時(shí)跳過兩次取指操作。（2）外接晶振引腳XTAL1和XTAL2XTAL1（19腳）：接外部石英晶體的一端。當(dāng)采用外部時(shí)鐘時(shí)，對于HMOS單片機(jī)，該引腳作為外部振蕩信號的輸入端。當(dāng)單片機(jī)振蕩器工作時(shí)，該引腳上出現(xiàn)持續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平，就可實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作，使單片機(jī)復(fù)位到初始狀態(tài)。當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器期間，PESN信號將不出現(xiàn)。當(dāng)EA端保持低電平時(shí)，無論片內(nèi)有無程序存儲器，均只訪問外部程序存儲器。當(dāng)接有外部程序存儲器或擴(kuò)展I/O口時(shí)，P0口為地址/數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用口。對于MCS—52子系列單片機(jī)，：；。對于EPROM編程和進(jìn)行程序校驗(yàn)時(shí)，P2口接收輸入的8位地址。表31 引腳第2功能RXD（串行口輸入端0）TXD（串行口輸出端）INT0（部中斷0請求輸入端，低電平有效）INT1（中斷1請求輸入端，低電平有效）T0（時(shí)器/計(jì)數(shù)器0計(jì)數(shù)脈沖端）T1（時(shí)器/計(jì)數(shù)器1數(shù)脈沖端）WR（部數(shù)據(jù)存儲器寫選通信號輸出端，低電平有效）RD（部數(shù)據(jù)存儲器讀選通信號輸出端，低電平有效） 綜上所述，MCS—52系列單片機(jī)的引腳作用可歸納為以下兩點(diǎn)：（1)單片機(jī)功能多，引腳數(shù)少，因而許多引腳具有第2功能；（2)單片機(jī)對外呈3總線形式，由PP0口組成16位地址總線；由P0口分時(shí)復(fù)用作為數(shù)據(jù)總線。 該器件還有其他一些特點(diǎn)：在特定的輸入電壓和輸出負(fù)載的條件下，輸出電壓的誤差可以保證在177。圖32 電源電路 溫度傳感器電路 溫度采集電路利用熱電阻溫度系數(shù)隨溫度變化而制成的溫度傳感器，稱為熱電阻溫度傳感器。它主要特點(diǎn)是測量精度高，性能穩(wěn)定。由于鉑電阻的電阻值與溫度成非線性關(guān)系，所以需要進(jìn)行非線性校正。(+ | t | )；3. 最小置入深度：熱電阻的最下置入深度≥200mm；4. 允通電流≤5mA。如：軸瓦，缸體，油管，水管，汽管，紡機(jī)，空調(diào)，熱水器等狹小空間也領(lǐng)域設(shè)備測量和控制。將溫度的變化轉(zhuǎn)化變?yōu)殡妷旱淖兓?，?jīng)過放大后送往A/D轉(zhuǎn)化為數(shù)字量進(jìn)行處理。實(shí)際電路調(diào)整中，已經(jīng)確定R6,置傳感器于25℃環(huán)境，調(diào)整Rw2,使VOUT=0V；置傳感器于35℃環(huán)境，調(diào)節(jié)Rw6，使VOUT=5V；使完成前向模擬通道的調(diào)整。由圖可知，ADC0809由一個(gè)8路模擬開關(guān)、一個(gè)地址鎖存與譯碼器、一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器和一個(gè)三態(tài)輸出鎖存器組成。圖34 ADC0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)（二）引腳結(jié)構(gòu)IN0－IN7：8條模擬量輸入通道。當(dāng)ALE線為高電平時(shí)，地址鎖存與譯碼器將A，B，C三條地址線的地址信號進(jìn)行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量進(jìn)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。當(dāng)ST上跳沿時(shí)，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時(shí)，開始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間，ST應(yīng)保持低電平。OE＝1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)；OE＝0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。VREF（＋），VREF（－）為參考電壓輸入。該觸發(fā)器是前沿觸發(fā)方式。具體設(shè)計(jì)如圖37所示： 圖37 鍵盤模塊電路 時(shí)鐘電路本設(shè)計(jì)采用時(shí)鐘芯片DS1302，時(shí)鐘芯片DS1302與單片機(jī)STC89C52的接口是由3條線來完成的，,。其中各引腳的功能是： 第1腳：VSS為電源地 第2腳：VDD接5V電源正極 第3腳：VEE為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時(shí)對比度最弱，接地電源時(shí)對比度最高（對比度過高時(shí)會 產(chǎn)生“鬼影”，使用時(shí)可以通過一個(gè)10K的電位器調(diào)整對比度）。 第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)端。其方法就是把計(jì)算機(jī)采集的數(shù)據(jù)或記過計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、數(shù)字濾波，標(biāo)度變換之后，與該參數(shù)上下限給定值進(jìn)行比較，如果高于上限值（或低于下限值）則進(jìn)行報(bào)警，否則就作為采樣的正常值，進(jìn)行顯示和控制。同時(shí)，電路中的發(fā)光二極管指示出電路的工作狀態(tài)。由于電腦串口RS232電平是10v +10v，而一般的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的信號電壓是ttl電平0 +5v,MAX232就是用來進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換的,該器件包含2驅(qū)動器、2接收器和一個(gè)電壓發(fā)生器電路提供TIA/EIA232F電平。30V輸入電平 低電源電流：典型值是8mA 符合甚至優(yōu)于ANSI標(biāo)準(zhǔn) EIA/ ESD保護(hù)大于MILSTD883（方法3015） RS232接口介紹RS232接口是1970年由美國電子工業(yè)協(xié)會（EIA）聯(lián)合貝爾系統(tǒng)、調(diào)制解調(diào)器廠家及計(jì)算機(jī)終端生產(chǎn)廠家共同制定的用于串行通訊的標(biāo)準(zhǔn)。由于RS232接口標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)較早，難免有不足之處，主要有以下四點(diǎn)：（1）接口的信號電平值較高，易損壞接口電路的芯片，又因?yàn)榕cTTL電平不兼容