【正文】 線數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 組成的溫度采集模塊，它通過溫度信號(hào)采集并經(jīng)溫度轉(zhuǎn)換后把信號(hào)輸入單片機(jī)，然后送 LED進(jìn)行顯示。然后是溫度控制模塊，升溫部分是通過光耦 MOC3021 控制可控硅 BTA16 的導(dǎo)通角來控制電熱爐功率加熱水箱內(nèi)部水單片機(jī)是 AT89S52。 單片機(jī)以其卓越地性能 ,得到了廣泛地應(yīng)用 ,以深入到各個(gè)領(lǐng)域。 小巧靈活、成本低、易于產(chǎn)品化。單片機(jī)芯片 本身是按工業(yè)測(cè)控環(huán)境要求設(shè)計(jì)的 ,能適應(yīng)各種惡劣的環(huán)境 ,這是其它機(jī)種無(wú)法比擬的；以擴(kuò)展 ,很容易構(gòu)成各種規(guī)模的應(yīng)用系統(tǒng) ,控制能力強(qiáng)。 AT89S52 主要性能參數(shù) ?? 與 MCS51單片機(jī)產(chǎn)品兼容 ?? 8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash存儲(chǔ)器 ?? 1000次擦寫周期 ?? 全靜態(tài)操作： 0Hz～ 33Hz ?? 三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器 ?? 32個(gè)可編程 I/O口線 ?? 三個(gè) 16位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 ?? 八個(gè)中斷源 ?? 全雙工 UART串行 通道 ?? 低功耗空閑和掉電模式 ?? 掉電后中斷可喚醒 ?? 看門狗定時(shí)器 ?? 雙數(shù)據(jù)指針 ?? 掉電標(biāo)識(shí)符 AT89S52 是一種低功耗，高性能 CMOS 微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash存儲(chǔ)器。片上 Flash 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。 AT89S52 可提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8K字 節(jié) Flash 閃存器， 256字節(jié)內(nèi)部 RAM，32個(gè) I/O 口線，看門狗定時(shí)器， 2個(gè)數(shù)據(jù)指針， 3個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6向量 2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路?？臻e方式停止 CPU 的工作，但允許 RAM，定時(shí) /計(jì)數(shù)器，串性通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。 AT89S52 方框圖 當(dāng)P1口的管腳第一次寫 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。在 FIASH 編程時(shí)， P0 口作為原碼輸入口，當(dāng) FIASH 進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)， P0輸出原碼，此時(shí) P0外部必須被拉高。 P1 口： P1 口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。在 FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)， P1 口作為第八位地址接收。 P2 口： P2 口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 口緩沖器可接收，輸出 4個(gè) TTL 門電流，當(dāng) P2 口被寫 “1” 時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在給出地址 “1” 時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí) ， P2 口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。 當(dāng) P3 口寫入 “1” 后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 P3 口也可作為一些特殊功能口，如下表所示： 引腳 第 2功能 RXD（串行 口 輸入 端 ） TXD（串行口輸出 端 ） INT0（外部中斷 0請(qǐng)求輸入端，低電平 有效 ） INT1（外部中斷 1請(qǐng)求輸入端，低電平有效 ） T0（ 定時(shí)器 /記時(shí)器 0 計(jì)數(shù)脈沖 輸入 端 ） T1（ 定時(shí)器 /記時(shí)器 1 計(jì)數(shù)脈沖 輸入 端） WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通 信號(hào)輸出端，低電平有效 ） RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通 信號(hào)輸出端，低電平有效 ） 表 P3口第 2功能表 當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出 電平用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。在平時(shí)， 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。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè) ALE 脈沖。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE才起作用。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài) ALE 禁止，置位無(wú)效。 PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的 PSEN 信號(hào)將不出現(xiàn)。 /EA/VPP：當(dāng) /EA 保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（ 0000HFFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。 XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 XTAL2：來自反向振蕩器的輸出。對(duì)于 89S52，如果 EA 接 VCC，程序讀寫先從內(nèi)部存儲(chǔ)器（地址為 0000H～ 1FFFH）開始，接著從外部尋址，尋址地址為： 2021H~FFFFH。高 128 字節(jié)與特殊功能寄存器重疊。當(dāng)一條指令訪問高于 7FH 的地址時(shí)，尋址方式?jīng)Q定 CPU 訪問高 128 字 RAM 還是特殊功能寄存器空間。 WDT是一種需要軟件控制的復(fù)位方式。 WDT 在默認(rèn)情況下無(wú)法工作；為了激活 WDT，用戶必須往 WDTRST 寄存器（地址： 0A6H）中依次寫入 01EH 和 0E1H。 WDT計(jì)時(shí)周期依賴于外部時(shí)鐘頻率。當(dāng)WDT溢出，它將驅(qū)動(dòng) RSR引腳一個(gè)高個(gè)電平輸出。當(dāng) WDT激活后，用戶必須向 WDTRST寫入 01EH和 0E1H喂狗來避免 WDT溢出。晶振正常工作、 WDT激活后，每一個(gè)機(jī)器周期 WDT 都會(huì)增加。 WDT 計(jì)數(shù)器不能讀或?qū)?。為了很好地使?WDT，應(yīng)該在一定時(shí)間內(nèi)周期性寫入那部分代碼，以避免 WDT復(fù)位 。在這種方式下，用戶不必喂狗。通過硬件復(fù)位退出掉電模式后，用戶就應(yīng)該給 WDT 喂狗，就如同通常 AT89S52 復(fù)位一樣。中斷應(yīng)持續(xù)拉低很長(zhǎng)一段時(shí)間，使得晶振穩(wěn)定。為 了防止 WDT 在中斷保持低電平的時(shí)候復(fù)位器件， WDT 直到中斷拉低后才開始工作。為了確保在離開掉電模式最初的幾個(gè)狀態(tài) WDT 不被溢出，最好在進(jìn)入掉電模式前就復(fù)位WDT。默認(rèn)狀態(tài)下，在待機(jī)模式下， WDIDLE＝ 0， WDT 繼續(xù)計(jì)數(shù)。 定時(shí)器 0 和定時(shí)器 1:定時(shí)器 0和定時(shí)器 1 與 AT89C21 和 AT89C52 一樣 . 定時(shí)器 2: 定時(shí)器 2是一個(gè) 16位定時(shí) /計(jì)數(shù)器，它既可以做定時(shí)器，又可以做事件計(jì)數(shù)器。定時(shí)器 2 有三種工作模式：捕捉方式、自動(dòng)重載（向下或向上計(jì)數(shù)）和波特率發(fā)生器。定時(shí)器 2 有 2 個(gè) 8位寄存器： TH2 和 TL2。由于一個(gè)機(jī)器周期由 12 個(gè)晶振周期構(gòu)成，因此，計(jì)數(shù)頻率就是晶振頻率的 1/12。定時(shí)器 2打開。 RCLK 串行口接收數(shù)據(jù)時(shí)鐘標(biāo)志位，若 RCLK=1，串行口將使用定時(shí)器 2溢出脈沖作為串行口工作方式 1和工作方式 3 的串口接收時(shí)鐘。當(dāng) EXEN2=1時(shí)，如果定時(shí)器 2 沒有作為串行時(shí)鐘， T2EX 的負(fù)跳變引起定時(shí)器 2捕捉和重載，若 EXEN2=0，定時(shí)器 2將視 T2EX為無(wú)效。 TR2 開始 /停止控制定時(shí)器 2，若 TR2=1，定時(shí)器 2開始工作 C/T2 定時(shí)器 2定時(shí) /計(jì)數(shù)選擇標(biāo)志位， C/T2=0開始計(jì)時(shí)， C/T2=1外部事件計(jì)數(shù)。定時(shí)器 2強(qiáng)制自動(dòng)重載。在這種方式下，每個(gè)機(jī)器周期的 S5P2 期間采樣外部輸入。在檢測(cè)到跳變的這個(gè)周期的 S3P1 期間，新的計(jì)數(shù)值出現(xiàn)在寄存器中。為了確保給定的電平在改變前采樣到一次，電平應(yīng)該至少在一 個(gè)完整的機(jī)器周期內(nèi)保持不變。每個(gè)中斷源都可以通過置位或清除特殊寄存器IE 中的相關(guān)中斷允許控制位分別使得中斷源有效或無(wú)效。如表 5所示， 位是不可用的。用戶軟件不應(yīng)給這些位寫 1。程序進(jìn) 入中斷服務(wù)后，這些標(biāo)志位都可以由硬件清 0。定時(shí)器 0 和定時(shí)器 1標(biāo)志位 TF0 和 TF1 在計(jì)數(shù)溢出的那個(gè)周期的 S5P2 被置位。然而，定時(shí)器 2 的標(biāo)志位 TF2 在計(jì)數(shù)溢出的那個(gè)周期的 S2P2 被置位，在同一個(gè)周期被電路捕捉下來。 EA=0，中斷總禁止： EA=1,各中斷由各自的控制位設(shè)定 預(yù)留 ET2 定時(shí)器 2中斷允許控制位 ES 串行口中斷允許控制位 ET1 定時(shí)器 1中斷允許控制位 EX1 外部中斷 1允許控制位 ET0 定時(shí)器 0中斷允許控制位 EX0 外部中斷 1允許控制位 表 35 中斷允許控制寄存器 溫度顯示模塊 采用三位共陽(yáng) LED 動(dòng)態(tài)顯示方式，三位共陽(yáng) LED 管腳如下圖？ ？所示： 對(duì)應(yīng)管腳說明如下表？ ？所示： LED K1 A F K2 K3 B E D DP C G 顯示方式： 此次設(shè)計(jì)中，我們要在同一時(shí)刻顯示不同的字符，從電路上看，這是辦不到的。這由調(diào)用延時(shí) 1ms 子程序 DELY 來實(shí)現(xiàn)。 在進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描顯示時(shí)，往往事先并不知道應(yīng)顯示什么內(nèi)容，這樣也就無(wú)從選擇 被顯示字符的顯示段碼。 十六進(jìn)制數(shù)及空白字符與 P 的顯示段碼如 下 表？ ？所示。 電路接線原理圖如下所示： 9012 9012 9012470R2470R3470R4470R5470R6470R1470R7K1f2g3e4d5K6c8DP7b9a10D?L E D 1K1f2g3e4d5K6c8DP7b9a10D?L E D 2K1f2g3e4d5K6c8DP7b9a10D?L E D 31KR81KR91KR 10P P P V C C 圖？ ？ 在圖？ ？中。段碼從 P0口輸出。 溫度控制模塊 字型 0 1 2 3 4 5 6 7 8 共陽(yáng)極段碼 字 型 共陽(yáng)極段碼 C0H F9H A4H B0H 99H 92H 82H F8H 80H 9 A B C D E F 空白 P 6FH 77H 7CH 39H 5EH 79H 71H 00H 73H 100K / 1WR?1N 4007T L P 5211KR?R?V C CP or tM O C 3021B T A 16熱得快10K / 5WR?360R?C?9013330R?R?V C CP 過零檢測(cè)部分由一個(gè)光耦隔離獲得同步信號(hào)；控制部分由光耦 MOC302可控硅BTA1電熱爐（熱得快）組成。 可控硅 BTA16 一種以硅單晶為基本材料的 P1N1P2N2 四層三端器件，創(chuàng)制于 1957 年，由于它特性類似于真空閘流管，所以國(guó)際上通稱為硅晶體閘流管，簡(jiǎn)稱可控硅 T。在性能上，可控硅不僅具有單向?qū)щ娦?，而且還具有比硅整流元件（俗稱“ 死硅 ” ）更為可貴的可控性?？煽毓枘芤院涟布?jí)電流控制大功率的機(jī)電設(shè)備，如果超過此頻率，因元件開關(guān)損耗顯著增加，允許通過的平均電流相降低，此時(shí)，標(biāo)稱電流應(yīng)降級(jí)使用?？煽毓璧娜觞c(diǎn)：靜態(tài)及動(dòng)態(tài)的過載能力較差；容易受干擾而誤導(dǎo)通。 不管可控硅的外形如何，它們的管芯都是由 P 型硅和 N 型硅組成的四層P1N1P2N2 結(jié)構(gòu)。它有三個(gè) PN 結(jié)（ J J J3），從 J1結(jié)構(gòu)的 P1層引出陽(yáng)極 A，從 N2 層引出陰級(jí) K，從 P2 層引出控制極 G，所以它是一種四層三端的半導(dǎo)體器件。 圖 421可控硅結(jié)構(gòu)示意圖和符號(hào)圖 可控硅是 P N P N2 四層三端結(jié)構(gòu)元件，共有三個(gè) PN結(jié)，分析原理時(shí)，可以把它看作由一個(gè) PNP 管和一個(gè) NPN 管所組成，其等效圖解如圖 422 所示 。此時(shí)，如果從控制極 G輸入一個(gè)正向觸發(fā)信號(hào)， BG2便有基流 ib2流過，經(jīng) BG2放大，其集電極電流 ic2=β2ib2 。此時(shí)，電流 ic2 再經(jīng) BG1 放大，于是 BG1 的集電極電流 ic1=β1ib1=β1β2ib2 。 由于 BG1 和 BG2 所構(gòu)成的正反饋?zhàn)饔茫砸坏┛煽?硅導(dǎo)通后，即使控制極 G的電流消失了，可控硅仍然能夠維持導(dǎo)通狀態(tài)，由于觸發(fā)信號(hào)只起觸發(fā)作用，沒有關(guān)斷功能，所以這種可控硅是不可關(guān)斷的。 表 42 可控硅開關(guān)特性表 狀 態(tài) 條 件 說 明 從關(guān)斷到導(dǎo)通 陽(yáng)極電位高于陰極電位 控制極有足夠的正向電流和電壓 兩者缺一不可 維持導(dǎo)通 陽(yáng) 極電位高于陰極電位 陽(yáng)極電流大于維持電流 兩者缺一不可 從導(dǎo)通到關(guān)斷 陽(yáng)極電位低于陰極電位 陽(yáng)極電流小于維持電流 任一條件都可 （ a） 反向特性 當(dāng)控制極開路，陽(yáng)極加上反向電壓時(shí)（見圖 423）， J2 結(jié)正偏，但 J J2結(jié)反偏。此時(shí)，可控硅會(huì)發(fā)生永久性反向 。 圖 424 陽(yáng)極加正向電壓 由于電壓升高到 J2結(jié)的雪崩擊穿電壓后， J2 結(jié)發(fā)生雪崩倍增效應(yīng)，在結(jié)區(qū)產(chǎn)生大量的電子和空穴，電子時(shí)入 N1區(qū)，空穴時(shí)入