【正文】 允許設(shè)定，深度可在允許范圍內(nèi)選用。并行 I/O 口線增加到 32， 且可進(jìn)行位處理。 該微機(jī)型在性能上有了很大的改進(jìn)和提高：片內(nèi)程序存貯器容量擴(kuò)大了一倍，外部程序存貯器的尋址空間擴(kuò)大到 64K 字節(jié)。 關(guān)鍵字： 單片機(jī) 溫度控制 控制器 計(jì)算機(jī) 控制技術(shù) 課程設(shè)計(jì) II 目 錄 1 引言 I 2 熱 水壺控制系統(tǒng)總體概述 II 熱水壺的工作情況 .................................................................... II MCS51 單片機(jī)控 制的總體介紹 .............................................. II 3 電熱水壺控制系統(tǒng) 的硬件設(shè)計(jì) III 溫度檢 測(cè)電路和 A/D 轉(zhuǎn)換器的電路 ..................................... III 單片機(jī) 8051 芯片介紹和主要電路 ...................................... VII 8255 輸出口擴(kuò)展 ................................................................. VIII 單片機(jī)的抗干擾電路 ................................ 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 單片機(jī)控制熱水壺的硬件構(gòu)成包括 8051 芯片、 8255 芯片、地址鎖存器等組成的單片機(jī)控制電路、溫度檢測(cè)電路、 A/D 轉(zhuǎn)換電路、光電隔離電路、鍵盤(pán)及顯示電路和溫度加熱電路。 計(jì)算機(jī) 控制技術(shù) 課程設(shè)計(jì) I 摘 要 本論文設(shè)計(jì)介紹了 MCS51 系列單片機(jī)為控制芯片，對(duì)電熱水壺工作進(jìn)行控制的方法。通過(guò)電加熱電路對(duì)水進(jìn)行加熱，并對(duì)水的溫度進(jìn)行采樣，采樣信號(hào)通過(guò) ADC0809 將數(shù)字量送入單片機(jī)系統(tǒng)，經(jīng)微機(jī)處理后，結(jié)合鍵盤(pán)控制實(shí)現(xiàn) LED顯示，并可實(shí)現(xiàn)對(duì)水的溫度的控制和超過(guò)水溫的報(bào)警系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵電路是單片機(jī)控制電路，完成信號(hào)的輸入和輸出的轉(zhuǎn)換，即 可將溫度檢測(cè)電路采樣的輸入信號(hào)通過(guò) A/D 轉(zhuǎn)換器 ADC0809進(jìn)行處理加工后輸出到顯示器進(jìn)行顯示，并可以通過(guò)控制器控制溫度，同時(shí)當(dāng)水加熱超過(guò)指定的溫度以后，蜂鳴器工作報(bào)警。 鍵盤(pán)及顯示電路 ...................................................................... X 加熱電路和報(bào) 警裝置 ........................................................... XV 4 單片機(jī)的軟件設(shè)計(jì) XVII 總的程序設(shè)計(jì)框圖 ............................................................. XVII 8255 的程序設(shè)計(jì) .............................................................. XVIII 鍵盤(pán)和顯示接口電路程序設(shè)計(jì) .......................................... XIX 結(jié) 論 XXII 參 考 文 獻(xiàn) XXIII 附錄 XXIV 計(jì)算機(jī) 控制技術(shù) 課程設(shè)計(jì) I 1 引言 Intel 公司在 MCS48 系列單片微機(jī)的基礎(chǔ)上，采用 HMOS 技術(shù)，研制出了 8 位高檔的 MCS51 系列產(chǎn)品微機(jī)。片內(nèi)數(shù)據(jù)存貯器擴(kuò)大了一倍，外部數(shù)據(jù)存貯器的空間達(dá)到 64K 字節(jié)。 MCS51 設(shè)有兩個(gè)16 位的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，且可程序設(shè)定多種工作方式。 MCS51 指令系統(tǒng)增強(qiáng)了加，減，乘，除，比較，堆棧操作，因而運(yùn)算功能大大加強(qiáng)。這為控制方面的應(yīng)用和邏輯運(yùn)算提供了很大方便。 目前，單片機(jī)在家電，工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛，為了適應(yīng)不同產(chǎn)品對(duì)單片機(jī)的不同要求，半導(dǎo)體生產(chǎn)廠家生產(chǎn)出了各種規(guī)格的單片機(jī)。 溫度檢測(cè)電路由熱電偶、運(yùn)算放大器，溫度傳感器 AD590 等組成，直接輸出電流（ 1μ A/K）經(jīng)運(yùn)算放大器 LM358 進(jìn)行 I/V 轉(zhuǎn)化后，可得到電壓輸出，輸出電壓為100mV/℃，經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換通道送到微處理器中。工程上常用的隔離方法有光電隔離器、變壓器、繼電器和集成組件等，而光電隔離器有獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。 經(jīng)實(shí)際運(yùn)行表明，該方案安全、可靠，完全能夠滿足實(shí)際需要。這種設(shè)計(jì)有下面幾個(gè)方面的不足： 1. 如水壺中沒(méi)水，電源誤接通時(shí)也會(huì)一直加熱，容易引起事故。 3. 當(dāng)水加熱沸騰后不能自動(dòng)停止工作。它的工作情況和常規(guī)的熱水壺相比，有下面幾個(gè)方面的特點(diǎn)： 1. 有三個(gè)按鍵，可用來(lái)設(shè)置希望加熱到的溫度即報(bào)警的溫度。 2. 這個(gè)按鍵還具有啟動(dòng)電熱水壺開(kāi)始工作的作用。 3. 當(dāng)加熱到設(shè)置溫度時(shí)，單片機(jī)會(huì)控制停止加熱，并通過(guò)蜂鳴器給出聲音提示。 MCS51 單片機(jī)控 制的總體介紹 硬件設(shè)計(jì)的總電路連接框圖 如圖 21 計(jì)算機(jī) 控制技術(shù) 課程設(shè)計(jì) III 鍵 盤(pán) 和 顯 示 電 路8 2 5 5加 熱 電 路8 0 5報(bào) 警 電 路A C D 0 8 0 9電 路 溫 度 檢 測(cè)光電隔離 圖 21 硬件設(shè)計(jì)的總電路連接框圖 單片機(jī)控制熱水壺的硬件構(gòu)成包括 8051 芯片、 8255 芯片、地址鎖存器等組成的單片機(jī)控制電路、溫度檢測(cè)電路、 A/D 轉(zhuǎn)換電路、光電隔離電路、鍵盤(pán)及顯示電路和溫度加熱電路。并對(duì)其中部分電路編制子程序，以及相應(yīng)的軟件 設(shè)計(jì) 。 計(jì)算機(jī) 控制技術(shù) 課程設(shè)計(jì) IV 圖 31 AD590 引腳圖 其主要技術(shù)參數(shù)有： 1. 測(cè)溫 范圍為 55~+150℃。 K，即溫度每變化 1℃，其輸出電流變化 1μ A；它以熱力學(xué)溫標(biāo)零點(diǎn)作為零輸出點(diǎn)，因此在 25℃時(shí)，其輸出電流為 A。 由于 AD590 是一種電流型的溫度傳感器，因此具有較強(qiáng)的抗干擾能力，適用于計(jì)算機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)距離溫度測(cè)量和控制，遠(yuǎn)距離信號(hào)傳遞時(shí)，可采用一般的雙絞線來(lái)完成，其電阻比較大，因此不需要精密電源對(duì)其供電，長(zhǎng)導(dǎo)線上的壓降一般不影響測(cè)量精度；不需要溫度補(bǔ)償和專(zhuān)門(mén)的線性電路。 計(jì)算機(jī) 控制技術(shù) 課程設(shè)計(jì) V 圖 313 溫度檢測(cè)電路 當(dāng)傳感器 AD590 所處溫區(qū)發(fā)生 1℃的溫度變化時(shí)，流過(guò)其所在回路的電流即產(chǎn)生 1μ A 的變化，則其輸出電壓的變化為： Δ V0=1μ A/℃ *100KΩ =100mV/℃ AD590 的輸出電流值說(shuō)明如下： 其輸出電流是以絕對(duì)溫度零度 (273℃ )為基 準(zhǔn) ,每增加 1℃ ,它會(huì)增加 1μA 輸出電流 ,因此在室溫 25℃ 時(shí) ,其輸出電流 Io=(273+25)=298μA。 量測(cè) Vo 時(shí) ,不 可分出任何電流 ,否則量測(cè)值會(huì)不準(zhǔn) 。 [8] 在本論文中通過(guò)溫度集成器 AD590 對(duì)外部 55~+150℃范圍內(nèi)的溫度進(jìn)行采樣，在AD590 的兩端分別接地和接電源，得到一定的壓差，因此會(huì)得到相應(yīng)的工作電壓，其輸出電流會(huì)隨溫度變化而變化。 A/D 轉(zhuǎn)換器電路原理和電路接口圖 A/D 轉(zhuǎn)換一般都設(shè)置在前向通道中，它將外界輸入的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)總線能接受的數(shù)字量。要選擇好的 A/D 轉(zhuǎn)換器芯片，選擇 A/D 轉(zhuǎn)換芯片的原則從轉(zhuǎn)換精度、轉(zhuǎn)換速度、模擬信號(hào)輸入通道數(shù)以及成本、供貨來(lái)源等全面考慮。一般來(lái)說(shuō)， A/D 轉(zhuǎn)換芯片輸入的模擬電壓都有規(guī)定的要求，如 0~+5V，0~+10V， 0~+2V 等，因此要考慮到傳感器輸出信號(hào)與之匹配。 雙列直插 28 引腳封裝。 ADC0809 引腳功能說(shuō)明如下： IN0—— IN7： 8 路輸入通道