【文章內(nèi)容簡介】 隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8位中央處理器和 Flash 存儲單元，內(nèi)置功能強(qiáng)大的微型計算機(jī)的 AT89C51提供了高性價比的解決方案。 3． 1． 2 主要特性 AT89C51 的主要特性如下： ?壽命達(dá) 1000 寫 /擦循環(huán) ?數(shù)據(jù)保留時間： 10 年 ?全靜態(tài)工作： 0Hz－ 24MHz ?三級程序存儲器鎖定 ?1288 位內(nèi)部 RAM ?32 可編程 I/O 線 ?2 個 16 位定時器 /計 數(shù)器 ?6 個中斷源 ?可編程串行通道 ?低功耗閑置和掉電模式 ?片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 3． 1． 3 引腳功能 10 AT89C51 引腳排列如圖所示，引腳功能如下： VCC（ 40）：＋ 5V GND（ 20）：接地 P0 口（ 39－ 32）： P0 口為 8 位漏極開路雙向 I/O 口，每 個 引腳可吸收 8個 TTL門電流。 P1 口（ 1－ 8）： P1 口是從內(nèi)部提供上拉電阻器的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收和輸出 4個 TTL門電流。 P2 口（ 21－ 28）： P2 口為內(nèi)部上拉電阻器的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收和輸出 4個 TTL門電流。 P3 口（ 10－ 17）： P3 口是 8 個帶 有 內(nèi)部上拉電阻器的雙向 I/O 口，可接收和輸出 4 個 TTL 門電流， P3 口也可作為 AT89C51 的特殊功能口。 RST（ 9）：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位時，要保持 RST 引腳 2個機(jī)器周期的高電平時間。 ALE/PROG（ 30）：當(dāng)訪問外部存儲器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)，在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6，它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的，要注意的是，每當(dāng) 訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，將跳過 1個 ALE脈沖。 PSEN（ 29）：外部程序存儲器的選通信號。在由外部程序存儲器取 值 期間，每 11 個機(jī)器周期 2次 PSEN 有效，但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這 2次有效的 PSEN 信號將不出現(xiàn)。 EA/VPP（ 31）：當(dāng) EA 保持低電平時，外部程序存儲器地址為（ 0000H－ FFFFH）不管是否有內(nèi)部程序存儲器。 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 XTAL1（ 19）：反向振蕩器放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。 XTAL2（ 18）：來自反向振蕩器的輸出。 EN_TC1602 液晶顯示器 液晶板上排列著若干 5 7 或 5 10 點陣的字符顯示位 ,每個顯示位可顯示 1 個字符，從規(guī)格上分為每行 1 2 3 40 位，有一行、兩行及四行三類。 接口方面，有 8 條數(shù)據(jù)，三條控線。可與微處理器或微控制相連 ,通過送入相應(yīng)的數(shù)據(jù)和指令，就可使模塊正常工作。其與單片機(jī)的連接示意圖如下所示： 、指令功能 模塊引腳功能表： 引腳號 符號 名稱 功能 1 VSS 接地 0V 2 VDD 電路電源 5V177。10% 3 VEE 液晶驅(qū)動電壓 見示意圖 4 RS 寄存器選擇信號 H: 數(shù)據(jù)寄存器 L: 指令寄存器 AT89C51 12 5 R/W 讀 /寫信號 H: 讀 L: 寫 6 E 片選信號 下降沿觸發(fā) 7~14 DB0~DB7 數(shù)據(jù)線 數(shù)據(jù)傳輸 寄存器選擇功能： RS R/W 操作 0 0 指令寄存器（ IR）寫入 0 1 忙標(biāo)志和地址計數(shù)器讀出 1 0 數(shù)據(jù)寄存器（ DR）寫入 1 1 數(shù)據(jù)寄存器讀出 備注：忙標(biāo)志為“ 1”時，表明正在進(jìn)行內(nèi)部操作，此時不以輸入指令或數(shù)據(jù)，要等內(nèi)部操作結(jié)束忙標(biāo)志“ 0”時。 格式： RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0 共 11種指令：清除、返回、輸入方式設(shè)置、顯示開關(guān)、控制、移位、功能設(shè)置、 CGRAM 地址設(shè)置、 DDRAM 地址設(shè)置、 DDRAM 地址設(shè)置、讀忙地址和地址、寫數(shù)據(jù)到 CG/DDRAM、讀數(shù)據(jù)由CG/DDRAM。 驅(qū)動芯片 MC1413 MC1413是一種高電壓，大電流的大林頓管陣列集成驅(qū)動集成電路， 這 7組 NPN達(dá)林頓晶體管陣列 通過合適的連接 ， 廣泛的應(yīng)用在打印機(jī)、繼電器等各種 工業(yè)和消費應(yīng)用 驅(qū)動電路中 。 據(jù)偶較高的擊穿電壓， 峰值浪涌電流為 500 mA 的驅(qū)動器允許 它們驅(qū)動 白熾燈。此集成電路為集電極開路輸出。正電源經(jīng)負(fù)載接在輸出端上。與輸出端對應(yīng)的輸入端為高電平時，輸出端為低電平，拉入負(fù)載電流。 其管腳示意圖如下： 13 其性能參數(shù)如下表所示： 項目 符號 數(shù)值 單位 輸出電壓 VO 50 V 輸入電壓 VI 30 V 集電極電流 —— 持續(xù) IC 500 mA 基極電流 —— 持續(xù) IB 25 mA 工作環(huán)境溫度范圍 TA 20~+85 176。 C 保存溫度范圍 Tstg 55~+150 176。 C 節(jié)點溫度 TJ 150 176。 C MAX6675 MAX6675 是一復(fù)雜的單片熱電偶數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 2所示。主要包括：低噪聲電壓放大器 A電壓跟隨器 A冷端溫度補(bǔ)償二極管、基準(zhǔn)電壓源、 12 位 AD轉(zhuǎn)換器、 SPI 串行接口、模擬開關(guān)及數(shù)字控制器。 14 其工作原理如下： K 型熱電偶產(chǎn)生的熱電勢，經(jīng)過低噪聲電壓放大器 A1和電壓跟隨器 A2放大、緩沖后，得到熱電勢信號 U1，再經(jīng)過 S4送至 ADC。對于 K型熱電偶，電壓變化率為 (41μV/℃) ，電壓可由如下公式來近似熱電偶的特性。 U1=(41μV/℃)(T T0) 上式中， U1為熱電偶輸出電壓（ mV）， T是測量點溫度； T0是周圍溫度。 在將溫度電壓值轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的溫度值之前，對熱電偶的冷端溫度進(jìn)行補(bǔ)償，冷端溫度即是 MAX6675周圍溫度與 0℃ 實際參考值之間的差值。通過冷端溫度補(bǔ)償二極管，產(chǎn)生補(bǔ)償電壓 U2經(jīng) S4輸入 ADC 轉(zhuǎn)換器。 U2=(41μV/℃)T0 在數(shù)字控制器的控制下， ADC 首先將 U U2轉(zhuǎn)換成數(shù)字量 ,即獲得輸出電壓 U0的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)就代表測量點的實際溫度值 T。這就是 MAX6675進(jìn)行冷端溫度補(bǔ)償和測量溫度的原理。 MAX6675是 MAXIM公司新近開發(fā)出 的 一種 K型熱電偶信號 轉(zhuǎn)換器 (IC)MAX6675，該轉(zhuǎn)換器集信號放大、冷端補(bǔ)償、 A/D轉(zhuǎn)換于一體，直接輸出溫度的數(shù)字信號，使溫度測量的前端電路變得十分簡單。 15 MAX6675的內(nèi)部由精密運(yùn)算放大器、基準(zhǔn)電源、冷端補(bǔ)償二極管、模擬開關(guān)、數(shù)字控制器及 ADC電路構(gòu)成，完成熱電偶微弱信號的放大、冷端補(bǔ)償和 A／ D轉(zhuǎn)換功能。MAX6675采用 8腳 SO形式封裝， 下 圖為 其 引腳排列圖， T+接 K型熱電偶的正極 (鎳鉻合金 )， T接 K型熱電偶的負(fù)極 (鎳硅合金或鎳鋁合金 )；片選信號端 CS為高電平時啟動溫度轉(zhuǎn)換，低電平時允許數(shù)據(jù)輸出； SCK為時鐘輸入端； SO為數(shù)據(jù)輸出端，溫度轉(zhuǎn)換后的 12位數(shù)據(jù)由該腳以 SPI方式輸出。 圖 1 MAX6675的引腳圖 項目 參數(shù) 電源電壓 ~ 工作電流 (最大 ) 測溫范圍 0~+1024176。 C 分辨率 176。 C 轉(zhuǎn)換誤差 177。8LSB 冷端溫度補(bǔ)償范圍 20~+85176。 C 冷端溫度補(bǔ)償誤差 177。3176。 C 典型轉(zhuǎn)換時間 E 系列 Z 型 SSR 固態(tài)繼電器（ Solid State Relay,縮寫 SSR） ,是由微電子電路，分立電子器件，電力電子功率器件組成的無 觸點開關(guān)。用隔離器件實現(xiàn)了控制端與負(fù)載端的隔離。固態(tài)繼電器的輸入端用微小的控制信號，達(dá)到直接驅(qū)動大電流負(fù)載。 16 如圖所示，固態(tài)繼電器有三部分組成 :輸入電路，隔離 (耦合 )和輸出電路。按輸入電壓的不同類別，輸入電路可分為直流輸入電路，交流輸入電路和交直流輸入電路三種。有些輸入控制電路還具有與 TTL/CMOS 兼容，正負(fù)邏輯控制和反相等功能。固態(tài)繼電器的輸入與輸出電路的隔離和耦合方式有光電耦合和變壓器耦合兩種。固態(tài)繼電器的輸出電路也可分為直流輸出電路，交流輸出電路和交直流輸出電路等形式。交流輸出時，通常使用兩個可 控硅或一個雙向可控硅，直流輸出時可使用雙極性器件或功率場效應(yīng)管。 E 系列固態(tài)繼電器是直流輸入控制，交流過零導(dǎo)通，過零關(guān)斷輸出型無觸點繼電器，因此，具有 di/dt 的比值小，啟動性能平穩(wěn)，對電網(wǎng)輻射干擾小，關(guān)斷時可降低感性負(fù)載的反電動勢，對用電器和固態(tài)繼電器都有一定的保護(hù)作用等優(yōu)點，是控制一般用電器，如電動機(jī)、加熱器、白熾燈的首選器件。 “交流調(diào)功”是一種 Z型 SSR 普遍采用的方法，也能實現(xiàn) PID 調(diào)節(jié)。即在固定周期內(nèi)控制交流正弦電流半波個數(shù) ,達(dá)到調(diào)功目的。模擬電路常采用電壓比較器 ,將一個固定周期的鋸齒電 壓和來自前級誤差電壓作比較 ,輸出方波實現(xiàn)調(diào)節(jié)。在計算機(jī)上采用計時算法產(chǎn)生占空比可調(diào)的方波脈沖擊來實現(xiàn)。例如日本的 SHIMADEW 和 OMRON 公司的 SR2 FD E5系列智能化控溫產(chǎn)品配合 Z型 SSR，實現(xiàn)自適應(yīng)“自動翻轉(zhuǎn)”控制 ,即通過計算機(jī)產(chǎn)生擾動，算出最佳 PID 控制參數(shù)。 Ｋ型（鎳鉻－鎳硅）熱電偶 兩種不同成份的導(dǎo)體（稱為熱電偶絲材或熱電極）兩端接合成回路，當(dāng)接合點的溫度不同時，在回路中就會產(chǎn)生電動勢，這種現(xiàn)象稱為 熱電效應(yīng) ，而這種電動勢稱為熱電勢。熱電偶就是利用這種原理進(jìn)行溫度測量的，其中，直接用作測量介質(zhì)溫度的一端叫做工作端（也稱為測量端），另一端叫做冷端（也稱為補(bǔ)償端）；冷端與顯示儀表或配套儀表連接，顯示儀表會指出熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢。熱電偶實際上是一種能量轉(zhuǎn)換器，它將熱能轉(zhuǎn)換為電能，用所產(chǎn)生的熱電勢測量溫度。 熱電偶是一種感溫元件，是一次 儀表 。它直接測量溫度，并把溫度信號轉(zhuǎn)換成熱電動 勢信號 , 通過電氣儀表（ 二次儀表 ）轉(zhuǎn)換成被測介質(zhì)的溫度。在熱電偶回路中接 17 入第三種金屬材料時，只要該材料兩個接點的溫度相同，熱電偶所產(chǎn)生的熱 電勢 將保持不變，即不受第三種金屬接入回路中的影響。因此，在熱電偶測溫時，可接入測量儀表，測得熱電動勢后，即可知道被測介質(zhì)的溫度。 熱電偶測量溫度時要求其冷端 （測量端為熱端，通過引線與測量電路連接的端稱為冷端）的溫度保持不變，其熱電勢大小才與測量溫度呈一定的比例關(guān)系。若測量時，冷端的（環(huán)境）溫度變化，將嚴(yán)重影響測量的準(zhǔn)確性。在冷端采取一定措施補(bǔ)償由于冷端溫度變化造成的影響稱為熱電偶的冷端補(bǔ)償。 Ｋ型 熱電偶 屬于標(biāo)準(zhǔn)化熱電偶的一種，其中 K是指材料為鎳鉻和鎳硅，測溫范圍是 200+1000176。 C，是工業(yè)生產(chǎn)中最常用的溫度傳感器，具有結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、使用方便、測溫范圍寬等特點。目前，在以Ｋ 型熱電偶為測溫元件的工業(yè)測溫系統(tǒng)中，熱電偶輸出的熱電勢信號必須經(jīng)過中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，才能輸入基于單片機(jī)的嵌入式系