【正文】 際上，它們已 經(jīng) 被歸 為 專用寄存器之列，并且具有字節(jié)尋址和位尋址功能。 AT89C51 系列單片機(jī)的功能單元 1．并行 I/O 接口： 單片機(jī)芯片內(nèi) 具 有一項(xiàng)主要功能就是并行 I/O 口。在從片外程序存儲(chǔ)器取址的時(shí)候 ，在每個(gè)機(jī)器周期中，當(dāng) PSEN 有效 的時(shí)候 ，程序存儲(chǔ)器的內(nèi)容被送上 P0口（數(shù)據(jù)總線）。如果微處理器處于 外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無效。此時(shí)， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX 指令 ，而 MOVC 指令是 ALE 才起作用。 注意：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 的時(shí)候 ，將跳過一個(gè) ALE 脈沖。在平時(shí) 的時(shí)候 ， 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。當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器 的時(shí)候 ，地址鎖存 所 允許的輸出電平用于鎖存地址的低位字節(jié)。在 EPROM 編程 的時(shí)候 ，作輸入，輸入編程脈沖（ PROG）。 輸入、輸出： ALE/PROG—— 地址鎖存允許信號(hào)，輸出。 注意：在加密方式 為 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。 7．控制線 (共 4 根 ) 輸入： EA/VPP—— 片外程序存儲(chǔ)器訪問允許信號(hào)，低電平有效。 6．?dāng)?shù)據(jù)存儲(chǔ)器選通 —— WR 低電平有效，輸出，片外存儲(chǔ)器寫選通。 5．定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 —— T0 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0 的外部輸入，輸入。 4．中斷 —— INT0 外部中斷 0，輸入。 3．串行口 —— RXD（串行輸入口），輸入。在提供這些功能 的時(shí)候 ，其輸出鎖存器應(yīng)由程序置 1。 P3 口 —— 8 位、準(zhǔn)雙向 I/O 口，具有內(nèi)部上拉電路。在編程 /校驗(yàn) 的時(shí)候 ，接收高位字節(jié)地址。 P2 口 —— 8 位、準(zhǔn)雙向 I/O 口。對(duì)于 80C51， —— T2，是定時(shí)器的計(jì)數(shù)端且位輸入； —— T2EX，是定時(shí)器的外部輸入端。在編程 /校驗(yàn) 的時(shí)候 ，用于輸入低位字節(jié)地址。 P0 口（作為總線時(shí)）能驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) LSTTL 負(fù)載。當(dāng)使用片外存儲(chǔ)器（ ROM、 RAM） 時(shí)，作地址和數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)用。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)， 需 要保持 RST 腳兩 個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。其 結(jié)構(gòu) 與 80C51 引腳結(jié)構(gòu)基本相同，其邏輯引腳圖如圖 21。只有 在 VCC 電壓恢復(fù)到正常工作范圍 內(nèi)并且在振蕩器穩(wěn)定振蕩后，通過硬件復(fù)位、掉電模式 才 可被終止。掉電模式是 指 VCC 電壓低于電源下限 ， 當(dāng)振蕩器停止振動(dòng)時(shí) ， CPU 停止執(zhí)行指令。間歇模式是由軟件來設(shè)置的 ， 當(dāng)外圍器件仍然處于工作狀態(tài)時(shí) ， CPU 可根據(jù)工作情況適時(shí)地進(jìn)入睡眠狀態(tài) ， 內(nèi)部 RAM 和所有特殊的寄存器值將保持不變。 1288 位內(nèi)部 RAM， 32 位雙向輸入輸出線 ， 兩個(gè)十六位定時(shí)器 /計(jì)時(shí)器 ， 5 個(gè)中斷源 ， 兩級(jí)中斷優(yōu)先級(jí) ， 一個(gè)全雙工異步串行口及時(shí)鐘發(fā)生器等。 AT89C51 芯片 有 三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖 定加密，提供了方便靈活而可靠的硬加密手段 ， 能完全保證程序或系統(tǒng)不被仿制。只要程序長(zhǎng)度小于4k， 四個(gè) I/O 口 就會(huì) 全部提供給用戶。它與 MCS51 系列單片機(jī)在指令系 統(tǒng)和引腳上完全兼容，不僅可完全代替 MCS51 系列單片機(jī)，而且能使系統(tǒng)具有許多 MCS51 系列產(chǎn)品沒有的功能。而這種單片機(jī)對(duì)開發(fā)設(shè)備的要求 非常 低，開發(fā)時(shí)間也能 大大縮短。 AT89C51 系列單片機(jī)介紹 AT89C51 系列基本組成及特性 AT89C51 是一種帶 4k 字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（ FPEROM— Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能 CMOS8 位微處理器，俗稱單片機(jī)。由于 80C51 系列單片機(jī)所具有的一系列優(yōu)越的特點(diǎn)，獲得廣泛使用是 指日可待 的 [7]。新一代的 80C51 系列單片機(jī)除了上述的結(jié)構(gòu)特性外，其最主要的技特點(diǎn)是向外部接口電路擴(kuò)展，以實(shí)現(xiàn)微控制器（ microcontroller）完善的控制功能為己任。而 8 位單片機(jī)已經(jīng)可以 滿足大部分應(yīng)用的需要，因此，在推出 16 位單片機(jī)的同時(shí)，高性能的新型 8 位單片機(jī)也不斷問世。 1987 年 Intel 公司又宣布了 比 8096 性能 高兩倍的 CMOS 型 80C196 單片機(jī) ，1988 年推出帶 EPROM 的 87C196 單片機(jī)。這類單片機(jī)均帶有串行 I/O 口，定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器為 16 位，片內(nèi)存儲(chǔ)容量（ RAM， ROM）都相應(yīng)增大，并有優(yōu)先級(jí)中斷處理功能，單片機(jī)的功能、尋址范圍都比早期的擴(kuò)大了，它們是當(dāng)時(shí)單片機(jī)應(yīng)用的主流產(chǎn)品。 1978 年下半年 Motorola 公司推出 M6800 系列單片機(jī)， Zilog 公司相繼推出Z8 單片機(jī)系列。 1976 年 Intel 公司首先推出 了 可以 稱為單片機(jī)的 MCS48 系列單片微型計(jì)算機(jī)。所以，經(jīng)過對(duì)三種方案的 對(duì)比 ，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)采用了方案三。而方案三 則 是采用以單片機(jī)為控制核心的控制系統(tǒng)，尤其對(duì)溫度控制，可達(dá)到模擬控制所達(dá)不到的效果，并且實(shí)現(xiàn)顯示和鍵盤設(shè)定功能，大大提高了系統(tǒng)的智能化。本方案選用了 AT89C51 芯片，不需要外擴(kuò)展存儲(chǔ)器，可使系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單。單片機(jī)軟件編程靈活、自由度大，可用軟件編程 來 實(shí)現(xiàn)各種控制算法和邏輯控制。這種方法還是模擬控制方式，因此也不能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制算法使控制精度做得較高，而且不能用數(shù)碼管顯示，對(duì)鍵盤進(jìn)行設(shè)定。系統(tǒng)受環(huán)境影響 較 大，不能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制算法，不能用數(shù)碼管顯示，不能用鍵盤設(shè)定。對(duì)于這種溫控對(duì)象，一般認(rèn)為 它 具有以下的傳遞函數(shù)形式： （ ） 方案一 （如圖 11） ： 此方案是傳統(tǒng)的一位式模擬控制方案，選用模擬電路，用電位器設(shè)定值，反饋的溫度值和設(shè)定值比較后，決定加熱或不加熱。溫度是工業(yè)生產(chǎn)過程中重要的被控參數(shù)之一，當(dāng)今計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在這方面的應(yīng)用，已使溫度控制系統(tǒng)達(dá)到自動(dòng)化、智能化，比過去單純采用電子線路進(jìn)行 PID 調(diào)節(jié)的控制效果要好得多，可控性方面 也有了很大的提高。 [6] 使用單片機(jī)對(duì)其進(jìn)行溫度自動(dòng)控制，難度就在于測(cè)量溫度和單片機(jī)輸出的溫 度誤差是不是太大，導(dǎo)致無法輸出，利用 ATMEL 單片機(jī)核心程序?qū)ζ溥M(jìn)行編碼，實(shí)現(xiàn)溫度在一段范圍內(nèi)的變化，實(shí)驗(yàn)成功 控制語言的代碼，并進(jìn)行燒片，燒片成功后，運(yùn)行實(shí)驗(yàn)，若能看到實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，則實(shí)驗(yàn)完成。 溫度是工業(yè)控制對(duì)象的主要 的 被控參數(shù)之一，如冶金，機(jī)械，食品，化工各類工業(yè)中廣泛使用的各種加熱爐，熱處理爐，反應(yīng)爐等。 課題的主要內(nèi)容 本課題以水為測(cè)量對(duì)象，溫度測(cè)量電路接收傳感器的信號(hào)，并將模擬信號(hào)通過模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，送入單片機(jī)系統(tǒng)，與預(yù)設(shè)的溫度對(duì)比，通過一定的控制算法，控制繼電器的通斷，從而控制加熱器的工作，使得水溫維持在設(shè)定的溫度。以后的醫(yī)療服務(wù)會(huì)急速的向現(xiàn)代化，智能化 等 方向發(fā)展，從而增加了安全性，減少了操作的繁瑣性。尋求性能可靠、價(jià)格低廉，且應(yīng)用廣泛的元器件是生產(chǎn)過程 中需 首先要考慮的問題 ， 因此像本設(shè)計(jì)這種控制簡(jiǎn)單、精度較高、價(jià)格低廉的控制系統(tǒng)會(huì)有很好的發(fā)展前景，所以學(xué)好單片機(jī)技術(shù)也十分重要。近兩年，國(guó)內(nèi)也出現(xiàn)了許多高精度的溫度控制系統(tǒng)產(chǎn)品，但相對(duì)于用戶來說，價(jià)格還是偏高。所以，學(xué)習(xí)單片機(jī)在我國(guó)是有著 十分 廣闊 的 前景 。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)的單片機(jī)年容量 已經(jīng) 達(dá) 到了 3 億片，且每年以大約 20%的速度增長(zhǎng)，但相對(duì)于世界市場(chǎng)我國(guó)的占有率還不到 1%。在單片機(jī)產(chǎn)生后，我們就將控制這些東西變?yōu)橹悄芑耍覀冎恍枰趩纹瑱C(jī)外圍接一點(diǎn)簡(jiǎn)單的接口電路， 核心部分只是由人為的寫入程序來完成。 [5] 展望 單片 機(jī) 為我們改變了什么？縱觀我們現(xiàn)在生活的各個(gè)領(lǐng)域，從導(dǎo)彈的導(dǎo)航裝置，到飛機(jī)上各種儀表的控制，從計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊與數(shù)據(jù)傳輸，到工業(yè)自動(dòng)化過程的實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，以及我們生活中廣泛使用的各種智能 IC 卡、電子寵 物等，這些都離不開單片機(jī)。在技術(shù)上，以單片機(jī)控制的單參數(shù)單回路系統(tǒng)居多，尚無真正意義上的多參數(shù)綜合控制系統(tǒng)，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，存在較大差距。我國(guó)工程技 術(shù)人員在吸收發(fā)達(dá)國(guó)家溫度測(cè)控技術(shù)的基礎(chǔ)上，才掌握了溫度室內(nèi)微機(jī)控制技術(shù)，該技術(shù)僅限于對(duì)溫度的單項(xiàng)環(huán)境因子的控制。現(xiàn)在世界各國(guó)的溫度測(cè)控技術(shù) 都 發(fā)展很快，一些國(guó)家在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上正向著完全自動(dòng)化、無人化的方向發(fā)展。 80 年代末出現(xiàn)了分布式控制系統(tǒng)。 [3] 單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 （ 1） 國(guó)外溫度測(cè)控系統(tǒng)研究 國(guó)外對(duì) 于 溫度控制技術(shù)研究較早，始于 20 世紀(jì) 70 年代。在日常生活中，也 能 廣泛實(shí)用于地?zé)?、空調(diào)器、電加熱器等各種家庭室溫測(cè)量及工業(yè)設(shè)備溫度測(cè)量場(chǎng)合。 單片機(jī)溫度測(cè)量系統(tǒng) 中 的關(guān)鍵是測(cè)量溫度、控制溫度和保持溫度，溫度測(cè)量 是工業(yè)對(duì)象中主要的被控參數(shù)之一。由于溫度測(cè)量的普遍性，溫度傳感器的數(shù)量在各種傳感器中 占據(jù)了 首位。 溫度是表征物體冷熱程度的物理量，溫度測(cè)量則是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中一個(gè) 十分 重要 且 普遍的參數(shù)。溫度一詞在生產(chǎn)生活中 所 出現(xiàn)的 頻率日益增多，與之相對(duì)應(yīng)的，溫度控制和測(cè)量也成為了生活生產(chǎn)中頻繁使用的詞語，同時(shí)它們?cè)诟餍懈鳂I(yè)中也發(fā)揮著重要的作用。單片機(jī)自問世以來，其 性能 就在 不斷提高和完善，其資源又能滿足很多應(yīng)用場(chǎng)合的需要，加之單片機(jī)具有集成度高、功能強(qiáng)、速度快、體積小、功耗低、使用方便、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，因此，應(yīng)用日益廣泛，并且正在逐步取代現(xiàn)有的多片微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。 采用單片機(jī)控制，這些控制技術(shù)會(huì)大大提高控制精度，不但 可以 使控制簡(jiǎn)捷，降低 產(chǎn)品的成本， 更 提高了生產(chǎn)效率 。 在工業(yè)生產(chǎn)過程中為了高效地進(jìn)行生產(chǎn)，必須對(duì)生產(chǎn)工藝過程中的主要參數(shù)，如溫度，壓力，流量，速度等進(jìn)行有效的控 制。 ADC。 Sensor。 然后 ， 在運(yùn)行過程中將采樣的溫度 數(shù)字量 送入 單片機(jī) ，最后用單片機(jī)來控制加熱器 ， 進(jìn)行加熱或停止加熱，直到能在規(guī)定的溫度下恒溫加熱。為了便于擴(kuò)展和更改，軟件設(shè)計(jì)采用模塊化結(jié)構(gòu)，使程序設(shè)計(jì)的邏輯關(guān)系更加 的 簡(jiǎn)潔明了，使硬件在軟件的控制下協(xié)調(diào)運(yùn)作。 本文從硬件和軟件兩方面來講述水溫 的 自動(dòng)控制過程 ， 在控制過程中主要應(yīng)用 AT89C5 DS18B MAX232 等 ，而主要是通過 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器采集環(huán)境溫度，以單片機(jī)為核心控制部件。 南 京 工 業(yè) 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 題 目： 基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng) 2020 年 6 月 基于單片機(jī)的溫度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要 近年來隨著計(jì)算機(jī)在社會(huì)領(lǐng)域的滲透 ， 單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷深入， 同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)日新月益更新。在實(shí)時(shí)檢測(cè)和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng) 時(shí) ， 經(jīng)常 作為 一個(gè)核心部件來使用，僅單片機(jī)方面知識(shí)是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及具體應(yīng)用對(duì)象特點(diǎn)的軟件結(jié)合，以作完善。軟件方面采用匯編語言來進(jìn)行程序設(shè)計(jì)， 這樣可以 使指令的執(zhí)行速度快，節(jié)省存儲(chǔ)空間。 而系統(tǒng)的過程則是：首先 ， 設(shè)定恒溫運(yùn)行時(shí)的溫度值 。 關(guān)鍵詞 ：?jiǎn)纹瑱C(jī)系統(tǒng) 傳感器 數(shù)據(jù)采集 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 溫度 DESIGN OF TEMPERATURE CONTROL SYSTEM BASED ON SCM Abstract In recent years, with the puter peration in the social field, the application of SCM is to keep at the same time, traditional control testing update on Crescent benefits. In realtime detection and automatic control system of singlechip applications, often as a singlechip core ponent to use only singlechip is not enough knowledge, but also the specific hardware structure and the specific features of application software objects bine to make perfect. In this paper, both hardware and software for automatic control of water temperature on the process, in the control of the main application of the process of AT89C51, DS18B20, MAX232 and so on, but mainly through the digital temperature sensor DS18B20 collecting ambient temperature to singlechip microputer as the core control ponents. Software using assembly language for program