基于单片机的温度控制仪本科毕业设计论文(编辑修改稿)

基于单片机的温度控制仪本科毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

页 3 系统的硬件设计 主控制单元设计 本设计温度控制 系统的主 控制单片机为 STC89C52，其特点如下： STC89C52 单片机的 简介 STC89 系列 单片机是宏晶科技 推出的新一代高速 /低功耗 /超强抗干扰的单片机，指令代码完全兼容传统 8051 单片机。 本设计选用的单片机型号为： STC89C52RC 40IPDIP40, 如图 31 为 STC89 系列 单片机 命名规则。 图 31 STC89 系列 单片机 命名规则 所选单片机型号 STC89C52RC 40IPDIP40 的特性如下：  工作电压 范围 ： ～ 5V  工作频率范围： 0～ 40MHz  程序 空间大小 为 ： 8K 字节  RAM 大小为： 512 字节 本科毕业设计论文 第 6 页 共 25 页  32 个通用 I/O 口 P1/P2/P3/P4  具有 EEPROM 功能  具有看门狗功能  3 个 16 位定时器 /计数器 ， 即定时器 T0、 T T2  工作温度范围： 40～ +85℃ （工业级）  40 个引脚的 PDIP 封装 STC89C52 单片机的 引脚介绍 如图 32 所示为 STC89C52 单片机的引脚图，其引脚介绍如下： 图 32 STC89C52 单片机引脚图  VCC（ 40引脚）：电源电压  VSS（ 20引脚）：接地  P0 端口（ ～ ， 39～ 32 引脚）： P0 口是一个漏极开路的 8 位双向 I/O口。 作为输出端口，每个引脚能驱动 8个 TTL负载，对端口 P0写入“ 1”时，可以作为高阻抗输入。 在访问外部程序和数据存储器时， P0 口也可以提供低8位地址和 8位数据的复用总线。 本科毕业设计论文 第 7 页 共 25 页  P1 端口（ ～ ， 1～ 8 引脚）： P1 口是一个带内部上拉电阻的 8 位双向I/O 口。 P1 的输出缓冲器可驱动（吸收或者输出电流方式） 4 个 TTL 输入。 对端口写入 1 时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可用作输入口。 此外， 和 还可以作为定时器 /计数器 2 的外部技术输入（ ）和定时器 /计数器 2的触发输入（ ），具体参见表 31： 引脚号 功能特性 T2（定时器 /计数器 2外部计数输入），时钟输出 T2EX（定时器 /计数器 2捕获 /重装触发和方向控制） 表 31 定时器计数器 功能特性  P2 端口（ ～ ， 21～ 28 引脚）： P2 口是一个带内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 端口。 P2的输出缓冲器可以驱动（吸收或输出电流方式） 4个 TTL 输入。 对端口写入 1 时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，这时可用作输入口。 在访问外部程序存储器和 16 位地址的外部数据存储器时， P2 送出高 8 位地址 ； 在访问 8位地址的外部数据存储器时， P2 口引脚上的内容就是专用寄存器（ SFR）区中的 P2寄存器的内容 ，在整个访问期间不会改变。  P3 端口（ ～ ， 10～ 17 引脚）： P3 是一个带内部上拉电阻的 8 位双向I/O 端口。 P3 的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式） 4 个 TTL 输入。 对端口写入 1 时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可用作输入口。 P3口除作为一般 I/O 口外，还有其他一些复用功能，如 表 32所示： 引脚号 复用功能 RXD（串行输入口） TXD（串行输出口） 𝐼NT0（外部中断 0） 𝐼NT1（外部中断 1） T0（定时器 0的外部输入） T1（定时器 1的外部输入） 𝑊R（外部数据存储器写选通） 𝑅D（外部数据存储器读选通） 表 32 P3口的复用功能  RST（ 9 引脚）：复位输入。 当输入连续两个机器周期以上高电平时为有效， 本科毕业设计论文 第 8 页 共 25 页 用来完成单片机 的复位初始化操作。  ALE/𝑃ROG（ 30 引脚）：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 作为外部定时器或时钟使用。  PSEN（ 29引脚）：外部程序存储器选通信号（ PSEN）是外部程序存储器选通信号。 当 单片机 从外部程序存储器执行外部代码时， PSEN在每个机器周期被激活两次，而访问外部数据存储器时， PSEN将不被激活。  EA/VPP（ 31 引脚）：访问外部程序存储器控制信号。 为使能从 0000H 到FFFFH的外部程序存储器读取指令， EA必须接 GND。  XTAL1（ 19引脚）：振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。  XTAL2（ 18引脚）：振荡器反相放大器的输入端。 STC89C52 单片机的 工作模式 STC89C52 单片机共有 3 种工作模式，在每种工作模式下，都有超低的功耗：  掉电模式：典型功耗 ， 可由外部中断唤醒，中断返回后继续执行原程序  空闲模式：典型功耗 2mA  正常工作模式：典型功耗 4mA～ 7mA 降低单片机对外部的电磁辐射 (EMI) EMI 在电子行业中是需要被考虑的一个重要的要素，通过 3 种设计方法可以降低单片机 STC89C52 对外部干扰：  禁止 ALE 时钟信号输出 : 使用汇编语言命令： MOV AUXR, 00000001B； ALEOFF 位置“ 1”，禁止 ALE 时钟输出。  外部时钟频率降一半 ： 如将 单片机在 ISP 烧录程序时设为双倍速（即 6T 模式，每个机器周期 6 时钟），则可将单片机外部时钟频率降低一半，有效的降低单片机时钟对外界的辐射  单片机内部时钟振荡器增益降低一半 ： 在 ISP 烧录程序时将 OSCDN 设为 1/2 gain可以有效的降低单片机时钟高频部分对外界的辐射。 本科毕业设计论文 第 9 页 共 25 页 3． 2 温度采集单元设计 本设计温度控制系统所采用的温度 传感器为 DS18B20， 该 传感器是美国 DSLLAS半导体公司推出的应用单总线技术的数字式温度传感器，其特点介绍如下： DS18B20 总体特性  单总线接口，单引脚通信特性  ROM 中存有独立的 64 位序列号  多支路功能使分散感温应用简化  无需外围器件支持  可用数据线供电；供电电压范围： ~13V  温度测量范围 :55℃ ~ +125℃  在 10℃ ~+85℃温度范围内的测量精度为177。 ℃  可读出 9 到 12 位数字信号  在 750ms 内将温度转换位 12 位数字信号  用户自定义的非易失性温度警报设置  警告 搜索命令识别和温度 超限器件寻址 （ 设定 温度 警告 ）  应用范围包括：控温系统，工业系统，消费类产品，温度计及热敏系统 DS18B20 的引脚说明 本设计选用的是 3 引脚 TO92 封装形式的 DS18B20，其引脚定义如 表 33： 表 33 DS18B20 的引脚定义 温度传感电路设计 数字传感器 DS18B20 采用 5V 外接供电，数据引脚 DQ 接单片机 ，并通过 电阻上拉，如 图 33 所示： 本科毕业设计论文。