單片機的車間溫控數據采集系統(tǒng)的設計》畢業(yè)綜合技能

1、畢業(yè)綜合技能實踐論文論文題目：基于單片機的車間溫控數據采集系統(tǒng)的設計學號：21123410 姓 名：楊永如 系 部：電氣工程系 專 業(yè) 名 稱：電氣系統(tǒng)自動化 指 導 教 師 ：王政老師 2013年12月27日包頭職業(yè)技術學院電氣工程系包頭職業(yè)技術學院電氣工程系畢業(yè)綜合實踐論文畢業(yè)設計任務書（格式同正文部分）前 言本論文目的在提供一套低成本、多通道的通用測控模塊系統(tǒng)。目前，采用系統(tǒng)集成技術和計算機控制技術構成各類控制系統(tǒng)已形成一種趨勢，通用測控模塊是系統(tǒng)集成的基礎部件。本課題根據目前各領域對測控系統(tǒng)的基本需求，研制了一套通用測控模塊系統(tǒng)，它的優(yōu)點是成本低，通道數多，即可聯(lián)網作為主機的接口模塊又

2、可獨立使用，且由于其良好的保護和抗干擾措施可適用于工業(yè)惡劣環(huán)境。本系統(tǒng)主要包括通用開關量輸入輸出模塊、通用脈沖量輸入輸出模塊、DS18S20溫控模塊、熱電偶溫控模塊及通用模擬量輸入模塊等的設計。每一模塊的主要特色如下：1 設計有較多的通道數，或可以方便地對通道進行擴展。盡可能使用戶選用某一種類的一塊板即可滿足對單臺設備相應量的控制，從而降低了系統(tǒng)構成的成本。2 每一模塊均自帶鍵盤和顯示，構成簡單的人機界面，方便用戶使用單個模塊的控制。3設有完善的保護、隔離、以及電源的兩次穩(wěn)壓和防反接措施，可滿足工作于惡劣的工業(yè)環(huán)境的要求。4輸入及輸出通道均有一定的信號調理能力和自驅能力，在多數控制場合下，可直

3、接實現服務端子。上述各模塊的外圍硬件電路的同時，還做了大量的軟件工作，包括編寫了各模塊的可供用戶選用下位機應用程序、主機與單片機的通信軟件、數據處理軟件各種控制算法軟件等。- 4 -目錄第一章 硬件概述- 1 -1 系統(tǒng)的組成及原理- 1 -1.1系統(tǒng)硬件- 1 -1.2報警電路- 1 -1.3按鍵電路- 2 -1.4溫度檢測電路- 2 -141技術性能描述- 2 -1.4.2優(yōu)點描述- 3 -1.5 A/D轉換系統(tǒng)- 4 -1.5.1 A/D轉換器的選取- 4 -1.5.2 ADC0809簡介- 4 -1.6 控制核心部分- 7 -1.7電爐控制電路- 11 -1.8溫度顯示電路- 11 -

4、第二章 其他芯片介紹- 12 -2.1 80C51的介紹- 12 -2.1.1簡介- 12 -2.1.2單片機引腳圖及引腳功能介紹- 13 -2.1.3 80C51內部結構- 15 -2.2 LED數碼顯示管的介紹- 16 -2.2.1 LED數碼顯示管引腳圖及引腳功能- 16 -2.3 74164的引腳圖及引腳功能- 21 -2.4 80C31的介紹- 22 -2.4.1 80C31簡介- 22 -2.4.2 芯片引腳圖及其引腳功能- 22 -2.5 AT89C51的介紹- 24 -2.5.1芯片簡介- 24 -2.5.2芯片引腳圖及其特性- 25 -2.6芯片的比較- 29 -第三章 匯編

5、語言程序設計- 30 -3.1原理圖- 31 -3.2 流程圖- 33 -3.3 編程- 35 -參考文獻- 40 -畢 業(yè) 設 計 總 結- 41 -致謝- 43 -第一章 硬件概述1 系統(tǒng)的組成及原理系統(tǒng)由六部分組成： 控制核心部分 溫度數據采集部分 電爐控制部分 溫度顯示部分 按鍵部分 報警提示部分1.1系統(tǒng)硬件80C51、8255A芯片、A/D0809、LED數碼管顯示、DS18S20溫度傳感器、743731.2報警電路報警電路采用蜂鳴器作為發(fā)聲裝置，當溫度高于設定的上限值或低于下限值，給蜂鳴器送周期為1s，占空比為50%的方波，報警的時間可以持續(xù)1分鐘或等待按鍵解除報警，這個由P1.

6、4控制實現。1.3按鍵電路采用2×2的小鍵盤組成與單片機80C51的接口電路。8255A的端口C為行掃描口，工作于輸出方式；端口B工作于輸入方式，用來讀取列值。1.4溫度檢測電路 溫度檢測電路采用智能傳感器DS18S20/。 141技術性能描述 獨特的單線接口方式，DS18S20在與微處理器連接時僅需要一條接口線即可實現微處理器與DS18B20的雙向通訊。測溫范圍-55+125，固有測溫分辨率0.5。支持多點組網功能，多個DS18S20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現多點測溫。工作電源：35V/DC在使用中不需要任何外圍元件，測量結果以912位數字量方式串行傳送圖1.1 DS18S20的

7、引腳排列1.4.2優(yōu)點描述DS18S20采用帶隙溫度測試結構，是DS1820的升級產品。DS18S20內部有3個主要部件：64位激光刻制的唯一ROM序列號、溫度傳感器以及非易失性溫度報警觸發(fā)器TH和TL。DS18S20通過1-Wire總線結構，僅需一個引腳即可實現數據的發(fā)送或接收。另外，用于DS10S20的供電電源可以從數據線本身獲得，無需外部電源。每個DS18S20在出場時都有唯一的一個ROM序列號，可以將多個DS18S20同時連在一根單總線上，從而實現多點分布溫度測試。DS18S20可以采用兩種供電方式，即外部供電方式和寄生電源供電方式。如果采用外部電源供電方式，如圖1.2所示。此時DS1

8、8S20可以外接3.3V或者5V的電源，而GND引腳必須接地。如果采用寄生電源供電方式，如圖1.3所示。此時，DS18S20的VDD引腳必須接地。另外為了得到足夠的工作電流，應給1-Wire線提供一個強上拉，一般可以使用一個場效應管將I/O線直接拉到電源上。DS18S20從1-Wire單總線上汲取能量，在信號線DQ處于高電平期間把能量儲存在內部電容里，在信號線DQ處于低電平期間電容上的電量工作，知道高電平到來再給DS18S20內部的寄生電源充電。圖1.2 DS18S20的外部供電圖1.3 DS18S20的寄生電源供電方式1.5 A/D轉換系統(tǒng)1.5.1 A/D轉換器的選取 A/D轉換器的種類很

9、多，安轉換原理可分為：逐次逼近式、雙積分式和V/F變換式，安信號傳輸形式可分為并行A/D和串行A/D。 逐次逼近式。 轉換精度高，速度較快，價格適中，是目前種類最多、應用最廣的A/D轉換器，典型的8位逐次逼近式A/D芯片有ADC0809。 雙積分式。 優(yōu)點：轉換精度高 缺點：轉換時間較長，一般需要4050ms，適用于轉換速度不快場合。典型芯片有MC14433和ICL7109。1.5.2 ADC0809簡介主要性能為： 分辨率為8位； 精度：ADC0809小于±1LSB(ADC0808小于±1/2LSB)； 單+5V供電，模擬輸入電壓范圍為0+5V； 具有鎖存控制的8路輸入模

10、擬開關； 可鎖存三態(tài)輸出，輸出與TTL電平兼容； 功耗為15mW； 不必進行零點和滿度調整； 轉換速度取決于芯片外接的時鐘頻率。時鐘頻率范圍：101280KHz。典型值為時鐘頻率640KHz,轉換時間約為100S。內部結構及引腳功能圖1.4 內部結構及引腳功能 IN0IN7，8路模擬量輸入端。 D7D0，8位數字量輸出端。ALE，地址鎖存允許信號輸入端。通常向此引腳輸入一個正脈沖時，可將三位地址選擇信號A、B、C鎖存于地址寄存器內并進行譯碼，選通相應的模擬輸入通道。START，啟動A/D轉換控制信號輸入端。一般向此引腳輸入一個正脈沖，上升沿復位內部逐次逼近寄存器，下降沿后開始A/D轉換。CLK

11、，時鐘信號輸入端。EOC，轉換結束信號輸出端。A/D轉換期間EOC為低電平，A/D轉換結束后EOC為高電平。OE，輸出允許控制端，控制輸出鎖存器的三態(tài)門。當OE為高電平時，轉換結果數據出現在D7D0引腳。當OE為低電平時，D7D0引腳對外呈高阻狀態(tài)。C、B、A，8路模擬開關的地址選通信號輸入端，3個輸入端的信號為000111時，接通IN0IN7對應通道。VR（+）、（）：分別為基準電源的正、負輸入端。1.6 控制核心部分（）控制芯片的選取（1） 控制芯片有8255A和8155A 8255A是一個可編程并行接口芯片，它主要作為外圍設備與微型計算機總線之間的I/O接口。由于8255A可以通過軟件來

12、設置芯片工作方式，因此，用8255A連接外部設備時，通常不需要再附加外部電路，給使用者帶來很大方便。 8155A是一種多功能可編程序外圍擴展芯片，它有3個可編程I/O端口（端口A、端口B、端口C），與8255A的區(qū)別在于PC口是6位，同時還有一個可編程14位定時器/計數器和256B的RAM，能方便的進行I/O口和RAM擴展。綜上所述，在本次設計中，選取芯片為8255A。（二）8255A簡介 8255A引腳定義表1.1 8225A引腳定義引腳名功能連接去向70DD數據總線（雙向）CPURESET復位輸入CPUCS片選信號譯碼電路RD讀信號CPUWR寫信號CPU10A，A端口地址CPU70PAPA

13、端口A外設70PBPB端口B外設70PCPC端口C外設VCC電源（+5V）/GND接地/8255A編程模型圖1.5 8255A編程模型 8255A為一可編程的通用接口芯片。它有三個數據端口A、B、C，每個端口為8位，并均可設成輸入和輸出方式，但各個端口仍有差異：端口A（PA0PA7）：8位數據輸出鎖存/緩沖器，8位數據輸入鎖存器；端口B(PB0PB7)：8位數據I/O鎖存/緩沖器，8位數據輸入緩沖器：端口C（PC0PC7）：8位輸出鎖存/緩沖器，8位輸入緩沖器（輸入時沒有鎖存）；在模式下這個端口又可以分成兩個4位的端口，它們可單獨用作為輸出控制和狀態(tài)輸入。端口A、B、C又可組成兩組端口（12位

14、）：A組和B組。在每組中，端口A和端口B用作為數據端口，端口C用作為控制和狀態(tài)聯(lián)絡線。8255A工作方式選擇8255A有三種基本工作方式：方式0：基本的輸入/輸出方式1：有聯(lián)絡信號的輸入/輸出；方式2：雙向傳送；A組可采用方式0方式2，而B組只能采用方式0和方式1，這由8255A的方式控制字控制。當向A1=1、A0=1的端口寄存器（即控制寄存器）發(fā)送D7=1的控制字時，其作用為方式控制字，各個位的含義如圖1.6所示圖1.6 8255A方式控制字 應該注意，當A1=1、A0=1的端口寄存器（即控制寄存器）發(fā)送D7=0的控制字時，其作用為置位控制字，各個位的含義如圖1.7所示圖1.7 8255A置

15、位控制字1.7電爐控制電路 電爐控制電路由P1.0、P1.1、P1.2分別控制1#、2#、3#電爐，控制電路相同。74LS03起隔離緩沖作用，MOC3011為光耦合器，防止電網中的干擾信號沖擊CPU。當P1.0輸出高電平時，雙向晶閘管導通，1#爐工作。1.8溫度顯示電路 溫度值采用LED數碼顯示，每1s刷新一次顯示值。為了不再擴展并行I/O口，本設計利用串行口的移位功能，擴展為3位靜態(tài)顯示電路。P1.3為輸出控制，當P1.3=1時，允許串行口輸出數據給移位寄存器；當P1.3=0時，串行口不能輸出數據，顯示內容不變。LED3顯示十位溫度值，LED2顯示個位溫度值，LED1顯示十分位溫度值，小數點

16、固定在LED2。第二章 其他芯片介紹2.1 80C51的介紹2.1.1簡介 雖然目前單片機的品種很多，但其中最具代表性的當屬Intel公司的MCS-51單片機系列。MCS-51以其典型的結構、完善的總線、SFR的集中管理模式、位操作系統(tǒng)和面向控制功能的豐富的指令系統(tǒng)，位單片機的發(fā)展奠定了良好的基礎。MCS-51系列的典型芯片是80C51（CHMOS型的8051）。為此，眾多的廠商都介入了以80C51為代表的8位單片機的發(fā)展，如Philips、Siemens（Infineon）、Dallas、ATMEL等公司，我們把這些公司生產的與80C51兼容的單片機統(tǒng)稱為80C51系列。特別是在近年來，80

17、C51系列又有了許多發(fā)展，推出了一些新產品，主要是改善單片機的控制功能，如內部集成了高速I/O口、ADC、PWM、WDT等，以及低電壓、微功耗、電磁兼容、串行擴展總線和控制網絡總線性能等。80C51系列單片機因其性能價格比較高、開發(fā)裝置多、國內技術人員熟悉、芯片功能夠用適用并可廣泛選擇等特點，在加上眾多芯片制造廠商加盟等因素，據筆者估計，80C51系列單片機可能還有10年以上的應用壽命。80C51共有4個8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32個引腳。P3口還具有口還具有第二功能，用于特殊信號輸入輸出和控制信號（屬控制總線）。從廣義上講，80C51內RAM（128B）和特殊功能寄存

18、器（128B）均屬于片內RAM空間，讀寫指令均用MOV指令。但為加以區(qū)別，內RAM通常指0OH7FH的低128B空間。80C51內RAM又可分成三個物理空間：工作寄存器區(qū)、位尋址區(qū)和數據緩沖區(qū)。80C51單片機的工作方式共分為四種：復位方式；程序執(zhí)行方式低功耗方式；片內ROM編程（包括效驗）方式2.1.2單片機引腳圖及引腳功能介紹圖2.1單片機引腳圖及引腳功能介紹a) 電源VCC-芯片電源，接+5V；VSS-接地端；b) 時鐘：XTAL1、XTAL2-晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。c) 控制線：控制線共有4根，ALE/PROG:地址鎖存允許/片內EPROM編程脈沖 ALE功能：用來鎖存PO口

19、送出的低8位地址 PROG功能：片內有EPROM的芯片，在EPROM編程期間，此引腳輸入編程脈沖。PSEN：外ROM讀選通信號。RST/VPD：復位/備用電源。 RST（Reset）功能：復位信號輸入端。 VPD功能：在Vcc掉電情況下，接備用電源。EA/Vpp：內外ROM選擇/片內EPROM編程電源。 EA功能：內外ROM選擇端。 Vpp功能：片內有EPROM的芯片，在EPROM編程期間，施加編程電源Vpp。d) I/O線80C51共有4個8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32個引腳。P3口還具有第二功能，用于特殊信號輸入輸出和控制信號（屬控制總線）。2.1.3 80C51內部

20、結構80C51單片機內部結構包含以下一些功能部件：一個8位CPU；一個片內振蕩器和時鐘電路；3KB ROM（80C51有4KB掩膜ROM，87C51有4KB EPROM，80C31片內無ROM）；128B內RAM；可尋址64KB的外ROM和外RAM控制電路；兩個16位定時/計時器；21個特殊功能寄存器；4個8位并行I/O口，共32條可編程I/O端線；一個可編程全雙工串行口；5個中斷源，可設置成2個優(yōu)先級。圖2.2 80C51單片機內部結構框圖 2.2 LED數碼顯示管的介紹2.2.1 LED數碼顯示管引腳圖及引腳功能LED數碼管實際上是由七個發(fā)光管組成8字形構成的，加上小數點就是8個。這些段分

21、別由字母a,b,c,d,e,f,g,dp來表示。當數碼管特定的段加上電壓后，這些特定的段就會發(fā)亮，以形成我們眼睛看到的 2個8數碼管字樣了。如：顯示一個“2”字，那么應當是a亮b亮g亮e亮d亮f不亮c不亮dp不亮。LED數碼管有一般亮和超亮等不同之分，也有0.5寸、1寸等不同的尺寸。小尺寸數碼管的顯示筆畫常用一個發(fā)光二極管組成，而大尺寸的數碼管由二個或多個發(fā)光二極管組成，一般情況下，單個發(fā)光二極管的管壓降為1.8V左右，電流不超過30mA。發(fā)光二極管的陽極連接到一起連接到電源正極的稱為共陽數碼管，發(fā)光二極管的陰極連接到一起連接到電源負極的稱為共陰數碼管。常用LED數碼管顯示的數字和字符是0、1

22、、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F。圖2.3 LED數碼管 led數碼管（LED Segment Displays）是由多個發(fā)光二極管封裝在一起組成“8”字型的器件，引線已在內部連接完成，只需引出它們的各個筆劃，公共電極。led數碼管常用段數一般為7段有的另加一個小數點，還有一種是類似于3位“+1”型。位數有半位，1，2，3，4，5，6，8，10位等等.，led數碼管根據LED的接法不同分為共陰和共陽兩類，了解LED的這些特性，對編程是很重要的，因為不同類型的數碼管，除了它們的硬件電路有差異外，編程方法也是不同的。圖2是共陰和共陽極數碼管的內部電路，它們的發(fā)光原理是一樣的

23、，只是它們的電源極性不同而已。顏色有紅，綠，藍，黃等幾種。led數碼管廣泛用于儀表，時鐘，車站，家電等場合。選用時要注意產品尺寸顏色，功耗，亮度，波長等。下面將介紹常用LED數碼管內部引腳圖片圖片2.4 LED數碼管內部引腳圖10引腳的LED數碼管 圖2.3 這是一個7段兩位帶小數點 10引腳的LED數碼管圖2.5 7段兩位小數點10引腳的LED數碼管LED數碼管引腳定義每一筆劃都是對應一個字母表示 DP是小數點. LED數碼管要正常顯示，就要用驅動電路來驅動數碼管的各個段碼，從而顯示出我們要的數位，因此根據LED數碼管的驅動方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動態(tài)式兩類。A、靜態(tài)顯示驅動：靜態(tài)驅動也

24、稱直流驅動。靜態(tài)驅動是指每個數碼管的每一個段碼都由一個單片機的I/O埠進行驅動，或者使用如BCD碼二-十進位*器*進行驅動。靜態(tài)驅動的優(yōu)點是編程簡單，顯示亮度高，缺點是占用I/O埠多，如驅動5個數碼管靜態(tài)顯示則需要5×8=40根I/O埠來驅動，要知道一個89S51單片機可用的I/O埠才32個呢。故實際應用時必須增加*驅動器進行驅動，增加了硬體電路的復雜性。B、動態(tài)顯示驅動：數碼管動態(tài)顯示介面是單片機中應用最為廣泛的一種顯示方式之一，動態(tài)驅動是將所有數碼管的8個顯示筆劃"a,b,c,d,e,f,g,dp "的同名端連在一起，另外為每個數碼管的公共極COM增加位元選通

25、控制電路，位元選通由各自獨立的I/O線控制，當單片機輸出字形碼時，所有數碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數碼管會顯示出字形，取決于單片機對位元選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數碼管的選通控制打開，該位元就顯示出字形，沒有選通的數碼管就不會亮。透過分時輪流控制各個LED數碼管的COM端，就使各個數碼管輪流受控顯示，這就是動態(tài)驅動。在輪流顯示過程中，每位元數碼管的點亮時間為12ms，由于人的視覺暫留現象及發(fā)光二極體的余輝效應，盡管實際上各位數碼管并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩(wěn)定的顯示資料，不會有閃爍感，動態(tài)顯示的效果和靜態(tài)顯示是一樣的，能夠節(jié)省大量

26、的I/O埠，而且功耗更低。 7段LED數碼管是利用7個LED（發(fā)光二極管）外加一個小數點的LED組合而成的顯示設備，可以顯示09等10個數字和小數點，使用非常廣泛。圖2.6 引腳定義這類數碼管可以分為共陽極與共陰極兩種，共陽極就是把所有LED的陽極連接到共同接點com，而每個LED的陰極分別為a、b、c、d、e、f、g及dp（小數點）；共陰極則是把所有LED的陰極連接到共同接點com，而每個LED的陽極分別為a、b、c、d、e、f、g及dp（小數點），如下圖所示。圖中的8個LED分別與上面那個圖中的ADP各段相對應，通過控制各個LED的亮滅來顯示數字。圖2.7 LED數碼管共陽極圖2.8 LE

27、D數碼管共陰極那么，實際的數碼管的引腳是怎樣排列的呢？對于單個數碼管來說，從它的正面看進去，左下角那個腳為1腳，以逆時針方向依次為110腳，左上角那個腳便是10腳了，上面兩個圖中的數字分別與這10個管腳一一對應。注意，3腳和8腳是連通的，這兩個都是公共腳。還有一種比較常用的是四位數碼管，內部的四個數碼管共用adp這8根數據線，為人們的使用提供了方便，因為里面有四個數碼管，所以它有四個公共端，加上adp，共有12個引腳，下面便是一個共陰的四位數碼管的內部結構圖（共陽的與之相反）。引腳排列依然是從左下角的那個腳（1腳）開始，以逆時針方向依次為112腳，下圖中的數字與之一一對應。圖2.9 共陰的四位

28、數碼管的內部結構圖2.3 74164的引腳圖及引腳功能74164是一種串行輸入、并行輸出的器件，時鐘高電平有效，沒有時鐘使能端，該器件用低電平復位圖2.10 74164的邏輯符號及引腳功能表其中QAO、QBO、QHO為在暫穩(wěn)態(tài)輸入條件建立之前QA、QB和QH相應的電平；QAN、QGN為在最近的時鐘上升沿轉換前QA或QG的電平，表示移一位。 移位寄存器應用很廣，可構成移位寄存器型計數器；屬虛脈沖發(fā)生器；串行累加器；可用作數據轉換，即把串行數據轉換位并行數據，或把并行數據轉換位串行數據等。2.4 80C31的介紹2.4.1 80C31簡介80C31是INTEL公司MCS-51系列單片機中最基本的產

29、品，它采用INTEL公司可靠的CHMOS技術制造的高性能8位單片機，屬于標準的MCS-51的HCMOS產品。它結合了HMOS的高速和高密技術及CHMOS的低功耗特征，標準MCS-51單片機的體系結構和指令系統(tǒng)。80C31內置中央處理單元、128字節(jié)內部數據儲存器RAM、32個雙向輸入/輸出（I/O）口、2個16位定時/計時器和5個兩級中斷結構，一個全雙工串行通信口，片內時鐘振蕩電路。但80C31片內并無程序儲存器，需外接ROM。此外，80C31還可以工作于低功耗模式，可通過兩種軟件選擇空閑和掉電模式。在空閑模式下凍結CPU而RAM定時器、串行口和中斷系統(tǒng)維持其功能。掉電模式下，保存RAM數據，

30、時鐘振蕩停止，同時停止芯片內其它功能。80C31有PDIP（40pin）和PLCC（44pin）兩種封裝形式。2.4.2 芯片引腳圖及其引腳功能8031芯片具有40根引腳，其引腳圖如圖2.11所示：圖2.11 80C31引腳圖40根引腳按其功能可分為四類：1. 電源線2根 Vcc：編程和正常操作時的電源電壓，接+5V。Vss：地電平。2. 晶振：2根XTAL1：振蕩器的反相放大器輸入。使用外部震蕩器是必須接地。XTAL2：振蕩器的反相放大器輸出和內部時鐘發(fā)生器的輸入。當使用外部振蕩器時用于輸入外部振蕩信號。3. I/O口共有p0、p1、p2、p3四個8位口，32根I/O線，其功能如下：1） P

31、0.0P0.7 （AD0AD7）是I/O端口O的引腳，端口O是一個8位漏極開路的雙向I/O端口。在存取外部存儲器時，該端口分時地用作低8位的地址線和8位雙向的數據端口。（在此時內部上拉電阻有效）2） P1.0P1.7端口1的引腳，是一個帶內部上拉電阻的8位雙向I/O通道，專供用戶使用。3） P2.0P2.7 （A8A15）端口2的引腳。端口2是一個帶內部上拉電阻的8位雙向I/O口，在訪問外部存儲器時，它輸出高8位地址A8A154） P3.0P3.7端口3的引腳。端口3是一個帶內部上拉電阻的8位雙向I/O端口，該口的每一位均可獨立地定義第一I/O口功能或第二I/O口功能。作為第一功能使用時，口的

32、結構與操作與P1口完全相同，第二功能如下示：口引腳 第二功能P3.0 RXD（串行輸入口）P3.1 TXD（串行輸出口）P3.2 （外部中斷）P3.3 （外部中斷）P3.4 T0（定時器0外部輸入）P3.5 T1（定時器1外部輸入）P3.6 （外部數據存儲器寫選通）P3.7 （外部數據存儲器讀選通）2.5 AT89C51的介紹2.5.1芯片簡介AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀儲存器（FPEROMFalshProgrammable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃爍

33、可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍儲存器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。2.5.2芯片引腳圖及其特性圖2.12 AT89C51引腳圖1主要特性：與MCS51兼容4k字節(jié)可編程閃爍儲存器壽命：1000寫/擦循環(huán)數據保留時間：10年全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz三級程序儲存器鎖定128*8位內部R

34、AM32可編程I/O線兩個16位定時器/計數器5個中斷源可編程串行通道低功耗的閑置和掉電模式片內振蕩器和時鐘電路3 管腳說明：VCC：供電電壓GND：接地P0口：P0口為一個8位漏級開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當P1口的管腳第一次寫1時，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數據儲存器，它可以被定義為數據/地址的第八位。在FIASH編程時，P0口作為原碼輸入口，當FIASH進行效驗時，P0輸出原碼，此時P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個內部提供上拉電阻的八位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉

35、為低電平時，將輸出電流，這是由于內部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗時，P1口八位地址接收。P2口：P2口為一個內部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個TTL門電流，當P2口被寫“1”時，其管腳被內部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內部上拉緣故。P2口當用于外部程序儲存器或16位地址外部數據儲存器進行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內部上拉優(yōu)勢，當對外部八位地址數據儲存器進行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。P3口：P3口管

36、腳是8個帶內部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，它們被內部上拉為高電平，并用作于上拉的緣故。 P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下所示： 口管腳 被選功能 P3.0 RXD（串行輸入口） P3.1 TXD（串行輸出口） P3.2 /INT0（外部中斷0） P3.3 /INT1（外部中斷1） P3.4 T0（即時器0外部輸入） P3.5T1（計時器1外部輸入） P3.6/WR（外部數據儲存器寫選通） P3.7/RD（外部數據儲存器讀選通） P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個

37、機器周期的高電平時間ALE/PROG：當訪問外部儲存器時，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時，ALE端以不變的頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對輸出的脈沖或用于定時目的。然而要注意的是：每當作用外部數據儲存器時，將跳過一個ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令時ALE才起作用。另外，該引腳被忽略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。/PSEN：外部程序儲存器的選通信號。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數

38、據存儲器時，這兩次有效的/PSEN信號將不在出現。/EA/VPP：當/EA保持低電平時，則在此期間外部程序存儲器（0000H-FFFFH），不管是否有內部程序存儲器。注意加密方式1時，/EA將內部鎖定為RESET；當/EA端保持高電平時，此間內部程序存儲器。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部時鐘工作電路的輸入。XTAL2：來自反向震動器的輸出。 2.6 8255A芯片的介紹Intel 8086/8088 系列的可編程外設接口電路（Programmable Peripheral Interface)簡稱 PPI，型號為8255（

39、改進型為8255A及8255A-5），具有24條輸入/輸出引腳、可編程的通用并行輸入/輸出接口電路。它是一片使用單一+5V電源的40腳雙列直插式大規(guī)模集成電路。8255A的通用性強，使用靈活，通過它CPU可直接與外設相連接。 2.6.1芯片引腳8255A的引腳及其功能如圖2.13所示;圖2.13 2.6.2 8255A的內部結構其內部結構如圖2.14所示圖 2.14 2.6.3 8255A與外部硬件相連時的狀態(tài)2.3.1 和外設相連的時的引腳狀態(tài)PA7PA0：A口數據信號線，雙向，三態(tài)引腳；PB7PB0：B口數據信號線，雙向，三態(tài)引腳；PC7PC0：C口數據信號線，雙向，三態(tài)引腳；工作狀態(tài)如圖

40、2.15所示：圖 2.15 2. 3.2 面向系統(tǒng)總線和CPU相連的狀態(tài)RESET：復位信號，高電平有效。當RESET信號來到時，所有內部寄存器都被清除，同時3個數據端口被自動置 為輸入端口。D7D0：它們是8255A的數據線，和系統(tǒng)總線相連，用來傳送數據和控制字。片選信號，低電平有效。即當端為低電平時，8255A被選中。只有當有效時，CPU才能對8255A進行讀 寫操作。：讀信號，低電平有效。當有效時，CPU可以從8255A中讀取數據。：寫信號，低電平有效。當有效時，CPU可以往8255A中寫入控制字或數據。A1、A0：端口選擇信號。8255A內部有3個數據端口（I/O端口）和1個控制端口，

41、共4個端口。通過地址線A0A1尋 址。規(guī)定當A1、A0為00時，選中A端口；為01時，選中B端口；為10時，選中C端口；為11時，選中控制口。2.3.3 電源和地Vcc ：5V電源如圖f 8255A與鍵盤連接時的狀態(tài)：GND：地線51單片機與8255A芯片組成鍵盤控制電路2.6.4芯片8155A的有關知識 是一種多功能可編程序外圍擴展芯片，它有三個可編程控制I/O（端口A,端口B,端口C）,與8255A的區(qū)別在于PC口是六位，同時還有一個可編程14位定時器/計數器256B的RAM.能方便的進行I/O口和RAM的擴展綜上所訴在本設計選用8255A. 第三章 匯編語言程序設計- 47 -3.1原理

42、圖3.2 流程圖 主程序定時器初始化串行口初始化中斷系統(tǒng)初始化顯示溫度溫度設定等待定時中斷定時中斷程序NIs定時到？鍵盤掃描溫度檢測溫度顯示溫度控制中斷返回報警及事故處理溫度超出范圍？ YNY3.3 編程 ORG 0000H； LJMP MAIN；ORG 000BH；LJMP LT0ORG 0100HMAIN：MOV TMOD， #01H； MOV TH0， #3CH MOV TL0，#0B0H SETB ET0 SETB EA SETB TRO MOV R7，#10 SJMP $ ORG 0200H；LT0： MOV TH0，#3CH； MOV TL0,，0B0H； DJNZ R7，TOR

43、MOV R7,，#10； LCALL TREF； LCALL TADC； LCALL DTSP； LCALL CONT； LCALL ALARM；TOR： REIT；TREF： MOV DPTR，#7FFFH； MOV A,，#92H； MOVX DPTR,，A；KEY： MOV DPTR,，#7FFDHKEYO： MOV A,，#0F0H； MOVX DPTR,，A； CPL A ANL A， #0F0H； MOV R1，A； JZ GRETKEY1： MOV DPTR，#7FFEH； MOV A，#0FH； MOVX DPTR,，A； CPL A； ANL A， #0FH； MOV R2，

44、A; JZ GRET； JBC F0， WATI； SETB F0； LCALL DY10MS； SJMP KEY0； MOV 50H,，A； MOVX A，DPTR；GRET:：RETTADC：MOV 50H， #00H； MOV B，#00H； MOV R6，#04H； MOV DPTR,，#7FF8H；TTO： MOVX DPTR， A； JB INT0，$； MOVX A， DPTR； ADD A，50H； MOV 50H，A； JNC TT1； INC B；TT1： DJNZ R6，TT0； CLR C； XCH A,，B； RRC A； XCH A， B； RRC A； CLR C

45、； XCH A,，B； RRC A； XCH A，B； RRC A； MOV 50H，A； RET;DISP： MOV SCON， #00H； CLR ES； SETB P1.3； MOV SBUF，30H； JNB TI，$； CLR TI； MOV SBUF，31H； JNB TI，$； CLR TI； MOV SBUF，32H； JNB TI，$； CLR TI； CLR P1.3； RET；CONT：MOV A 50H； CLR C SUBB A 51H CJNE A， #60，ALARM； JC LLT0； SUBB A， #04H； JNC LT1； RETLT1： JNB P1.

46、0，LT2； CLR P1.0 RETLT2： JNB P1.1，LT3； CLR P1.1 RETLT3： CLR P1.2 RET；LLT0： MOV A，51H； CLR C； SUBB A，50H； CJNE A，#04H，LLT1；LLT1： JNC LLT2； RETLLT2： JB P1.2，LLT3； SETB P1.2 RETLLT3： JB P1.1，LLT4； SETB P1.1 RETLLT4： SETB P1.0 RETALARM：JNB P1.4； CLR P2.6； LCALL DY1S； CLR P1.4； RET；DY10MS：MOV R8，#20；DLP1：

47、 MOV R9，#250；DLP2： DJNZ R9，DLP2； DJNZ R8，DLP1； RET；DY1S： MOV R3，#5；DYS0： MOV R4，#200；DYS1： MOV R5，#250；DYS2： DJNZ R5，DYS2； DJNZ R4，DYS1； DJNZ R3，DYS0； RET； END.附件：AD 轉換器：型號后綴引腳封裝位數/通道/THAD7574JN24DIP8/1/-AD7820KN20DIP8/1/-AD7821KN20DIP8/1/-電源（V）輸入信號范圍（V）采樣頻率（KHz)線性度（±Bits）內部電壓基準50VREF607/8/No50

48、VREF7001No50VREF10001No接口方式說明零售價（元）P8CMOS P兼容，位ADC88P8帶采樣保持ADC（替換MAX154）98P8帶采樣保持ADC（替換MX7821KN）108傳感器的價位：型號廠家封裝批號數量DS18S20DALLAS-10+2000日期價格備注2010-8-25報價：7.5-參考文獻1張志良.單片機原理與控制技術 北京機械出版社，20052魏立峰.單片機原理與應用技術 北京大學出版社，20063張毅剛.新編MCS-51單片機應用設計 哈爾濱工業(yè)大學出版社，20034江力.單片機原理與應用技術 清華大學出版社，20065來清民.傳感器與單片機接口及實例 北京航天航空大學出版社，20086王福瑞.單片機測控系統(tǒng)設計大全北京航空航天大學出版社，19987葉建波.EDA技術-Protel99se&EWB5.0北京交通大學出版社，2005畢 業(yè) 設 計 總 結隨著畢業(yè)日子的到來，畢業(yè)設計也接近了尾聲。經過幾周的奮戰(zhàn)我的畢業(yè)設計終于完成了