【正文】 8155 選通片內的 I/O 端口。 圖 系統(tǒng)設計原理圖 8155 接口電路 8155 芯片內具有 256 個字節(jié)的 RAM，兩個 8 位 、一個 16 位的可編程 I/O口和一個 14 位計數器。這樣，采用 8位 A/D 轉換器就可以使量化誤差達到正負 度以內。 [5] 為了提高精度，變送器可以進行零點遷移。連接如圖 基于單片機的溫度控制系統(tǒng)設計 單片機 7 圖 2764與 8031連接圖 單片機溫控模塊 溫度檢測元件和變送器的選擇和被控溫度及精度等級有關。在 8031 的內部數據存儲區(qū)低 128 字節(jié) RAM 中 30H~7FH 共80 個存儲單元使用戶 RAM 區(qū)，完全可以容納下 24 個數據以及其運算過程中的臨時數據，故不需要在另外擴展片外數據存儲器。 EA—— 接地。 C：控制總線： PSEN—— — 片外程序存儲器取指令控制信號，接 EPROM 的“ OE”。 B：地址總線： P0 口經鎖存器向 EPROM提供地址低 8位， P2 口提供高 8位地址以及片選線。具體方法是 CPU 應向 EPROM 提供三種信號線。維持或編程禁止時 O0~O7 呈高阻抗； CE—— ：片選信號輸入線，“ 0”（即 TTL低電平）有效； PGM：編程脈沖 輸入線 。 圖 芯片的 擴展設計 [7] 1）程序存儲器擴展設計 (A) 程序存儲器簡介 基于單片機的溫度控制系統(tǒng)設計 單片機 6 常見的 EPROM 有： 2716（容量 2K 8位）、 2732（容量 4K 8位）、 2764（容量 8K 8位）、 27128（容量 16K 8位）、 27256（容量 32K 8 位）、 27512（容量 64K 8 位）。 單片機外總線結構 微型計算機大多數 CPU 外部都有單獨的地址總線、數據總線和控制總線，而 MCS— 51 單片機由于受到芯片管腳的限制，數據線和地址線（低 8位）是復用的，而且是 I/O 口兼用。但是，一般串行接口器件 速度慢，在需要高速應用的場合，還是并行擴展法占主導地位。 [9] 單片機系統(tǒng)擴展的方法有并行擴展法和串行擴展法兩種。當 EA —— 輸入低電平時，不論片內是否有程序存儲器，則 CPU 只能訪問片外程基于單片機的溫度控制系統(tǒng)設計 單片機 5 序存儲器。 EA—— /VPP（ 31腳）：當 EA —— 輸入端輸入高電平時， CPU 可訪問片內程序存儲器 4KB 的地址范圍。每當訪問片外存儲器時，這兩次有效的 PROG—— 信號將不會出現。 PROG—— （ 29 腳）：輸出訪問片外程序存儲器的讀選通信號。應注意的是：當訪問片外數據存儲器時，將跳過一個 ALE 脈沖 ； ALE端可以驅動 8個 LSET 負載。其頻率為振蕩器頻率 1/6。 ALE、 /PROG—— （ 30腳）：當訪問片外存儲器時， ALE 的輸出用于鎖存低字節(jié)地址信號。剛 接上電源時，其內部寄存器處于隨機狀態(tài)，在引腳上輸入持續(xù)兩個機器周期的高電平將使單片機復位。 3） RST/VPD、 ALE、 /PROG—— 、 PSEN—— 控制信號引腳。 VSS（ 20腳）：接地。 MCS— 51 單片機的引腳及其功能 MCS51 單片機采用 40引腳的雙列直插封裝形式。作為第一功能使用時同 P1 口，每一位均可獨立作 為 I/O口。 P2 口：可作為一般 I/O口用，但應用系統(tǒng)采用外部系統(tǒng)采用總線結構時，它分時作為高 8 位地址線。 P0 口：可作為一般的 I/O 口用，但應用系統(tǒng)采用外部總線結構時，它分時作低8 位地址和 8位雙向數據總線用。 在訪問片外擴展存儲器時，低 8位地址和數據由 P0口分時傳送，高 8位地址由 P2 口傳送。每個口都包含一個鎖存器，即專用寄存器 P0~P3，一個輸出驅動器和輸入緩沖基于單片機的溫度控制系統(tǒng)設計 單片機 4 器。其中震蕩時序與時鐘組成定時控制部件。 MCS51 單片機 內部結構 8031 單片機內部結構見圖 。 8031 是 MCS－ 51 系列單片機的一種型號。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，單片微型計算機 (簡稱單片機 )是微型計算機的一個重要分支，也是一種非常活躍和頗具生命力的機種，特別適合用于智能控制系統(tǒng) 。它包括中央處理器 CPU、隨機存儲器 RAM、只讀存儲器 ROM、中斷系統(tǒng)、定時器 /計數器、串行口和 I/O 等等。其系統(tǒng)結構框圖可表示為 :系統(tǒng)采用單閉環(huán)形式，其基本 控制原理為 :將溫度設定值 (即輸入控制量 )和溫度反饋值同時送入控制電路部分，然后經過調節(jié)器運算得到輸出控制量，輸出控制量控制驅動電路得到控制電壓施加到被控對象上，電爐因此達到一定的溫度。 單片微型計算機的功能不斷的增強，為先進的控制算法提供的載體，許多高性能的新型機種應運而生。由于工藝不同，所需要的溫度高低不同，因而所采 用的測溫元件和測溫方法也不同 。在冶金、化工、建材、機械、食品、石油等各類工業(yè)中，廣泛使用著加熱爐、熱處理爐、反應爐等，因此，溫度是工業(yè)對象中一個主要的被控參數。本系統(tǒng)所使用的單片機 8031有 128K 的 RAM，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。 本系統(tǒng)所使用的加熱器件是電爐絲，功率為三千瓦，要求溫度在 400～ 1000℃。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，神經網絡及遺傳算法控制等。因此對數據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。 隨著新技術的不斷開發(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革命浪潮正在蓬勃興起，單片機的應用已經滲透到電力、 冶金、化工、建材、機械、食品、石油 等各個行業(yè)。成熟的溫控產品主要以“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，國內技術還不十分成熟，形成商品化并廣泛應用的控制儀表較少。雙向可控硅管和加熱絲串聯(lián)接在交流220V， 50HZ 交流試點回路，在給定周期內， 8031 只要改變可控硅管的接通時間便可改變加熱絲功率，以達到調節(jié)溫度的目的。8155 用于鍵盤 /LED 顯示器接口， 2764 可作為 8031 的外部 ROM 存儲器。 本設計采用無 ROM的 8031作為主控制芯片。 I 基于單片機的溫度控制系統(tǒng)設計 摘 要 隨著國民經濟的發(fā)展，人們需要對各中加熱爐、熱處理爐、反應爐和鍋爐中溫度進行監(jiān)測和控制。采用單片機來對他們控制不僅具有控制方便，簡單和靈活性大等優(yōu)點，而且可以大幅度提高被控溫度的技術指標，從而能夠大大的提高產品的質量和數量。 8031的接口電路有 815 2764。 其中 溫度控制電路是通過可控硅調功器實現的。 關鍵字 ：溫度控制；接口電路；可控硅 Design of Temperature Control System Based on SCM Abstract Along with national economy development, the people need to each heating furnace、 the heattreatment furnace、 in the reactor and the boiler the temperature carry on the monitor and the control. Not only uses the monolithic integrated circuit to e to them to control has the control to be convenient, simple and flexibility big and so on merits, moreover may enhance large scale is accused the temperature technical specification, thus can big enhance the product the quality and quantity. This design uses nonROM 8031 to take the master control chip. 8031 connection electric circuits have 8155 、 uses in the keyboard /LED monitor connection, 2764 may take 8031 exterior ROM memories,one temperaturecontrol circuit is adjusts the merit realization through the siliconcontrolled rectifier. The bidirectional siliconcontrolled rectifier tube and the heater series connection in exchange 220V,50HZ exchange city electricity return route, in assigns in the cycle, 8031 so long as the change siliconcontrolled rectifier tube puts through the time then to be possible to change the heater power, achieves the attemperation the goal. Key words:Temperature control； Connection electric circuit； Siliconcontrolled rectifier II 目 錄 緒 論 ............................................................ 1 第一章 單片機溫度控制系統(tǒng)方案簡介 ............................... 2 第二章 單片機 ................................................... 3 單片機內部模塊 ............................................................................................. 3 MCS51 單片機內部結構 ...................................................................... 3 MCS51 輸入 /輸出端口的結構與功能 ................................................ 3 MCS— 51 單片機的引腳及其功能 ........................................................ 4 8031 系統(tǒng)擴展設計 .............................................................................. 5 單片機外總線結構 ......................................................................................... 5 芯片的擴展設計 ............................................................................................. 5 單片機溫控模塊 ............................................................................................. 7 第三章 系統(tǒng)硬件設計 ............................................. 8 系統(tǒng)總體設計 ................................................................................................. 8 8155 接口電路 ................................................................................................ 8 A/D 轉換電路 ............................................................................