【正文】 0~FFH；當IO/M=1時，單片機對8155中的I/O口進行讀/寫。從P0口傳送過來的地址信息在ALE的作用下在8155內(nèi)部被鎖存。MCS51單片機可以和8155直接連接而不需要任何外加邏輯器件，就可為系統(tǒng)增加256個字節(jié)片外RAM、22位I/O口線以及一個14位定時器。 單片機I/O口的擴展、8155接口電路8155是Intel公司研制的通用I/O接口芯片。P2口如外接總線驅(qū)動器,它的兩個控制端1G和2G均接地，相當于8個三態(tài)門均打開，數(shù)據(jù)從P2口到A8~A15端直通，也就是說。單向的內(nèi)部有8個三態(tài)驅(qū)動器，分成兩組，分別由控制端1G和2G控制；雙向的有16個三態(tài)驅(qū)動器，每個方向8個。輸出允許端OE接地表示輸出三態(tài)門一直打開。在MCS－51單片機系統(tǒng)中,經(jīng)常采用74LS373作為地址鎖存器使用。當OE＝0時,三態(tài)門打開。G為數(shù)據(jù)打入端:當G為“1”時,鎖存器輸出端狀態(tài)(1Q～8Q)同輸入狀態(tài)(1D～8D)；當G由“1”變“0”時,數(shù)據(jù)打入鎖存器中。 鎖存器74LS373簡介74LS373是一種帶輸出三態(tài)門的8D鎖存器，其中：1D～8D為8個輸入端。綜上所述，MCS—51系列單片機的引腳作用可歸納為以下兩點：（1）單片機功能多，引腳數(shù)少，因而許多引腳都具有第2功能；（2）單片機對外呈3總線形式，由PP0口組成16位地址線；由P0口分時復用作為數(shù)據(jù)總線；由ALE、PSEN、RST、EA與P3口中的INT0、INTT0、TWR、RD共10個引腳組成控制總線。并行擴展法是利用單片機的三種線（AB、DB、CB）進行的系統(tǒng)擴展；串行擴展法是利用SPI三線總線或I2C雙總線的串行系統(tǒng)擴展。為了將它們分離開來，以便同單片機之外的芯片正確地相連，常常在單片機外部加地址鎖存器來構(gòu)成與一般CPU相類似的三總線，通常情況下，采用MCS51系列單片機的最小系統(tǒng)只能用于一些很簡單的應用場合，在此情況下直接使用單片機內(nèi)部存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、定時功能、中斷功能、I/O端口等，組成的應用系統(tǒng)的成本較低。對于片內(nèi)還有EPROM的機型，在編程期間，此引腳用作12V編程電源Vpp的輸入端。 EA/VPP（31腳）： EA為片外程序存儲器選通斷。在從外部程序存儲器讀取指令或常數(shù)期間，每個機器周期內(nèi)該信號有效兩次，并通過數(shù)據(jù)總線P0口讀回指令或常數(shù)。在訪問片外程序存儲器期間，下降沿用于控制鎖存P0輸出端的低八位地址；在不訪問片外程序存儲器期間，可作為對外輸出的時鐘脈沖或用于定時目的。ALE/PROG（30腳）：地址鎖存有效信號輸出端。當單片機震蕩工作時，該引腳上將出現(xiàn)持續(xù)兩個機器周期的高電平，這時可實現(xiàn)復位操作，使單片機回復到初始狀態(tài)。4．MCS51控制線RST/Vpd（9腳）：RST即為RESET，Vpd為備用電源。另外，每一位均具有第二功能，每一位的兩個功能不能同時使用。P3口：雙功能口。P1口：每一位均可獨立作為I/O口。在無片外擴展存儲器的系統(tǒng)中，這4個口的每一位均可作為雙向的I/O口使用。為方便起見，我們把4個端口和其中的鎖存器都統(tǒng)稱P0P3。3．MCS51 輸入/輸出引腳MCS51單片機有4個I/O端口，共32根I/O線，4個端口都是準雙向口。而訪問內(nèi)部程序存儲器時，ALE端將有一個1/6時鐘頻率的正脈沖信號，這個信號可以用于識別單片機是否工作，也可以當作一個時鐘向外輸出。XTAL2也是內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。XTAL2：引腳號18，內(nèi)部振蕩器外接晶振的另一個輸入端。2．外接晶體引腳XTAL1和XTAL2XTAL1：引腳號19，內(nèi)部振蕩器外接晶振的一個輸入端。它們的功能簡述如下：1．主電源引腳Vcc（40腳）：接+5V電源正端。下面按引腳功能分為4部分敘述各引腳的功能。P0P3口四個鎖存器同RAM統(tǒng)一編址，可以把I/O口當作一般特殊功能寄存器來尋址。③ I/O接口8051有四個8位并行接口，即P0P3。b) 控制器：包括程序計算器PC、指令寄存器IR、指令譯碼器ID、振蕩器及定時電路等。PSW中各位狀態(tài)供程序查詢和判別用。在指令中用助記符A來表示。ACC：累加器ACC經(jīng)常作為一個運算數(shù)經(jīng)暫存器2進入ALU的輸入端，與另一個來自暫存器1的運算數(shù)進行運算，運算結(jié)果又送回ACC。ALU：可對4位（半字節(jié)）、8位（一字節(jié)）和16位（雙字節(jié)）數(shù)據(jù)進行操作。① 中央處理單元（CPU）CPU是單片機的核心，是計算機的控制和指揮中心，由運算器和控制器等部件組成。和一般為處理器相比，8051增加了四個8位I/O口、一個串行口、4KB ROM、128B RAM、很多工作寄存器及特殊功能寄存器（SFR）。 一個完整的計算機應該由運算器、控制器、存儲器（ROM及RAM）和I/O接口組成。本設計采用MCS51單片機的AT89S52作為CPU, MCS51系列單片機有十多個品種. l MCS51單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)MCS51系列單片機組成結(jié)構(gòu)中包含運算器、控制器、片內(nèi)存儲器、4個I/O口、串行口、定時器/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)、振蕩器等功能部件?；诮?jīng)濟上的的考慮，以及本次設計的加熱爐的精度要求，選用AT89S52單片機作為中央處理器。它具有體積小、重量輕、價格低、可靠性高、耗電少和靈活機動等許多優(yōu)點。表2﹣1 熱電偶的溫差電勢類 型溫 度K(mV)J(mV)E(mV)T(mV)－200－1000＋100＋200＋300＋400＋500＋600＋700＋800＋900＋1000＋1100＋1200＋1300－＋0＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋－－0＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋－－0＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋－－0＋＋＋＋ MCS51單片機單片微型計算機（Single Chip Microputer）簡稱單片機，是指在一塊芯片上集成了中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、程序存儲器ROM或EPROM、定時器/計數(shù)器、中斷控制器及串型和并行I/O接口等部件。如果要求該放大電路對于0～800℃的溫差電勢，為配合之后的A/D轉(zhuǎn)換器的輸入電壓，在放大器AD521的輸出端輸出0～2000mV,那么。AD521測量放大器。下面我們以K類熱電偶為例設計有關(guān)的放大器。如下圖：AD521的輸入信號耦合方式 (a)變壓器耦合 （b）熱電偶直接耦合 （c）電容器耦合，通過電阻R為偏置電流提供回路雖然熱電偶的每度所對應的熱電動勢只有幾十微伏，對于電路技術(shù)和微電子技術(shù)發(fā)展到今天，檢測幾十微伏的電壓信號的電路還是相當多的。測量放大器計算公式為放大倍數(shù)在使用AD521（或其他測量放大器）時，都要特別注意為偏置電流提供回路，為此，輸入（1或3）端必須與電源的地線相連構(gòu)成回路，可以直接相連，也可以通過電阻相連。下面介紹兩種單片機測量放大器。在信號處理中需對微弱信號放大時，可以不必再用分立的通用運算放大器來構(gòu)成測量放大器。供用戶選擇，美國公司提供的有AD52AD52AD61AD605等。23 測量放大器的原理圖測量放大器的放大倍數(shù)用下面公式計算 式中，為用于調(diào)節(jié)放大倍數(shù)的外接電阻，通常采用多圈電位器，并靠近組件，若距離較遠，應將聯(lián)線膠合在一起，改變可使放大倍數(shù)在1～1000范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。測量放大器除了對低電平信號進行線性放大外，還擔負著阻抗匹配和抗共模干擾的任務，他具有高共模抑止比、高速度、高精度、寬頻帶、高穩(wěn)定性、高輸入阻抗、低輸出阻抗、低噪聲等特點。通過比較和討論，在這本的設計中我們采用了測量放大器，下面介紹一下測量放大器。熱電動勢是熱電偶工作端（熱端）相對自由端（冷端）而產(chǎn)生的，因此用熱電偶測量溫度，選擇或設計相應的測量電路必須要考慮三件事：采用什么樣的放大電路？一、熱電偶放大電路為便于輸入通道AI中A/D轉(zhuǎn)換所需電平，要對模擬傳感器輸出的弱信號加以放大，并把信號中的干擾噪聲抑制在最低限度，因而須用低噪聲、低漂移、高增益、高輸入阻抗以及具有很高共模抑制比的直流放大器。 溫度的測量電路由于熱電偶所輸出的熱電動勢一般很小。測溫范圍一般由熱電偶的線徑?jīng)Q定，線徑越粗所能測量的溫度越高。熱電偶的測溫范圍很寬,一般為－50～＋1600℃，最低可達－200℃，最高達2800℃（短時間內(nèi)）：在良好的測量電路配合下，它可以實現(xiàn)搞精度測量，因此在工業(yè)生產(chǎn)過程得到很廣泛的應用。A和B得兩個接點1和2之間穿在溫度差時，回路中便產(chǎn)生電動勢，形成一定大小得電流，這種現(xiàn)象稱為熱電效應，也叫溫差效應。熱電偶傳感器是工業(yè)溫度測量中應用最廣泛得一種傳感器，具有精確度高、測量范圍廣、構(gòu)造簡單、使用方便等優(yōu)點。微機通過控制多路開關(guān)選擇某一路電壓送到模/數(shù)轉(zhuǎn)換器進行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，得到表示溫度的電壓數(shù)字量，再用軟件進行標度變換與誤差補償，得到測溫點的實際溫度值。其一般結(jié)構(gòu)如圖2—1所示。溫度檢測是溫度控制系統(tǒng)的一個重要的環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到系統(tǒng)性能。圖12 熱處理溫度曲線第二章 系統(tǒng)原理及電路設計本次畢業(yè)設計其工作原理為：熱處理器上有8個溫度傳感器和14個控制閥，溫度傳感器與控制閥是一一對應的對關(guān)，一個測溫點對應一個控制閥。 （2）恒溫段（亦稱保溫段）。這一工藝過程要求加熱爐在規(guī)定時間內(nèi)等速從某個溫度值變化到另一溫度值。 溫度控制的要求 在工業(yè)生產(chǎn)中，對溫度控制系統(tǒng)的要求，主要是保證爐溫按規(guī)定的溫度工藝曲線變超調(diào)小或者無超調(diào)，穩(wěn)定性好，不振蕩，對系統(tǒng)的快速性要求不高。近幾年來快速發(fā)展了多種先進的溫度控制方式，如：PID控制，模糊控制，神經(jīng)網(wǎng)絡及遺傳算法控制等。因此對數(shù)據(jù)采集的精度和采用的控制方法也不相同。溫度是工業(yè)對象中的一個重要的被控參數(shù)。給定值煤氣濃度被控對象主電路驅(qū)動電路AT89S52控制電路氣體濃度傳感器圖11 原理框圖 溫度控制系統(tǒng)作用與要求隨著新技術(shù)的不斷開發(fā)與應用，近年來單片機發(fā)展十分迅速，一個以微機應用為主的新技術(shù)革命浪潮正在蓬勃興起，單片機的應用已經(jīng)滲透到電力、冶金、化工、建材、機械、食品、石油等各個行業(yè)。單片機溫度控制系統(tǒng)是以MCS5l單片機為控制核心，輔以采樣反饋電路，驅(qū)動電路，晶閘管主電路對電爐爐溫進行控制的微機控制系統(tǒng)。單片機的溫度控制是數(shù)字控制系統(tǒng)的一個應用。應用遍及石油、化工、冶金、機械、熱處理、表面處理、建材、電子、材料、輕工、日化、制藥等諸多行業(yè)領(lǐng)域。加熱爐是將物料或工件加熱的設備。本系統(tǒng)以AT89S52單片機為核心構(gòu)成一個智能爐溫控制系統(tǒng)，具有對電爐溫度的定時檢測、實時控制和調(diào)節(jié)，參數(shù)顯示和打印，存儲必要的信息等功能。本系統(tǒng)使用AT89S52單片機，使溫度控制大為簡便。本設計使用單片機作為核心進行控制。成熟的溫控產(chǎn)品主要以“點位”控制及常規(guī)的PID控制器為主，它們只能適應一般溫度系統(tǒng)控制，而用于較高控制場合的智能化、自適應控制儀表，國內(nèi)技術(shù)還不十分成熟，形成商品化并廣泛應用的控制儀表較少。涉密論文按學校規(guī)定處理。作者簽名： 日期： 年 月 日學位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學位論文作者完全了解學校有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。作者簽名：　　 　 　　 日　 期：　　 　 　　 學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。衢州學院畢業(yè)設計（論文）題　　目： 《基于AT89S52的熱處理控制器》的設計 電氣與信息工程學院畢業(yè)設計說明書（論文）畢業(yè)設計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學位或?qū)W歷而使用過的材料。作 者 簽 名：　　 　 　　日　 期：　　 　 　　 指導教師簽名：　　 　 　　 日　　期：　　 　 　　 使用授權(quán)說明本人完全了解 大學關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權(quán)保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。本人授權(quán)　　 　 　大學可以將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。作者簽名： 日期： 年 月 日導師簽名： 日期： 年 月 日摘要溫度控制系統(tǒng)在國內(nèi)各行各業(yè)的應用雖然已經(jīng)十分廣泛，但從國內(nèi)生產(chǎn)的溫度控制器來講，總體發(fā)展水平仍然不高，同日本、美國、德國等先進國家相比，仍然有著較大的差距。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展