【正文】 頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器 頻率的 1/6。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。只有讀端口時(shí)才真正地把外部的數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)部總線。作為輸入，由于外部下拉為低電平， P3 口將輸出電流（ ILL）這是由于上拉的緣故。在給出地址“ 1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)， P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 P2 口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4 個(gè)TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫“ 1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0 輸出原碼，此時(shí) P0 外部必須被拉高。 GND：電源地。當(dāng)溫度量值高于設(shè)定溫度時(shí)，加溫電路停止工作，降溫電路工作。軟件主要完成對(duì)采集的溫度信號(hào)進(jìn)行處理及顯示控制等功能。 本次設(shè)計(jì)采用 MCS51 單片機(jī)作為控制芯片，采用半導(dǎo)體集成溫度傳感器 ADC0808采集溫度信號(hào)。通過(guò)這種控制方式實(shí)現(xiàn)對(duì)箱 子 的溫度控制。系統(tǒng)功能由硬件和軟件兩大部分協(xié)調(diào)完成 ,硬件部分主要完成主機(jī)電 路、數(shù)據(jù)采集電路、鍵盤顯示電路、控制執(zhí)行等電路的設(shè)計(jì)。 課題設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 本溫度控制系統(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)，它用溫度傳感器將檢測(cè)到的溫度信號(hào)經(jīng) A／ D 轉(zhuǎn)換后送入單片機(jī)中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并顯示當(dāng)前溫度值，用當(dāng)前溫度值與設(shè)定溫度值進(jìn)行比較。接觸式測(cè)溫是使測(cè)溫敏感元件與被測(cè)介質(zhì)接觸，當(dāng)被測(cè)介質(zhì)與感溫元件達(dá)到熱平衡時(shí)，感溫元件與被測(cè)介質(zhì)的溫度相等。數(shù)字溫度傳感器也越來(lái)越的到廣泛的應(yīng)用。 溫度檢測(cè)的主要方法 溫度的測(cè)量方法多采用集成的半導(dǎo)體模擬溫度傳感器，傳感器輸出的電壓或電流與溫度在一定范圍呈線性關(guān)系。測(cè)溫儀器由溫度傳感器和信號(hào)處理兩部分組成。 近年來(lái)，在溫度檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域中，多種新的檢測(cè)原理與技術(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用己取得了具有 基于 AT89S51 的溫度控制系統(tǒng) 4 實(shí)用性的重大進(jìn)展。 傳統(tǒng)的溫度傳感器 (如 ,熱電偶、鉑電阻、雙金屬開(kāi)關(guān)等 )雖然有著各自不可替代的優(yōu)點(diǎn) ,但由于自身因自熱效應(yīng)影響了測(cè)量精度 ,從而制約了它們?cè)谖⑿突叨穗娮赢a(chǎn)品中的應(yīng)用。對(duì)應(yīng)于不同的溫度段及測(cè)量精度要求，測(cè)溫裝置也不盡相同，從傳感器方面看，己出現(xiàn)有各種金屬材料、非金屬材料、半導(dǎo)體材料制成的傳感器，也有紅外傳感器。鍛煉動(dòng)手能力與實(shí)際工作能力，將所學(xué)的理論與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)。 本次設(shè)計(jì)采用 MCS51 系列單片機(jī)與各種外圍電路構(gòu)成單片機(jī)溫度自動(dòng)檢測(cè)和控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的實(shí)時(shí)檢測(cè)和控制。在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中溫度作為一種常用的主要被控參數(shù)，在很多生產(chǎn)過(guò)程中我們需要對(duì)溫度參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)。 關(guān)鍵詞 ： 單片機(jī)；傳感器；溫度檢測(cè) Abstract Abstract: The design is based on a thermal insulation box as the control object, with AT89S51 as the control system core, through the SCM system design and implementation of temperature control and display function. The temperature control system is a closedloop feedback control system, which is posed of a temperature sensor LM35 temperature detection, through the A / D conversion chip corresponding temperature value, the temperature value and temperature value is pared with that obtained deviation. Deviation through the signal processing control signal to control the onoff, heater, thus realizing the temperature display and control. This paper introduces the temperature control system principle of work and the design method, the paper mainly consists of three parts. The system overall plan design. The hardware design, including the temperature detection circuit, A / D conversion circuit, display circuit, keyboard circuit design and control. The system software design. Key words: single chip microputer。本文主要介紹了保溫箱溫度控制系統(tǒng)的工作原理和設(shè)計(jì)方法，論文主要由三部分構(gòu)成。 基于 AT89S51 的溫度控制系統(tǒng) 1 摘要 摘 要 ： 本設(shè)計(jì)是以一個(gè)紙盒為控制對(duì)象，以 AT89S51 為控制系統(tǒng)核心，通過(guò)單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)對(duì)箱子溫度的顯示和控制功能。① 系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì)。 sensor。例如：在冶金工業(yè)、化工生產(chǎn)、電力工程、造紙行業(yè)、機(jī)械制造和食品加工等諸多領(lǐng)域中，人們都需要對(duì)各類加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐和鍋爐中的溫度進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)本次設(shè)計(jì)掌握溫度檢測(cè)控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方法和軟件編寫方法。 國(guó)內(nèi)外研究狀況和發(fā)展趨勢(shì) 隨著國(guó)內(nèi)外工業(yè)的日益發(fā)展，溫度檢測(cè)技術(shù)也有了不斷的進(jìn)步。儀器本身也趨向小型化，多采用集成度較高的芯片或元件組成電路。與之相比較 ,半導(dǎo)體溫度傳感器具有靈敏度高、體積小、功耗低、時(shí)間常數(shù)小、自熱溫升小、抗干擾能力強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn) ,無(wú)論是電壓、電流還是頻率輸出 ,在相當(dāng)大的溫度范圍內(nèi) ( 55～150 ℃ )都與溫度成線性關(guān)系 ,適合在集成電路系統(tǒng)中應(yīng)用。新一代溫度檢測(cè)元件正在不斷出現(xiàn)和完善化，主要包括以下幾種。溫度測(cè)量的過(guò)程就是通過(guò)溫度傳感器 將被測(cè)對(duì)象的溫度值轉(zhuǎn)換成電的或其它形式的信號(hào) ,傳遞給信號(hào)處理電路進(jìn)行信號(hào)處理轉(zhuǎn)換成溫度值顯示出來(lái)。通過(guò) 放大，采樣得到被測(cè)量。 溫度檢測(cè)的方法根據(jù)敏感元件和被測(cè)介質(zhì)接觸與否，可以分為接觸式與非接觸式兩大類。這類傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠、精度高、穩(wěn)定性好、價(jià)格低、應(yīng)用十分廣泛，因此，本方案采用接觸式測(cè)溫法，選用相關(guān)類型的傳感器。根據(jù)比較的結(jié)果得到控制信號(hào)用以控制繼電器的通斷，實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱器的控制。軟件程序編寫主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的檢測(cè)、 LED 顯示、繼電器控制等數(shù)據(jù)處理功能。本課題設(shè) 計(jì)的內(nèi)容主要包括硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩部分。通過(guò)溫度傳感器將采集的溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成與之相對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，送入 A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)送入到控制芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。 溫控電路由傳感器電路、 A/D 采樣電路、單片機(jī)系統(tǒng)、輸出控制電路、加溫電路、降溫電路構(gòu)成。 基于 AT89S51 的溫度控制系統(tǒng) 7 中央處理器 AT89S51 AT89S51 芯片 AT89S51 是一個(gè)低功耗，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫 1000 次的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)及 80C51 引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用 8 位中央處理器和 ISP Flash 存儲(chǔ)單元， AT89S51 在 眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。 P0 口： P0 口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開(kāi)路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。 P1 口： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口 ， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL門電流。并因此作為輸入時(shí)， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。 P2 口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。 P3 口除了作為普通 I/O 口，還 基于 AT89S51 的溫度控制系統(tǒng) 9 有第二功能： RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（ T0 定時(shí)器的外部計(jì)數(shù)輸入） T1（ T1 定時(shí)器的外部計(jì)數(shù)輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的讀選通） P3 口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。 89C51 的 P0、P P P3 口作為輸入時(shí)都是準(zhǔn)雙向口。 ALE/PROG：地址鎖存允許 /編程脈沖信號(hào)端。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。另外，該引腳被略微拉高。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 溫度傳感器 LM35 LM35 溫度傳感器 LM35 是 NS 公司生產(chǎn)的集成電路溫度傳感器系列產(chǎn)品之一，它具有很高的工作精度和較寬的線性工作范圍，該器件輸出電壓與攝氏溫度線性成比例。A； ?比例因數(shù)：線性 +℃； ?非線性值：177。其內(nèi)部有一個(gè) 8 通道多路開(kāi)關(guān)，它可以根據(jù)地址碼鎖存譯碼后的信號(hào)，只選通 8 路模擬輸入信號(hào)中的一個(gè)進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換。 （外部特性） ADC0808 芯片有 28 條引腳，采用雙列直插式封裝，如上圖所示。 6（ START）： A/D 轉(zhuǎn)換啟動(dòng)脈沖輸入端，輸入一個(gè)正脈沖（至少 100ns 寬）使其啟動(dòng)（脈沖上升沿使 0809 復(fù)位，下降沿啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換）。 10（ CLK）：時(shí)鐘脈沖輸入端。 基于 AT89S51 的溫度控制系統(tǒng) 13 23～ 25（ ADDA、 ADDB、 ADDC）： 3 位地址輸入線，用于選通 8 路模擬輸入中 的一路 地址碼 對(duì)應(yīng)的輸入通道 23(ADDA) 24(ADDB) 25(ADDB) 0 0 0 IN0 0 0 1 IN1 0 1 0 IN2 0 1 1 IN3 1 0 0 IN4 1 0 1 IN5 1 1 0 IN6 1 1 1 IN7 電源電壓（ Vcc）： 控制端輸入電壓： ～ 15V 其它輸入和輸出端電壓： ～ Vcc+ 貯存溫度： 65℃～ +150℃ 功耗（ T=+25℃）： 875mW 引線焊接溫度：①氣相焊接（ 60s）： 215℃；②紅外焊接 (15s)： 220℃ 抗靜電強(qiáng)度： 400V out7 為最低位 out0 為最高位， out7out0 分別接單片機(jī)的 到 端。共陽(yáng)數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陽(yáng)極接到一起形成公共陽(yáng)極(COM)的數(shù)碼管。共陰數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極 COM 接到地線 GND 上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極管的陽(yáng)極為高電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是編程簡(jiǎn)單，顯示亮度高，缺點(diǎn)是占用 I/O 端口多，如驅(qū)動(dòng) 5 個(gè)數(shù)碼管靜態(tài)顯示則需要 5 8=40根 I/O 端口來(lái)驅(qū)動(dòng)，要知道一個(gè) 89S51 單片機(jī) 可用的 I/O 端口才 32 個(gè)呢：），實(shí)際應(yīng)用時(shí)必須增加譯碼驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，增加了硬件電路的復(fù)雜性。 4 位數(shù)碼管的參數(shù) 8 字高度： 8 字上沿與下沿的距離。長(zhǎng) *寬 *高：長(zhǎng) —— 數(shù)碼管正放時(shí)，水平方向的長(zhǎng)度；寬 —— 數(shù)碼管正放時(shí)，垂直方向上的長(zhǎng)度；高 —— 數(shù)碼管的厚度。世面上的四位一體的數(shù)碼管一般都沒(méi)有 datasheet，所以掌握他們管腳的分布是很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。 當(dāng)斷開(kāi)低壓控制開(kāi)關(guān) S 時(shí)，線圈中的電流消失，電磁鐵的磁性消失，銜鐵 B 在彈簧的作用下，使動(dòng)、靜觸點(diǎn) D、 E 脫離（斷開(kāi)），工作電路斷開(kāi)，電動(dòng)機(jī)停止工作。利用半導(dǎo)體材料的 Peltier 效應(yīng)，當(dāng)直流電通過(guò)兩種不同半導(dǎo)體材料串聯(lián)成的電偶時(shí)，在電偶的兩端即可分別吸收熱量和放出熱量，可以實(shí)現(xiàn)制冷的目的。在制冷片工作期間，只要冷熱端出現(xiàn)溫差 ，熱量便不斷地通過(guò)晶格的傳遞，將熱量移動(dòng)到熱端并通過(guò)散熱設(shè)備散發(fā)出去。 當(dāng)一塊 N 型半導(dǎo)體材料和一塊 P 型半導(dǎo)體材料聯(lián)結(jié)成電偶對(duì)時(shí)，在這個(gè)電路中接通直流電流后，就能產(chǎn)生能量的轉(zhuǎn)移，電流由 N 型元件流向 P 型元件的接頭吸收熱量，成為冷端由 P 型元件流向 N 型元件的接頭釋放熱量，成為熱端。 約飛的理論得到實(shí)踐應(yīng)用后，有眾多的學(xué)者進(jìn)行研究到六十年代