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基于单片机的多点温度检测系统的设计外文翻译单片机.doc
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基于单片机的多点温度检测系统的设计外文翻译单片机.doc
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基于单片机的多点温度检测系统的设计
一、引言
随着社会的发展和技术的进步,人们越来越注重温度检测与显示的重要性。温度检
测与状态显示技术与设备已经普遍应用于各行各业,市场上的产品层出不穷。温度检测
及显示也逐渐采用自动化控制技术来实现监控。本课题就是一个温度检测及状态显示的
监控系统。
二、系统方案
本系统采用 AT89C51 作为该系统的单片机。系统整体硬件电路包括,电源电路,传
感器电路,温度显示电路,上下限报警电路等。报警电路可以在被测温度不在上下限范
围内时,发出报警鸣叫声音。温度控制的基本原理为:当 DSl8B20 采集到温度信号后,将
温度信号送至 AT89C51 中处理,同时将温度送到 LCD 液晶屏显示,单片机根据初始化设
置的温度上下限进行判断处理,即如果温度大于所设的最高温度就启动风扇降温;如果温
度小于所设定的最低温度就启动报警装置。温度控制器的原理图
三、系统硬件设计
1.单片机 AT89C51 的介绍
AT89C51 是美国 ATMEL 公司生产的低电压,高性能 COMS8 位单片机,片内含 4Kbytes
的可反复擦写的只读程序存储器(PEROM)和 128bytes 的随机存取数据存储器(RAM),
器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准 MCS-51 指令系统,片
内置通用 8 位中央处理器(CPU)和 Flash 存储单元,功能强大 AT89C51 单片机可为您提
供许多高性价比的应用场合,可灵活应用于各种控制领域。
主要性能参数:
·与 MCS-51 产品指令系统完全兼容
·4K 字节可重擦写 Flash 闪速存储器
·1000 次擦写周期
·全静态操作:0Hz—24MHz
·三级加密程序存储器
·128×8 字节内部 RAM
·32 个可编程 I/O 口线
·2 个 16 位定时/计数器
·6 个中断源
·可编程串行 UART 通道
·低功耗空闲和掉电模式
功能特性概述:
AT89C51 提供以下标准功能:4K 字节 Flash 闪速存储器,128 字节内部 RAM,32 个 I/O
口线,两个 16 位定时/计数器,一个 5 向量两级中断结构,一个全双工串行通信口,片
内振荡器及时钟电路。同时,AT89C51 可降至 0Hz 的静态逻辑操作,并支持两种软件可选
的节电工作模式。空闲方式停止 CPU 的工作,但允许 RAM,定时/计数器。串行通信口及
中断系统继续工作。掉电方式保存 RAM 中的内容,但振荡器停止工作并禁止其它所有部
件工作直到下一个硬件复位。
引脚功能说明:
·V
CC
:电源电压
·GND:地
·P0 口:P0 口是一组 8 位漏极开路型双向 I/O 口,也即地址/数据总线复用口。作
为输出口用时,每位能吸收电流的方式驱动 8 个 TTL 逻辑门电路,对端口写“1”可作为
高阻抗输入端用。
在访问外部数据存储器或程序存储器时,这组口线分时转换地址(低 8 位)和数据
总线复用,在访问期间即或内部上拉电阻。
在 Flash 编程时,P0 口接收指令字节,而在程序校验时,输出指令字节,校验时,
要求外接上拉电阻。
·P1 口:P1 是一个带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口,P1 的输出缓冲级可驱动(吸
收或输出电流)4 个 TTL 逻辑门电路。对端口写“1”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高
电平,此时可作输入口。作输入口使用时,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信
号拉低时会输出一个电流(I
IL
)。
Flash 编程和程序校验期间,P1 接收低 8 位地址。
·P2 口:P2 是一个带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口,P2 的输出缓冲级可驱动
(吸收或输出电流)4 个 TTL 逻辑门电路。对端口写“1”,通过内部的上拉电阻把端口拉
到高电平,此时可作输入口。作输入口使用时,因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外
部信号拉低时会输出一个电流(I
IL
)。
在访问外部程序存储器或 16 位地址的外部数据存储器(例如执行 MOVX@DPTR 指令)
时,P2 口送出高 8 位地址数据。在访问 8 位地址的外部数据存储器(如执行 MOVX@RI 指
令)时,P2 口线上的内容在整个访问期间不改变。
Flash 编程或检验时,P2 亦接收高位地址和其它控制信号。
·P3 口:P3 口是一组带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口。P3 口输出缓冲级可驱动
(吸收或输出电流)4 个 TTL 逻辑门电路。对 P3 口写入“1”时,它们被内部上拉电阻拉
高并可作为输入端口。作输入端时,被外部拉低的 P3 口将用上拉电阻输出电流(I
IL
)。
P3 口还接收一些用于 Flash 闪速存储器编程和程序校验的控制信号。
·RET:复位输入。当振荡器工作时,RET 引脚出现两个机器周期以上高电平将使单
片机复位。
·ALE/
PROG
:当访问外部程序存储器或数据存储器时,ALE(地址锁存允许)输出
脉冲用于锁存地址的低 8 位字节。对 Flash 存储器编程期间,该引脚还用于输入编程脉
冲(
PROG
)。即使不访问外部存储器,ALE 仍以时钟振荡频率的 1/6 输出固定的正脉冲
信号,因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是:每当访问外部数据存储器
时将跳过一个 ALE 脉冲。
如有必要,可通过对特殊功能寄存器(SFR)区中的 8EH 单元的 D0 位置位,可禁止 ALE
操作。该位置位后,只有一条 MOVX 和 MOVC 指令 ALE 才会被激活。此外,该引脚会被微
弱拉高,单片机执行外部程序时,应设置 ALE 无效。
·
PSEN
:程序储存允许(
PSEN
)输出是外部程序存储器的读选通信号,当 AT89C51
由外部程序存储器取指令(或数据)时,每个机器周期两次
PSEN
有效,即输出两个脉
冲。在此期间,当访问外部数据存储器,这两次有效的
PSEN
信号不出现。
EA/VPP:外部访问允许。欲使 CPU 仅访问外部程序存储器(地址为 0000H—FFFFH),
EA 端必须保持低电平(接地)。需注意的是:如果加密位 LB1 被编程,复位时内部会锁存
EA 端状态。如 EA 端为高电平(接 VCC 端),CPU 则执行内部程序存储器中的指令。
Flash 存储器编程时,该引脚加上+12V 的编程允许电源 V
PP
,当然这必须是该器件是
使用 12V 编程电压 V
PP
。
XTAL1:振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端。
XTAL2:振荡器反相放大器的输出端。
Ready/
BUSY
:字节编程的进度可通过 RDY/
BSY
输出信号监测,编程期间,ALE 变
为高电平“H”后 P3.4(RDY/
BSY
)端电平被拉低,表示正在编程状态(忙状态)。编程
完成后,P3.4 变为高电平表示准备就绪状态。
时钟振荡器:
AT89C51 中有一个用于构成内部振荡器的高增益反相放大器,引脚 XTAL1 和 XTAL2 分
别是该放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体 或陶瓷谐
振器一起构成自激振荡器。
用户也可以采用外部时钟。这种情况下,外部时钟脉冲接到 XTAL1 端,即内部时钟
发生器的输入端,XTAL2 则悬空。
由于外部时钟信号是通过一个 2 分频触发器后作为内部时钟信号的,所以对外部时
钟信号的占空比没有特殊要求,但最小高电平持续时间和最大的低电平持续时间应符合
产品技术条件的要求。
空闲节电模式:
在空闲工作模式状态,CPU 保持睡眠状态而所有片内的外设仍保持激活状态,这种方
式由软件产生。此时,片内 RAM 和所有特殊功能寄存器的内容保持不变。空闲模式可由
任何允许的中断请求或硬件复位终止。
通过硬件复位也可将空闲工作模式终止。需要注意的是:当由硬件复位来终止空闲
工作模式时,CPU 通常是从激活空闲模式那条指令的下一条指令开始继续执行程序的,要
完成内部复位操作,硬件复位脉冲要保持两个机器周期有效,在这种情况下,内部禁止 CPU
访问片内 RAM,而允许访问其它端口。为了避免可能对端口产生意外写入,激活空闲模式
的那条指令后一条指令不应是一条对端口或外部存储器的写入指令。
掉电模式:
在掉电模式下,振荡器停止工作,进入掉电模式的指令是最后一条被执行的指令,
片内 RAM 和特殊功能寄存器的内容在终止掉电模式前被冻结。退出掉电模式的唯一方法
是硬件复位,复位后将重新定义全部特殊功能寄存器但不改变 RAM 中的内容,在 V
CC
恢
复到正常工作电平前,复位应无效,且必须保持一定时间以使振荡器重启动并稳定工作。
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