【文章內(nèi)容簡介】 的輸入端，這個放大器構(gòu)成采用外部時鐘時，對于HMOS單片機(jī)，該引腳接地；對于CHOMS單片機(jī)，該引腳作為外部振蕩信號的輸入端。XTAL2（18腳）：接外部晶體的另一端。在單片機(jī)內(nèi)部，接至片內(nèi)振蕩器的反相放大器的輸出端。當(dāng)采用外部時鐘時，對于HMOS單片機(jī)，該引腳作為外部振蕩信號的輸入端。對于CHMOS芯片，該引腳懸空不接。 （3）控制信號或與其它電源復(fù)用引腳 控制信號或與其它電源復(fù)用引腳有RST/VPD、ALE/P、PSEN和EA/VPP等4種形式。 A．RST/VPD（9腳）：RST即為RESET，VPD為備用電源，所以該引腳為單片機(jī)的上電復(fù)位或掉電保護(hù)端。當(dāng)單片機(jī)振蕩器工作時，該引腳上出現(xiàn)持續(xù)兩個機(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)VCC發(fā)生故障，降低到低電平規(guī)定值或掉電時，該引腳可接上備用電源VPD（+5V）為內(nèi)部RAM供電，以保證RAM中的數(shù)據(jù)不丟失。 B．ALE/ P （30腳）：當(dāng)訪問外部存儲器時，ALE（允許地址鎖存信號）以每機(jī)器周期兩次的信號輸出，用于鎖存出現(xiàn)在P0口的低 C．PSEN(29腳):片外程序存儲器讀選通輸出端,低電平有效。當(dāng)從外部程序存儲器讀取指令或常數(shù)期間，每個機(jī)器周期PESN兩次有效，以通過數(shù)據(jù)總線口讀回指令或常數(shù)。當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器期間，PESN信號將不出現(xiàn)。 D．EA/Vpp（31腳）：EA為訪問外部程序儲器控制信號，低電平有效。當(dāng)EA端保持高電平時，單片機(jī)訪問片內(nèi)程序存儲器4KB（MS—52子系列為8KB）。若超出該范圍時，自動轉(zhuǎn)去執(zhí)行外部程序存儲器的程序。當(dāng)EA端保持低電平時，無論片內(nèi)有無程序存儲器，均只訪問外部程序存儲器。對于片內(nèi)含有EPROM的單片機(jī)，在EPROM編程期間，該引腳用于接21V的編程電源Vpp。 （4）輸入/輸出（I/O）引腳P0口、P1口、P2口及P3口A. P0口（39腳～22腳）：～。當(dāng)不接外部存儲器與不擴(kuò)展I/O接口時，它可作為準(zhǔn)雙向8位輸入/輸出接口。當(dāng)接有外部程序存儲器或擴(kuò)展I/O口時，P0口為地址/數(shù)據(jù)分時復(fù)用口。它分時提供8位雙向數(shù)據(jù)總線。對于片內(nèi)含有EPROM的單片機(jī)，當(dāng)EPROM編程時，從P0口輸入指令字節(jié)，而當(dāng)檢驗(yàn)程序時，則輸出指令字節(jié)。B. P1口（1腳～8腳）：～，可作為準(zhǔn)雙向I/O接口使用。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，P0口接收輸入的低8位地址。C. P2口（21腳～28腳）：～，一般可作為準(zhǔn)雙向I/O接口。當(dāng)接有外部程序存儲器或擴(kuò)展I/O接口且尋址范圍超過256個字節(jié)時，P2口用于高8位地址總線送出高8位地址。對于EPROM編程和進(jìn)行程序校驗(yàn)時，P2口接收輸入的8位地址。D. P3口（10腳～17腳）：～。它為雙功能口，可以作為一般的準(zhǔn)雙向I/O接口，也可以將每1位用于第2功能，而且P3口的每一條引腳均可獨(dú)立定義為第1功能的輸入輸出或第2功能。P3口的第2功能見下表。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（時器/計數(shù)器0計數(shù)脈沖端）T1（時器/計數(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口分時復(fù)用作為數(shù)據(jù)總線。 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路在溫度控制系統(tǒng)設(shè)計中，控制核心是STC89C52單片機(jī)，該單片機(jī)為52系列增強(qiáng)型8位單片機(jī)，它有32個I/O口，片內(nèi)含4K FLASH工藝的程序存儲器，便于用電的方式瞬間擦除和改寫，而且價格便宜，其外部晶振為12MHz，一個指令周期為1μS。使用該單片機(jī)完全可以完成設(shè)計任務(wù)，其最小系統(tǒng)主要包括：復(fù)位電路、震蕩電路以及存儲器選擇模式（EA腳的高低電平選擇），電路如下圖31所示： 圖31 單片機(jī)最小系統(tǒng)電路 系統(tǒng)電源電路的設(shè)計本系統(tǒng)采用電源穩(wěn)壓芯片是LM2596，該開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器是降壓型電源管理單片集成電路，能夠輸出3A的驅(qū)動電流，輸出電壓是+5v,輸入電壓是+24v,同時具有很好的線性和負(fù)載調(diào)節(jié)特性。該器件內(nèi)部集成頻率補(bǔ)償和固定頻率發(fā)生器，開關(guān)頻率為150KHz，與低頻開關(guān)調(diào)節(jié)器相比較，可以使用更小規(guī)格的濾波元件。 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。4%的范圍內(nèi)，振蕩頻率誤差在177。15%的范圍內(nèi)；可以用僅80μA的待機(jī)電流，實(shí)現(xiàn)外部斷電；具有自我保護(hù)電路（一個兩級降頻限流保護(hù)和一個在異常情況下斷電的過溫完全保護(hù)電路）。 在該溫度控制系統(tǒng)中，其電源電路設(shè)計如下圖32所示。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。對于大多數(shù)金屬導(dǎo)體，其電阻值都具有隨溫度升高而增大的特性。常用的金屬導(dǎo)體材料有鉑、銅、鐵和鎳。熱電阻是中低溫區(qū)最常見的一種溫度傳感器。它主要特點(diǎn)是測量精度高，性能穩(wěn)定。熱電阻的電阻變化范圍很小，如果直接用歐姆表測量其電阻值的變化將十分困難、且誤差很大，必須使用電橋電路,然后經(jīng)過放大電路，放大偏差值。鉑電阻溫度傳感器是利用其電阻和溫度成一定函數(shù)關(guān)系而制成的溫度傳感器，由于其測量準(zhǔn)確度高、測量范圍大、復(fù)現(xiàn)性和穩(wěn)定性好等，被廣泛用于中溫()范圍的溫度測量中。Pt100是一種廣泛應(yīng)用的測溫元件，在范圍內(nèi)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(qiáng)等。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。校正分為模擬電路校正和微處理器數(shù)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(shù)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(yīng)起來后存入EEPROM中，根據(jù)電路中實(shí)測的AD值以查表方式計算相應(yīng)溫度值，如下表32。表32 PT100分度表（）溫度0123456789℃電阻值(Ω)0100102030114405060708090100110120130140150160170167180190200210220230240250 Pt100溫度傳感器為正溫度系數(shù)熱敏傳感器，主要技術(shù)參數(shù)如下：1. 測量范圍：；2. 允許偏差值：A級177。（+ | t | ）,B級177。(+ | 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。另外，Pt100溫度傳感器還具有抗振動、穩(wěn)定性好、準(zhǔn)確度高、耐高壓等優(yōu)點(diǎn)。鉑熱電阻的線性較好，之間變化時，最大非線性偏差小于。Pt100應(yīng)用領(lǐng)：寬范圍、高精度溫度測量領(lǐng)域。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。汽車空調(diào)、冰箱、冷柜、飲水機(jī)、咖啡機(jī)，烘干機(jī)以及中低溫干燥箱、恒溫箱等。供熱/制冷管道熱量計量，中央空調(diào)分機(jī)熱能計量和工業(yè)領(lǐng)域測溫和控制。圖33 溫度采集電路具體溫度采樣電路如圖33所示。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。Rx為傳感器熱電阻，由電橋?qū)崿F(xiàn)溫度到電壓的轉(zhuǎn)化，由運(yùn)放IC3完成信號的放大，由IC4完成信號的調(diào)整。 設(shè)輸入IC3的2，3端電壓分別對應(yīng)為Vi2，Vi3那么 （31） （32）其中Rx為傳感器熱阻值，Vref為基準(zhǔn)源電壓，K為調(diào)整系數(shù)。由于R1Rw2（如R1=100KΩ,Rw2=1KΩ）,同樣R2Rx（如R2=100KΩ,Rx=1KΩ），因而VOUT=K(R6/R4)Vref(Rw2Rx)/R2，在后級的A/D，滿刻度時，那么VOUT=5V。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。 A/D轉(zhuǎn)換電路ADC0809是帶有8位A/D轉(zhuǎn)換器、8路多路開關(guān)以及微處理機(jī)兼容的控制邏輯的CMOS組件。它是逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，可以和單片機(jī)直接接口。（一）ADC0809的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)見圖34。由圖可知，ADC0809由一個8路模擬開關(guān)、一個地址鎖存與譯碼器、一個A/D轉(zhuǎn)換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關(guān)可選通8個模擬通道，允許8路模擬量分時輸入，共用A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存A/D轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng)OE端為高電平時，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。從圖中可以看出，ADC0809是串口通信電路，這也是為什么ADC0809模塊傳送速率比較快，且正確率較高。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。ADC0809對輸入模擬量要求：信號單極性，電壓范圍是0－5V，若信號太小，必須進(jìn)行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過程中應(yīng)該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。地址輸入和控制線：4條。ALE為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。當(dāng)ALE線為高電平時，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。表33 模擬量輸入通道選擇表CBA選擇的通道000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7A，B和C為地址輸入線，用于選通IN0－IN7上的一路模擬量輸入。通道選擇表如下表33所示。數(shù)字量輸出及控制線：11條ST為轉(zhuǎn)換啟動信號。當(dāng)ST上跳沿時，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時，開始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間，ST應(yīng)保持低電平。EOC為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。當(dāng)EOC為高電平時，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，表明正在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。OE為輸出允許信號，用于控制三條輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。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)。D7－D0為數(shù)字量輸出線。CLK為時鐘輸入信號線。因ADC0809的內(nèi)部沒有時鐘電路，所需時鐘信號必須由外界提供，通常使用頻率為500KHZ。VREF（＋），VREF（－）為參考電壓輸入。ADC0809芯片的引腳圖見圖35 圖35 ADC0809引腳圖ADC0809的頻率要低于640KHz,單片機(jī)使用的是12MHz,從ALE端引出的信號頻率已經(jīng)六分頻了，所以還需要四分頻。D觸發(fā)器的特性方程是，當(dāng)把D和Q非連接起來，方程就變成了，具有翻轉(zhuǎn)功能,即每輸入一個脈沖，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)一次，每翻轉(zhuǎn)兩次，觸發(fā)器的輸出端可以得到一個完整的矩形波，而觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)兩次所用的前沿脈沖來自CP的兩個矩形波。一個D觸發(fā)器完成了二分頻電路，用其輸出再去觸發(fā)另一個D觸發(fā)器（又是一個二分頻），這樣，就完成了信號的四分頻。該觸發(fā)器是前沿觸發(fā)方式。四分頻電路和脈沖電路如圖36。圖36 四分頻電路和脈沖電路 按鍵輸入電路本設(shè)計采用4個按鍵組成鍵盤，均接10K?的電阻來拉高電平，在按鍵按下時輸入低電平信號。由于STC89C52單片機(jī)I/O口豐富，在此還有剩余， 因此選用將按鍵直接與I/O口連接的方式，簡化電路的同時還簡化了軟件設(shè)計。具體設(shè)計如圖37所示： 圖37 鍵盤模塊電路 時鐘電路本設(shè)計采用時鐘芯片DS1302，時鐘芯片DS1302與單片機(jī)STC89C52的接口是由3條線來完成的，,。DS1302接標(biāo)準(zhǔn)的12MHz石英晶振。DS1302與單片機(jī)的接口電路如圖38所示： 圖38 時鐘接口電路 LCD顯示電路 本設(shè)計采用LCD1602,其電路原理如圖39，LCD1602液晶顯示，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。它由若干個5X7或者5X11等點(diǎn)陣字符位組成，每個點(diǎn)陣字符位都可以顯示一個字符，每位之間有一個點(diǎn)距的間隔，每行之間也有間隔，起到了字符間距和行間距的作用，正因?yàn)槿绱怂运荒芎芎玫仫@示圖形（用自定義CGRAM，顯示效果也不好）。其