【文章內容簡介】 AT89C52 單片機可為您提供許多較復雜系統(tǒng)控制應用場合。 AT89C52 有 40 個引腳,32 個外部雙向輸入/輸出(I/O)端口,同時內含 2 個外中斷口,3 個 16 位可編程定時計數器,2 個全雙工串行通信口,2 個讀寫口線 AT89C52 可以按照常規(guī)方法進行編程,但不可以在線編程(S 系列的才支持在線編程)。其將通用的微處理器和 Flash 存儲器結合在一起,特別是可反復擦寫的 Flash 存儲器可有效地降低開發(fā)成本。AT89C52 有 PDIP、PQFP/TQFP 及 PLCC 等三種封裝形式,以適應不同產品的需求兩類。其主要功能特性：(1)32 個雙向 I/O 口，256x8bit 內部 RAM(2)3 個 16 位可編程定時 /計數器，中斷時鐘頻率 024MHz(3)2 個串行中斷，可編程 UART 串行通道(4)2 個外部中斷源，共 8 個中斷源(5)2 個讀寫中斷口線， 3 級加密位(6)低功耗空閑和掉電模式，軟件設置睡眠和喚醒功能。AT89C52 為 40 腳雙列直插封裝的 8 位通用微處理器，采用工業(yè)標準的 C51 內核，在內部功能及管腳排布上與通用的 8xc52 相同，其主要用于會聚調整時的功能控制。功能包括對會聚主 IC 內部寄存器、數據 RAM 及外部接口等功能部件的初始化，會聚調整控制，會聚測試圖控制，紅外遙控信號 IR 的接收解碼及與主板CPU 通信等。主要管腳有：XTAL1 （19 腳）和 XTAL2（18 腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接 6MHz 晶振。 RST/Vpd（9 腳）為復位輸入端口，外接電阻電容組成的復位電路。VCC （ 40 腳）和 VSS（20 腳）為供電端口，分別接 +5V 電源的正負端。P0P3 為可編程通用 I/O 腳，其功能用途由軟件定義，在本設計中，P0 端口（3239 腳）被定義為數字量輸入端，分別與 ADC0808 的管腳 D0D7 相連接，P1 端口（ 18 腳）被定義為 LED 輸出端，分別與 LED 段控端相連。和 分別是加熱電路和制冷電路的控制輸出端。圖 為 AT89C52 結構圖圖 AT89C52 結構圖167。 AD 的選型A/D 轉換器用于實現(xiàn)模擬量到數字量的轉換，按轉換原理可分為 4 種：即計數式 A/D 轉換器，雙積分 A/D 轉換器，逐次逼近式 A/D 轉換器和并行式 A/D 轉換器。（1）并行比較 A/D 轉換器，如 ADC0808。并行比較 ADC 是現(xiàn)今速度最快的模/數轉換器，采樣速率在 1GSPS 以上，通常稱為“閃爍式”ADC。它由電阻分壓器、比較器、緩沖器及編碼器四種分組成。這種結構的 ADC 所有位的轉換同時完成，其轉換時間主取決于比較器的開關速度、編碼器的傳輸時間延遲等。（2）逐次逼近型 A/D 轉換器，如 ADS780ADS7804 等。逐次逼近型ADC 是應用非常廣泛的模/數轉換方法，這一類型 ADC 的優(yōu)點高速采樣速率可達 1MSPS，與其它 ADC 相比功耗相當低在分辨率低于 12 位時價格較低。缺點在高于 14 位分辨率情況下價格較高傳感器產生的信號在進行模/數轉換之前需要進行調理包括增益級和濾波這樣會明顯增加成本。（3）分型 A/D 轉換器如 ICL713ICL710ICL154MC14433 等。積分型 ADC 又稱為雙斜率或多斜率 ADC，是應用比較廣泛的一類轉換器。它的基本原理是通過兩次積分將輸入的模擬電壓轉換成與其平均值成正比的時間間隔。與此同時，在此時間間隔內利用計數器對時鐘脈沖進行計數從而實現(xiàn) A/D 轉換。積分型 ADC 兩次積分的時間都是利用同一個時鐘發(fā)生器和計數器來確定因此所得到的表達式與時鐘頻率無關，其轉換精度只取決于參考電壓 VR。此外，由于輸入端采用了積分器，所以對交流噪聲的干擾有很強的抑制能力。若把積分器定時積分的時間取為工頻信號的整數倍，可把由工頻噪聲引起的誤差減小到最小，從而有效地抑制電網的工頻干擾。這類 ADC 主要應用于低速、精密測量等領域，如數字電壓表。其優(yōu)點是，分辨率高，可達 22 位功耗低、成本低。缺點是轉換速率低轉換速率在 12 位時為 100300SPS。數據采集系統(tǒng)一般直接用 A/D 模數接口電路進行數據的采集 A/D 模數接口電路是由 A/D 轉換器承擔此任務。設計中 A/D 轉換器用的是 ADC0808 轉換器它是 8 路 8 位逐次逼近式轉換器能分時地對 8 路模擬量信號進行 A/D 轉換結果 8 位二進制數據轉換時間短滿足題目要求的“實時采樣”并且它的轉換精度在 %上下比較適中適用于一般場合。所以本次設計采用 ADC0808 芯片作為 A/D 轉換器。圖 為 ADC0808 的結構圖。圖 ADC0808 的結構圖167。 單元電路模塊設計167。 復位電路及時鐘電路AT89C52 單片機芯片內部設有一個反向放大器所構成的振蕩器，XTAL1 和XTAL2 分別為振蕩電路的輸入端和輸出端，時鐘可以由內部或外部產生，在XTAL1 和 XTAL2 引腳上外接定時元器件，內部振蕩電路就會產生自激振蕩。本系統(tǒng)采用的定時元件為石英晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路。晶體頻率選擇6MHz， CC2 的電容取 30PF，電容的大小可起到頻率微調的作用。時鐘電路如圖 所示圖 時鐘電路單片機具有多種復位電路，本系統(tǒng)采用電平式開關復位與上電復位方式，具體電路如圖 所示。當上電時，C1 相當于短路，使單片機復位，在正常工作時，按下開關使單片機復位，當系統(tǒng)時鐘頻率為 12MHz 時，C1=22uF，R1=200，R2=1k，其缺點是干擾易于串入復位端，在多數條件下，不會造成單片機錯誤復位，但會引起內部某些寄存器錯誤復位，這時可以在 RESET 端加一個去耦電容。如圖 所示圖 復位電路167。 電源電路采用 USB 接口提供 5V 電源。如圖 所示圖 電源電路167。 LED 輸出控制電路這里利用 MCU 的兩個引腳來控制一盞紅燈和一盞綠燈，一旦當前測量溫度高于設定溫度時，綠燈亮紅燈滅，表示當前狀態(tài)是冷卻狀態(tài)；當前測量溫度與設定溫度相等時，紅綠燈都熄滅，表示當前狀態(tài)為平衡狀態(tài)，無輸出動作；當前測量溫度小于設定溫度時，紅燈亮綠燈滅，表示當前狀態(tài)為加熱狀態(tài)。電路圖如 所示圖 LED 電路167。 程序燒寫電路MAX232 是電荷泵芯片，可以完成兩路 TTL/RS232 電平的轉換，它的112 引腳是 TTL 電平端，用來連接單片機。由其制作的 51 單片機燒寫電路圖如 所示圖 程序燒寫電路167。 鉑熱電阻信號調理電路鉑電阻溫度傳感器是利用其電阻和溫度成一定函數關系而制成的溫度傳感器,由于其測量準確度高、測量范圍大、復現(xiàn)性和穩(wěn)定性好等,被廣泛用于中溫(200℃～650℃) 范圍的溫度測量中。PT100 是一種廣泛應用的測溫元件，在50~600℃℃范圍內具有其他任何溫度傳感器無可比擬的優(yōu)勢，包括高精度、穩(wěn)定性好、抗干擾能力強等。由于鉑電阻的電阻值與溫度成非線性關系，所以需要進行非線性校正。校正分為模擬電路校正和微處理器數字化校正，模擬校正有很多現(xiàn)成的電路，其精度不高且易受溫漂等干擾因素影響，數字化校正則需要在微處理系統(tǒng)中使用，將 Pt 電阻的電阻值和溫度對應起來后存入 EEPROM 中，根據電路中實測的 AD 值以查表方式計算相應溫度值。常用的 Pt 電阻接法有三線制和兩線制，其中三線制接法的優(yōu)點是將 PT100的兩側相等的導線長度分別加在兩側的橋臂上，使得導線電阻得以消除。常用的采樣電路有兩種：一為橋式測溫電路，一為恒流源式測溫電路。其中圖 為三線制