【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 STC89C52引腳圖 管腳說明： ：供電電壓。 ：接地。 ： P0口為一個(gè) 8位漏級(jí)開路雙向 I/O口，每腳可吸收 8TTL 門電流。當(dāng) P1口的管腳第一次寫 1時(shí)，被定義為高阻輸入。 P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。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。 ： 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。 P1口管腳寫入 1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)， P1口作為第八位地址接收。 ： 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。并因 此作為輸入時(shí)， P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2口輸出地址的高八位。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口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和 9 控制信號(hào)。 ： P3口管腳是 8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4個(gè) TTL 門電流。當(dāng) P3口寫入“ 1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。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。 P3口也可作為 AT89C51的一些特殊功能口，如表 41。 表 41 P3口特殊功能表 ：復(fù)位輸入。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。 ：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，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(shí)， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE 脈沖。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是ALE 才 起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。 9./PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次 /PSEN 有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 /PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。 10./EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式 1時(shí)， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng) /EA 端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V編程電口管腳 備選功能 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（記時(shí)器 0外部輸入） T1（記時(shí)器 1外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） 10 源（ VPP）。 ：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 ：來自反向振蕩器的輸出。 振蕩器特性： XTAL1和 XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件， XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。 芯片擦除： 整個(gè) PEROM 陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號(hào)組合，并保持 ALE管腳處于低電平 10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“ 1”且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。 此外， AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下， CPU 停止工作。但 RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存 RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。 單片機(jī)系統(tǒng)模塊的硬件設(shè)計(jì) STC89C52 單片機(jī)為 40引腳雙列直插芯片，有四個(gè) 8 位 I/O 口（ P0、 P P P3），每一位 I/O 端口都能獨(dú)立地作為輸出或輸入。其中， P0口為一個(gè) 8 位漏級(jí)開路雙向 I/O口，其驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)于其他三個(gè) I/O 口。由于 P0 口內(nèi)部沒有上拉電阻，相當(dāng)于它是沒有電源的，需要外部的電路提供，絕大多數(shù)情況下 P0口是必需加上拉電阻的。一般 51單片機(jī)的 P0 口在作為地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用時(shí)不接上拉電阻。但作為一般的 I/O 口時(shí)用時(shí)是要接上拉電阻。 單片機(jī)的最小系統(tǒng)電路原理圖如圖 44所示， 18 引腳和 19 引腳接時(shí)鐘電路， XTAL1接外部晶振和微調(diào)電容的一端，在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸入， XTAL2 接外部晶振 和微調(diào)電容的另一端，在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸出。第 9 引腳為復(fù)位輸入端，接上電容，電阻及開關(guān)后能夠形成上電復(fù)位電路。 11 圖 44 最小系統(tǒng)電路原理圖 功能實(shí)現(xiàn)模塊 功能實(shí)現(xiàn)模塊主要包括采樣模塊、 按鍵和顯示模塊 及報(bào)警和指示燈模塊，一起構(gòu)成了溫度控制系統(tǒng)的功能 采樣模塊 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器接線方便，封裝成后可應(yīng)用于多種場(chǎng)合，如管道式，螺紋式，磁鐵吸附式，不銹鋼封裝式，型號(hào)多種多樣，有 LTM8877， LTM8874 等等。主要根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同而改變其外觀。封裝后 的 DS18B20 可用于電纜溝測(cè)溫，高爐水循環(huán)測(cè)溫，鍋爐測(cè)溫，機(jī)房測(cè)溫，農(nóng)業(yè)大棚測(cè)溫，潔凈室測(cè)溫，彈藥庫測(cè)溫等各種非極限溫度場(chǎng)合。耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測(cè)溫和控制領(lǐng)域。 DS18B20 內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由四部分組成： 64位光刻 ROM、溫度傳感器、非揮發(fā)的溫度報(bào)警觸發(fā)器 TH 和 TL、配置寄存器。 DS18B20 的主要特性 : ，電壓范圍： ～ ，在寄生電源方式下可由數(shù)據(jù)線供電 ； ， DS18B20 在與微 處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微 12 處理器與 DS18B20 的雙向通訊 ； 支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè) DS18B20 可以并聯(lián)在唯一的三線上，實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)多點(diǎn)測(cè)溫 ； 在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi) ； － 55℃～＋ 125℃，在 10～ +85℃時(shí)精度為177。 ℃ ； 9～ 12位，對(duì)應(yīng)的可分辨溫度分為 ℃、 ℃、 ℃和℃，可實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)溫 ； 9位分辨率時(shí)最多在 ， 12位分辨率時(shí)最多在 750ms內(nèi)把溫度值轉(zhuǎn)換為數(shù)字，速度更快 ； ，以 一線總線 串行傳送給 CPU，同時(shí)可傳送 CRC校驗(yàn)碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力 ； ：電源極性接反時(shí)，芯片不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。 因此， 本系統(tǒng)采樣電路采用的是溫度傳感器 DS18B20，其內(nèi)部自帶 A/D轉(zhuǎn)換，無需任何外圍元件，可以直接輸出溫度值的 9~12 位串行數(shù)字量，其溫度轉(zhuǎn)換最大時(shí)間為750ms，能夠滿足本系 統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。溫度采樣電路如圖 45所示。其中 DQ為數(shù)字信號(hào)輸入 /輸出端； GND 為電源地； VCC 為外接供電電源輸入端。 圖 45 采樣電路 按鍵模塊 按鍵電路采用按鍵與外部中斷相結(jié)合的方法，各按鍵功能定義如表 42所示。 13 表 42 按鍵功能表 按鍵 鍵名 功能 KEY1 加 1鍵 設(shè)定的溫度值加 1 KEY2 轉(zhuǎn)位鍵 轉(zhuǎn)到數(shù)碼管的下一位 KEY3 進(jìn)入 /退出鍵 此鍵按下，進(jìn)入溫度設(shè)定； 此鍵再按，退出溫度 設(shè)定。 按鍵 KEY3 與單片機(jī)的 INT0（ ）腳相連，采用外部中斷方式，且優(yōu)先級(jí)定位高優(yōu)先級(jí)。按鍵 KEY1 和 KEY2 分別于 和 相連，采用軟件查詢方式。按鍵模塊電路如圖 46所示。 圖 46 按鍵電路原理圖 顯示模塊 顯示硬件電路采用 4位共陰 LED 數(shù)碼管顯示方式，顯示內(nèi)容有溫度值的百位、十位、個(gè)位及小數(shù)點(diǎn)后一位。用 P2 口的 ~ 作為位控碼輸出，用 P0 口作為段控碼輸出，都采用 74LS04 做為驅(qū)動(dòng)電路。模塊電路如圖 47所示。 14 圖 47 顯示接口 電路原理圖 溫度 控制模塊 加熱控制電路采用 PWM 控制技術(shù)在閉環(huán)控制系統(tǒng)中控制繼電器的通斷，以實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)熱片加熱功率的調(diào)整，從而達(dá)到對(duì)水溫控制的目的。繼電器的使用非常簡(jiǎn)單，只要在使用時(shí)完全可以用 PNP 型三極管接成電壓跟隨器的形式驅(qū)動(dòng)。當(dāng)單片機(jī)的 為低電平時(shí)繼電器關(guān)斷，加熱電路不工作；當(dāng)單片機(jī)水溫 為高電平時(shí)，三極管驅(qū)動(dòng)繼電器工作，接通加熱電路工作?？刂齐娐穲D如圖 48 所示。 圖 48 加熱控制電路原理圖 15 5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 軟件編寫的語言一般情況下，有匯編語言和Ｃ語言兩種，兩種語言各有優(yōu) 劣。 用Ｃ語言編寫程序的優(yōu)點(diǎn)是：編寫簡(jiǎn)單，容易上手，網(wǎng)上有許多已編寫好的子程序，可以通過學(xué)習(xí)再結(jié)合自己想要實(shí)現(xiàn)的功能，從而編寫相關(guān)的程序，因此開發(fā)程序所需時(shí)間也相對(duì)短。 而用匯編語言編寫則相對(duì)要求高一些，它要求對(duì)硬件有足夠的了解和認(rèn)識(shí)，在此基礎(chǔ)上，嚴(yán)格地對(duì)照各部件的時(shí)序圖，進(jìn)行程序的編寫，而且讀起來相對(duì)繁瑣。 通過兩種語言的比較，Ｃ語言學(xué)起來很快，所以我選擇采用 C 語言編寫。 本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)，由主程序模塊、功能實(shí)現(xiàn)模塊和運(yùn)算控制模塊三大模塊組成。 主程序模塊 主程序主要完成 PID算法、中斷源及加熱控制系統(tǒng)各部件的初始化和實(shí)現(xiàn)各功能子程序的調(diào)用，以及實(shí)際測(cè)量中各個(gè)功能模塊的協(xié)調(diào)在無外部中斷申請(qǐng)時(shí)，單片機(jī)通過循環(huán)實(shí)時(shí)顯示外部溫度。把 KEY3 鍵作為最高優(yōu)先級(jí)的外部中斷 0，以便使主程序能實(shí)時(shí)響應(yīng) KEY3 鍵按下的處理。軟件設(shè)定定時(shí)器 T0 為 3s 定時(shí)，在無按下 KEY3 鍵時(shí)，應(yīng)每隔 3s響應(yīng)一次，調(diào)用 PID 算法子程序求出輸出控制量，以此來控制發(fā)熱電路的發(fā)熱功率，最終控制發(fā)熱片的溫度。主程序流程圖如圖 51所示。具體源程序見附錄。 16 Y N Y N N N Y 圖 51 主程序流程圖 開始 初始化所有參數(shù) 按鍵按下？ 外部中斷 INT0 初始化 定時(shí)器 T0 初始化 按鍵掃描子程序