[信息与通信]基于51单片机的工业温度控制系统.doc

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1、长江大学工程技术学院毕业设计(论文)题 目 名 称基于51单片机的工业温度控制系统题 目 类 型毕业设计系 部信息系专 业 班 级电信701学 生 姓 名王广指 导 教 师佘新平辅 导 教 师马江华时 间2010年11月15日至2011年6月15日目录长江大学工程技术学院毕业设计(论文)任务书I毕业设计（论文）开题报告II长江大学工程技术学院毕业设计(论文)指导教师审查意见III长江大学工程技术学院毕业设计(论文)评阅教师评语IV长江大学工程技术学院毕业设计(论文)答辩记录及成绩评定V中文摘要VI外文摘要VII前言VIII1绪 论1总述1国内外研究状况和发展趋势2温度检测的主要方法32总体设计

2、方案4方案一42.2 方案二4温度控制方框图53单片机AT89S52的结构和原理53.1 AT89S52单片机的结构53.2 AT89S52单片机主要特征63.3 AT89S52单片机管脚说明74 温度控制的硬件设备114.1 温度传感器的选择114.2 继电器195 系统硬件设计225.1 温度采集电路225.2 数码管温度显示电路235.3 单片机接口电路255.4 单片机电源275.5 温度控制电路286 温度控制的软件设计316.1 数码管动态显示316.2 DS18B20初始化316.3 系统流程图337 调试和总结347.1 仿真软件程序线路调试347.2 调试总结38参考文献39

3、致 谢40附录141附录49长江大学工程技术学院毕业设计(论文)任务书学院（系） 信息系 专业 电子信息工程 班级 60701 学生姓名 王广 指导教师/职称 佘新平/副教授 1. 毕业设计(论文)题目：基于51单片机的工业温度控制系统2. 毕业设计（论文）起止时间：2010年11月15日2011年6月15日3毕业设计(论文)所需资料及原始数据（指导教师选定部分）参考文献：1李朝青,单片机原理及接口技术(简明修订版)M. 北京:北京航空航天大学,19982李广弟.单片机基础M. 北京:北京航空航天大学出版社，19943金伟正.单线数字温度传感器的原理与应用J.电子技术与应用，20004J,20

4、055J.安徽机电学院学报,20026阎石.数字电子技术基础（第三版）M. 北京：高等教育出版社，19897马忠梅.单片机的C语言应用程序设计M.北京：北京航空航天大学出版社，1998 8李晓荃.单片机原理与应用M.北京：电子工业出版社，2000年8月9何立民.AVR单片机原理与接口技术M.北京:北京航空航天大学出版社，200210杨帮文.新型继电器实用手册M.北京:北京人民邮电出版社,200411何立民.单片机的语言应用程序设计M.北京:北京航空航天大学出版,1997自己查询中国知网.net 相关文献4毕业设计(论文)应完成的主要内容设计并制作一个温度自动控制系统，控制一封闭木盒内的温度（其

5、内空间为100mm100mm100mm）。5毕业设计(论文)的目标及具体要求（1）温度可调节范围为2840，最小设定分度为1。（2）具有温度显示功能。（3）当温度达到某一设定值并稳定后，盒内温度的波动控制在2以内。要求温度调控达到稳定状态时，必须给出声或光提示信号。（4）当设定的调节温差为10时, 要求达到稳定状态的调节时间小于等于3分钟，稳定状态下的温度波动在2以内。（5）当温度达到某一设定值并稳定后，盒内温度的波动控制在1.5以内。（6）当设定的调节温差为15时, 尽量减少达到稳定状态的调节时间，并要求超调量不超过3，稳定状态下的温度波动在1以内。完成时间：12周内完成6、完成毕业设计(论

6、文)所需的条件及上机时数要求微机一台（windows系统），计算机辅助设计工具：文字处理软件（word2003），计算机辅助电路设计软件（protel 99 se）；制作和调试所需的基本实验设备（必须配备电源、万用表、示波器、一套单片机开发系统、常用工具、常用分立元件和集成芯片等）。需要网上查阅资料（大约150机时），绘电路图及编程（大约800个机时）。还需要进行电路焊接与调试的设备任务书批准日期 2010 年 11 月 20 日 教研室(系)主任(签字) 任务书下达日期 2010 年 11 月 25 日 指导教师(签字) -II-完成任务日期 2011 年 6 月 15 日 学生（签名） 长

7、江大学工程技术学院毕业设计（论文）开题报告题 目 名 称基于51单片机的工业温度控制系统题 目 类 型毕业设计系 部信息系专 业 班 级电信701学 生 姓 名王广指 导 教 师佘新平辅 导 教 师马江华开题报告时间2010年12月28日基于51单片机的工业温度控制系统学生：王广，信息系指导老师：佘新平，长江大学电信学院一、题目来源生产实际二、研究目的和意义研究目的：温度是科学技术中最基本的物理量之一，物理、化学、生物等学科都离不开温度。在工业生产和实验研究中，温度常常是表征对象和过程状态的最重要的参数之一。比如，发电厂锅炉的温度必须控制在一定范围内；许多化学反应的工艺过程必须在适当的温度下才

8、能正常进行；炼油工程中，原油必须在不同的温度和压力条件下进行分馏才能得到汽油、柴油、煤油等产品。没有合适的温度环境，许多电子设备就不能正常工作，粮仓的储粮就会变质霉烂，酒类的品质就没有保障。因此，各行各业对温度控制的要求都越来越高。可见，温度的测量和控制是非常重要的。单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛，在很多的电子产品中也用到了温度检测和温度控制。随着温度控制器应用范围的日益广泛和多样，各种适用于不同场合的智能温度控制器应运而生。三、阅读的主要参考文献及资料名称1马忠梅.单片机的C语言应用程序设计M.北京：北京航空航天大学出版社，1998 2李晓荃.单片机原理与应用M.北京：电子工业出版社

9、，20003何立民.AVR单片机原理与接口技术M.北京:北京航空航天大学出版社，20024杨帮文.新型继电器实用手册M.北京:北京人民邮电出版社.20045何立民.单片机的语言应用程序设计M.北京:北京航空航天大学出版社，19976张开生.郭国法MCS-51单片机温度控制系统设计J微计算机信息20057张洵.刘理天半导体温度传感器研究进展综述J传感器与微机系统20068张建波.韩崧浅谈温度测量的发展现状J计测技术2001，129李新刚.于巍巍智能电加热温控系统的研制J机械工程师200510高国强.单片机在温度检测中的应用N天津职业院校联合学报200611M.北京：清华大学出版社，199912M

10、.武汉：武汉理工大学出版社，2002豆丁网： 四、国内外现状和发展趋势与研究的主攻方向在人类的生活环境中，温度扮演着极其重要的角色。温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关，因此温度控制是生产自动化的重要任务。比如温室、水池、发酵缸、电源等场所的温度控制。而以往温度控制是由人工完成的而且不够重视，其实在很多场所温度都需要监控以防止意外发生。对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制，所采用的加热方式，燃料，控制方案也有所不同。无论你生活在哪里，从事什么工作，无时无刻不在与温度打着交道。温度是工业对象中主要的被控参数之一，如冶金、机械、食品、化工各类工业生产中，

11、广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等，对工件的温度处理要求严格控制，单片机温度控制系统使温度控制指标得到了大幅度提高。温度控制无论是在工业生产过程中，还是在日常生活中都起着非常重要的作用。在水温控制系统中，过低的温度或过高的温度都会使水资源失去应有的作用，从而造成水资源的巨大浪费。特别是在当前全球水资源极度缺乏的情况下，更应该掌握好对水温的控制，把身边的水资源好好地利用起来。基于AT89S52单片机温度控制器的设计是实践教学的重要部分，国内外部分公司已研制出了少量的实训系统，但都存在共同的缺点：针对电类设计，模块化和程序的可移植性、可扩展性较差。而且因在设计中考虑到普遍性问题，所以成型产品

12、不利于应用型本科人才培养方案的实施。本系统采用模块化思想，从简单到复杂，从零件到整机的设计思路，将实际工业生产中电气控制部分、各种传感器和现代化生产中的温度控制、单片机技术充分展示于该系统中。提高了系统的可移植性、扩展性，利于现代测控、自动化、电气技术等专业实训要求。以单片机为核心设计的温度控制系统，可以同时采集多个数据，并根据实际要求进行相应的控制。那么无论是哪种控制，都希望水温控制系统能够有较高的精确度（起码在满足要求的范围内），从而实现了高精度的控制，解决身边的问题。五、主要研究内容、需重点研究的关键问题及解决思路本系统的电路主要有三部分组成：控制部分芯片采用单片机AT89S52；显示部

13、分采用两个数码管以动态扫描方式实现温度显示；温度采集部分采用DS18B20温度传感器。软件系统包括：主程序、温度采集程序、温度显示程序。包括：（1）温度可调节范围为2840，最小设定分度为1,具有温度显示功能。 （2）当温度达到某一设定值并稳定后，盒内温度的波动控制在2以内。要求温度调控达到稳定状态时，必须给出声或光提示信号。 （3）当设定的调节温差为10时, 要求达到稳定状态的调节时间小于等于3分钟，稳定状态下的温度波动在2以内。 （4）当温度达到某一设定值并稳定后，盒内温度的波动控制在以内。（5）当设定的调节温差为15时, 尽量减少达到稳定状态的调节时间，并要求超调量不超过3，稳定状态下的

14、温度波动在1以内。 （6）能用液晶记录并实时显示温度调节过程的曲线, 显示的误差绝对值小于2。重难点：1、DS18B20的驱动2、从DS18B20中获取当前环境温度3、七段数码管的扫描显示六、完成毕业设计(论文)所必须具备的工作条件（如工具书、计算机辅助设计、某类市场调研、实验设备和实验环境条件等）及解决的办法微机一台（windows系统），计算机辅助设计工具：文字处理软件（word2003），计算机辅助电路设计软件（protel 99 se）；制作和调试所需的基本实验设备（必须配备电源、万用表、示波器、一套单片机开发系统、常用工具、常用分立元件和集成芯片等）。需要网上查阅资料（大约150机时

15、），绘电路图及编程（大约800个机时）。还需要进行电路焊接与调试的设备。七、工作的主要阶段、进度与时间安排2010年11月15日2011年6月15日第一阶段：2010年15月26日- 2011年2月26日 选题、调研、收集资料、论证、开题第二阶段：2011年2月26日- 2011年4月26日 方案、电路、硬件、软件设计 第三阶段：2011年4月26日- 2011年5月26日 软硬件调试、写作初稿第四阶段：2011年5月26日- 2011年6月15日 修改、定稿、打印、答辩八、指导教师审查意见长江大学工程技术学院毕业设计(论文)指导教师审查意见学生姓名专业班级毕业设计(论文)题目指导教师职 称审

16、查日期审查参考内容：毕业设计(论文)的研究内容、研究方法及研究结果，难度及工作量，质量和水平，存在的主要问题与不足。学生的学习态度和组织纪律，学生掌握基础和专业知识的情况，解决实际问题的能力，毕业设计(论文)是否完成规定任务，达到了学士学位论文的水平，是否同意参加答辩。审查意见：指导教师签名： 评定成绩（百分制）：_分长江大学工程技术学院毕业设计(论文)评阅教师评语学生姓名专业班级毕业设计(论文)题目评阅教师职 称评阅日期评阅参考内容：毕业设计(论文)的研究内容、研究方法及研究结果，难度及工作量，质量和水平，存在的主要问题与不足。学生掌握基础和专业知识的情况，解决实际问题的能力，毕业设计(论文

17、)是否完成规定任务，达到了学士学位论文的水平，是否同意参加答辩。评语：评阅教师签名： 评定成绩（百分制）：_分长江大学工程技术学院毕业设计(论文)答辩记录及成绩评定学生姓名专业班级毕业设计(论文)题目答辩时间 年 月 日 时答辩地点一、答辩小组组成答辩小组组长：成 员：二、答辩记录摘要答辩小组提问（分条摘要列举）学生回答情况评判三、答辩小组对学生答辩成绩的评定（百分制）：_分 毕业设计(论文)最终成绩评定(依据指导教师评分、评阅教师评分、答辩小组评分和学校关于毕业设计(论文)评分的相关规定)等级(五级制)：_答辩小组组长(签名) ： 秘书(签名)： 年 月 日系答辩委员会主任(签名)： 系 (

18、盖章)基于51单片机的工业温度控制系统学生：王广，信息系指导老师：佘新平，长江大学电信学院 摘要随着科技的不断进步，在工业生产中温度是常用的被控参数，而采用单片机来对这些被控参数进行控制已成为当今的主流。本文介绍了数字温度测量及自动控制系统的设计。在工业生产过程中，人们需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。因为单片机具有低功耗、高性能、可靠性好、易于产品化等特点，因此采用单片机对温度进行控制不仅控制方便、简单和灵活，而且可以提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量。本温度设计采用现在流行的AT89S52单片机，配以DS18B20数字温度传感器，该温度传感器可

19、自行设置温度上下限。单片机将检测到的温度信号与输入的温度上、下限进行比较，由此作出判断是否启动继电器以开启设备。通过测试表明，本设计对温度的控制有方便、简单的特点，从而大幅提高了被控温度的技术指标。本设计还加入了常用的数码管显示及状态灯显示灯常用电路，使得整个设计更加完整，更加灵活。 关键词温度控制；AT89S52；DS18B20；模拟Based on Monolithic Integrated Circuits Temperature Control Systems DesignStudent:Wang Guang，Information DepartmentMentor:She Xinpi

20、ng，Yangtze university electronic information instituteAbstract As the technology advances in industrial production in the temperature is charged with common parameters, and the use of those charged with SCM to the parameters of control has become the mainstream. In this paper, digital temperature me

21、asurement and automatic control system design.In industrial production progress, people need to heating furnace, heat-treatment furnace and all kinds of response stove and boiler temperature measure and control. Adopt Single-Chip Microcomputer is it control convenient, simple, flexibility advantage

22、such as being heavy to have not merely to control to go on to temperature to come, and can raise by technical indicator not to accuse of temperature by a large margin, thus can big improvement quality and the quantity of products. The temperature was designed with the now popular AT89S52 SCM, and wi

23、th DS18B20 digital temperature sensor, The temperature sensor can set up their own temperature collars. SCM will detect that the temperature of the input signal and temperature, the lower comparisons this judgment whether to activate the relay to open the equipment. Passed the tests show that the de

24、sign of the temperature control is convenient and simple characteristics, thus greatly raising the temperature was charged with the technical indicators.The design also includes commonly used digital display and control state lights commonly used circuit, making the whole design more complete, more

25、flexible. Key word Temperature Control; AT89S52; DS18B20; Simulation前言温度控制系统广泛应用于社会生活的各个领域 ,如家电、汽车、材料、电力电子等 ,常用的控制电路根据应用场合和所要求的性能指标有所不同 , 在工业企业中,如何提高温度控制对象的运行性能一直以来都是控制人员和现场技术人员努力解决的问题。这类控制对象惯性大,滞后现象严重,存在很多不确定的因素,难以建立精确的数学模型,从而导致控制系统性能不佳,甚至出现控制不稳定、失控现象。传统的继电器调温电路简单实用 ,但由于继电器动作频繁 ,可能会因触点不良而影响正常工作。控制领

26、域还大量采用传统的PID控制方式,但PID控制对象的模型难以建立,并且当扰动因素不明确时,参数调整不便仍是普遍存在的问题。而采用数字温度传感器DS18B20，因其内部集成了A/D转换器，使得电路结构更加简单，而且减少了温度测量转换时的精度损失，使得测量温度更加精确。数字温度传感器DS18B20只用一个引脚即可与单片机进行通信，大大减少了接线的麻烦，使得单片机更加具有扩展性。由于DS18B20芯片的小型化，更加可以通过单跳数据线就可以和主电路连接，故可以把数字温度传感器DS18B20做成探头，探入到狭小的地方，增加了实用性。更能串接多个数字温度传感器DS18B20进行范围的温度检测1。基于51单

27、片机的工业温度控制系统1绪 论1.1总述在现代化的工业生产中电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。温度作为一个基本物理量，它是一个与人们的生活环境、生产活动密切相关的重要物理量。在现代化的工业生产过程中温度作为一种常用的主要被控参数，在很多生产过程中我们需要对温度参数进行检测。例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测。采用单片机来对温度进行控制，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。 因此

28、单片机对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的问题1。单片机系统的开发应用给现代工业测控领域带来了一次新的技术革命，自动化、智能化均离不开单片机的应用。将单片机控制方法运用到温度控制系统中，可以克服温度控制系统中存在的严重滞后现象，同时在提高采样频率的基础上可以很大程度的提高控制效果和控制精度。现代自动控制越来越朝着智能化发展，在很多自动控制系统中都用到了工控机，小型机、甚至是巨型机处理机等，当然这些处理机有一个很大的特点，那就是很高的运行速度，很大的内存，大量的数据存储器。但随之而来的是巨额的成本。在很多的小型系统中，处理机的成本占系统成本的比例高达20%，而对于这些小型的系统来说，配置

29、一个如此高速的处理机没有任何必要，因为这些小系统追求经济效益，而不是最在乎系统的快速性，所以用成本低廉的单片机控制小型的，而又不是很复杂，不需要大量复杂运算的系统中是非常适合的。本次设计采用MCS-51系列单片机与各种外围电路构成单片机温度自动检测和控制系统，实现对温度的实时检测和控制。通过本次设计掌握温度检测控制系统的硬件设计方法和软件编写方法。熟悉Protues软件的使用方法。通过课题的研究进一步巩固所学的知识，同时学习课程以外的相关知识，培养综合应用知识的能力。锻炼动手能力与实际工作能力，将所学的理论与实践结合起来。国内外研究状况和发展趋势随着国内外工业的日益发展，温度检测技术也有了不断

30、的进步。温度测量系统主要由两部分组成，一部分是传感器，它将温度信号转换为电信号。另一部分是电子装置，它主要完成对信号的接收、处理、对测点进行控制、温度显示等功能。对应于不同的温度段及测量精度要求，测温装置也不尽相同，从传感器方面看，己出现有各种金属材料、非金属材料、半导体材料制成的传感器，也有红外传感器。仪器本身也趋向小型化，多采用集成度较高的芯片或元件组成电路。对于测点较多，并具有报警、巡测、控制等多功能测温装置，一般采用单片机电路。目前的温度检测技术原理很多，大致包括以下几种:(1)物体热胀冷缩原理(2)热电效应(3)热阻效应(4)利热辐射原理2。传统的温度传感器(如,热电偶、铂电阻、双金

31、属开关等)虽然有着各自不可替代的优点,但由于自身因自热效应影响了测量精度,从而制约了它们在微型化高端电子产品中的应用。与之相比较,半导体温度传感器具有灵敏度高、体积小、功耗低、时间常数小、自热温升小、抗干扰能力强等诸多优点,无论是电压、电流还是频率输出,在相当大的温度范围内( - 55150 )都与温度成线性关系,适合在集成电路系统中应用。目前,半导体温度传感器工作的温度范围还限于- 50150 。未来主要的研究方向将是如何扩大它的温度适用范围,以及智能化、网络化等方面3。近年来，在温度检测技术领域中，多种新的检测原理与技术的开发应用己取得了具有实用性的重大进展。新一代温度检测元件正在不断出现

32、和完善化，主要包括以下几种。(1)晶体管温度检测元件(2)集成电路温度检测元件(3)核磁共振温度检测器(4)热噪声温度检测器(5)石英晶体温度检测器(6)光纤温度检测器(7)激光温度检测器。目前国内外的温度控制方式越来越趋向于智能化，温度测量首先是由温度传感器来实现的。测温仪器由温度传感器和信号处理两部分组成。温度测量的过程就是通过温度传感器将被测对象的温度值转换成电的或其它形式的信号,传递给信号处理电路进行信号处理转换成温度值显示出来。温度传感器随着温度变化而引起变化的物理参数有: 膨胀、电阻、电容、热电动势,磁性能、频率、光学特性及热噪声等等。随着生产的发展,新型温度传感器还会不断出现,目

33、前,国内外通用的温度传感器及测温仪大致有以下几种: 热膨胀式温度计、电阻温度计、热电偶、辐射式测温仪表、石英温度传感器测温仪4。温度检测的主要方法温度的测量方法多采用集成的半导体模拟温度传感器，传感器输出的电压或电流与温度在一定范围呈线性关系。通过放大，采样得到被测量。另一种温度测量方法是使用热电偶，其测量精度较高，但测试过程复杂，测量时间长，而且采用电桥测量的系统抗干扰能力较差，误差较大。随着集成电路技术的迅速发展，新型的数字化温度传感器其精度、稳定性、可靠性及抗干扰能力都优于模拟的温度传感器。数字温度传感器也越来越的到广泛的应用。 温度检测的方法根据敏感元件和被测介质接触与否，可以分为接触

34、式与非接触式两大类。接触式检测的方法主要包括基于物体受热体积膨胀性质的膨胀式温度检测仪表；基于热电效应的热电偶温度检测仪表。非接触式检测方法是利用物体的热辐射特性与温度之间的对应关系，对物体的温度进行检测，主要有亮度法、全辐射法和比色法等。接触式测温是使测温敏感元件与被测介质接触，当被测介质与感温元件达到热平衡时，感温元件与被测介质的温度相等。这类传感器结构简单、性能可靠、精度高、稳定性好、价格低、应用十分广泛，因此，本方案采用接触式测温法，选用相关类型的传感器5。由单片机组成的温度测控系统,通过在单片机外部添加各种接口电路，可构成单片机最小系统，用以实现对温度控制对象的温度的显示和控制。同时

35、也能根据实际情况实现多路巡回检测、数据处理、报警及记录,对各个参数以一定的周期进行检查和测量,检测的结果经计算机处理后再进行显示、打印和报警,以提醒操作人员注意或直接用于生产控制。2总体设计方案方案一测温电路的设计，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D转换电路，感温电路比较麻烦6。2.2 方案二考虑使用温度传感器，结合单片机电路设计，采用一只DS18B20温度传感器，直接读取被测温度值，之后进行转换，依次完成设计要求7。比较以上两种方案，很

36、容易看出，采用方案二，电路比较简单，软件设计容易实现，故实际设计中拟采用方案二。在这个系统中我们从性能及设计成本考虑,我们选择AT89S52芯片。AT89S52的广泛使用，使单片机的价格大大下降。目前，89S52的市场零售价已经低于8255、8279、8253、8250等专用接口芯片中的任何一种；而89S52的功能实际上远远超过以上芯片。因此，如把89S52作为接口芯片使用，在经济上是合算的。在温度传感器的选择上我们采用温度芯片DS18B20测量温度。该芯片的物理化学性很稳定，它能用做工业测温元件，且此元件线形较好。在0100摄氏度时，最大线形偏差小于1摄氏度。该芯片直接向单片机传输数字信号，

37、便于单片机处理及控制。本制作的最大特点之一就是直接采用温度芯片对温度进行测量，使数据传输和处理简单化。采用温度芯片DS18B20测量温度，体现了作品芯片化这个趋势。部分功能电路的集成，使总体电路更简洁，搭建电路和焊接电路时更快。而且，集成块的使用，有效地避免外界的干扰，提高测量电路的精确度。所以芯片的使用将成为电路发展的一种趋势。本方案应用这一温度芯片，也是顺应这一趋势。对于温度的调节系统，我们才用的只是简单的升温和降温方法，当温度低于我们设定的最低温度值时，则单片机系统则会通过一个高电平的脉冲电流直接送给继电器，使连接在继电器上的电阻丝通电产生热量来提高温度。如果当温度高于我们设定的最高温度

38、值时，则单片机会通过另一个口发出一个高电平的脉冲电流送个继电器，使连在继电器上的一个风扇启动，来降低温度。在次过程中，我们通过单片机将传感器所测量出来的温度通过数码管显示出来。这样就能只管的观察到即时的温度情况，以便更好的验证系统的性能。2.3温度控制方框图8。AT89S52单片机数据显示温度采集温度控制键盘3单片机AT89S52的结构和原理3.1 AT89S52单片机的结构AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系

39、统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 AT89S52具有以下标准功能： 8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下

40、一个中断或硬件复位为止。 图3.1 AT89S52引脚图9：有1个专用的键盘/显示接口；有1个全双工异步串行通信接口；有2个16位定时/计数器。这样，1个89S52，承担了3个专用接口芯片的工作；不仅使成本大大下降，而且优化了硬件结构和软件设计，给用户带来许多方便。89S52有40个引脚，有32个输入端口（I/O），有2个读写口线，可以反复插除。所以可以降低成本。 AT89S52单片机主要特征(1)兼容MCS-51指令系统(2)32个可编程I/O口线 (3)3个16位可编程定时/计数器(4)全双工UART串行中断口线(5)6个中断源(6)中断唤醒省电模式(7)看门狗（WDT）电路(8)灵活的I

41、SP字节和分页编程 (9)4k可反复擦写(1000次）ISP Flash ROM (10)(11)时钟频率0-33MHz (12)128x8bit内部RAM(13)低功耗空闲和省电模式(14)3级加密位(15)软件设置空闲和省电功能(16)双数据寄存器指针(17)全双工UART串行通道 AT89S52单片机管脚说明VCC：供电电压，GND：接地。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，

42、P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。 P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 引脚号第二功能P1.0 T2（定时器/计数器T2的外部计数输入），时钟输出P1.1 T2EX（定时器/计数器T2的捕捉/重载触发信号和方向控制）P1.5 MOSI（在系统编程用）P1.6 MISO（在系统编程用）P1.7 SCK（在系统编程用） P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P

43、2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3 口：P3 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p2 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P3 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此

44、时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。P3口亦作为AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下所示。在flash编程和校验时，P3口也接收一些控制信号。如下所示：引脚号第二功能10P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 /INT0（外部中断0）P3.3 /INT1（外部中断1）P3.4 T0（记时器0外部输入）P3.5 T1（记时器1外部输入）P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST: 复位输入。晶振工作时，RST脚持续2 个机器周期高电平将使单片机复位。看门狗计时完成后，RST 脚输出96 个晶振周期的高电平。特殊寄存器AUXR(地址8EH)上的DISRTO位可以使此功能无效。DISRTO默认状态下，复位高电平有效。ALE/PROG：地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低8 位地址的输出脉冲。在flash编程时，此引脚（PROG）也用作编程输入脉冲。在一般情况下，ALE 以晶振六分之一的固定频率输出脉冲，可用来作为外部定时器或时钟使用。然而，特别强调，在每次访问外部数据存储器时，ALE脉冲将会跳过。如果需要，通过将地址为8EH