郑州航空工业管理学院。
单片机原理与应用》
课程设计说明书。
2007 级电气工程及其自动化专业0706073 班级。
题目退火炉温度控制系统。
姓名学号 0706073
指导教师王义琴职称讲师。
二о 一o 年 12 月 21 日。
摘要：目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着cmos化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低**和外围电路内装化等几个方面发展。近年，由于chmos技术的进小，大大地促进了单片机的cmos化。
cmos芯片除了低功耗特性之外，还具有功耗的可控性，使单片机可以工作在功耗精细管理状态。这也是今后以80c51取代8051为标准mcu芯片的原因。因为单片机芯片多数是采用cmos（金属栅氧化物）半导体工艺生产。
cmos电路的特点是低功耗、高密度、低速度、低**。采用双极型半导体工艺的ttl电路速度快，但功耗和芯片面积较大。随着技术和工艺水平的提高，又出现了hmos（高密度、高速度mos）和chmos工艺。
chmos和hmos工艺的结合。目前生产的chmos电路已达到lsttl的速度，传输延迟时间小于2ns，它的综合优势已在于ttl电路。因而，在单片机领域cmos正在逐渐取代ttl电路。
关键词：热电偶 a/d转换器低温报警高温报警。
退火炉温度度控制系统的基本原理。
退火炉使用电热丝加热，温度范围为0~1275℃，炉内温度值经热电偶检测后，经变送器变成0~5v范围内的电压信号送a/d转换器转换成对应的数字量。数字量经数字滤波后送入cpu作为本次采样值。把测量到的温度值与设定值进行比较来决定是否启动电热丝加热，若低于600℃则启动电热丝加热，若高于900℃则停止加热以达到控制温度的目的。
我的创新点：在任务要求的完成的基础上，增加以下功能，如果温度低于600℃，则亮低温报警灯，响报警器，并启动加热电阻自动加温，直至达到设定的温度。加热过程中，若温度高于600℃则停止警报声，若温度达到设定值，灭低温报警灯，数码管显示加热后的温度值。
若温度高于900℃，响高温警报，亮高温报警灯，并且驱动电扇，令过高的温度降下。若温度值处在正常温度状态，其功能如上，不亮灯，不响警报，数码管显示当前的温度值。
基本要求：1、选用8088、适当的存储器、a/d转换器及其它接口芯片完成相应的功能。
2、每隔一秒钟对炉温连续采集三次经滤波后作为本次采样的有效值。
3、判断温度是否高于上限值900℃或低于下限值600℃，如超出该范围则分别用红、绿发光二极管和蜂鸣器报警。
4、把采集来的温度值转化成工程量在led显示器上显示。
5、画出详细的硬件连接图。
6、给出程序设计思路、画出各程序的流程图。
7、给出地址分配表。
8、给出所有程序清单并加上必要注释。
主要芯片介绍。
这次课程设计要用到的主要芯片是at89c51，另外需要模数转换器adc0808，以及一些零器件（具体见附录2——元件清单）。
at89c51芯片如下：
主要特性有：
1、与mcs-51 兼容。
k字节可编程闪烁存储器。
3、寿命：1000写/擦循环。
4、数据保留时间：10年。
5、全静态工作：0hz-24hz
6、**程序存储器锁定。
*8位内部ram
可编程i/o线。
9、两个16位定时器/计数器。
个中断源。11、可编程串行通道。
12、低功耗的闲置和掉电模式。
13、片内振荡器和时钟电路。
引脚功能有：
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，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。
p2口：p2口为一个内部上拉电阻的8位双向i/o口，p2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口管脚是8个带内部上拉电阻的双向i/o口，可接收输出4个ttl门电流。当p3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。
作为输入，由于外部下拉为低电平，p3口将输出电流（ill）这是由于上拉的缘故。
p3口也可作为at89c51的一些特殊功能口，如下表所示：
p3.0 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。当振荡器复位器件时，要保持rst脚两个机器周期的高电平时间。
ale/prog：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在flash编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。
在平时，ale端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：
每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ale脉冲。如想禁止ale的输出可在sfr8eh地址上置0。此时， ale只有在执行movx，movc指令是ale才起作用。
另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ale禁止，置位无效。
/psen：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/psen有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/psen信号将不出现。
/ea/vpp：当/ea保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000h-ffffh），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/ea将内部锁定为reset；当/ea端保持高电平时，此间内部程序存储器。
在flash编程期间，此引脚也用于施加12v编程电源（vpp）。
xtal1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
xtal2：来自反向振荡器的输出。
结构特点：8位cpu；
片内振荡器和时钟电路；
32根i/o线；
外部存贮器寻址范围rom、ram64k；
2个16位的定时器/计数器；
5个中断源，两个中断优先级；
全双工串行口；
布尔处理器；
adc0808如下：
adc0809是采样频率为8位的、以逐次逼近原理进行模—数转换的器件。其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行a/d转换。
主要特性有：
路8位a／d转换器，即分辨率8位。
2、具有转换起停控制端。
3、转换时间为100μs
4、单个＋5v电源供电。
5、模拟输入电压范围0～＋5v，不需零点和满刻度校准。
6、工作温度范围为-40～＋85摄氏度。
7、低功耗，约15mw。
引脚功能有：
in0～in7：8路模拟量输入端。
2-1～2-8：8位数字量输出端。
adda、addb、addc：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路。
ale：地址锁存允许信号，输入，高电平有效。
start： a／d转换启动脉冲输入端，输入一个正脉冲（至少100ns宽）使其启动（脉冲上升沿使0809复位，下降沿启动a/d转换）。
eoc： a／d转换结束信号，输出，当a／d转换结束时，此端输出一个高电平**换期间一直为低电平）。
oe：数据输出允许信号，输入，高电平有效。当a／d转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。
clk：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640khz。
ref（+）ref（-）基准电压。
vcc：电源，单一＋5v。
gnd：地。
其主要的工作过程是：首先输入3位地址，并使ale=1，将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。
start上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动 a／d转换，之后eoc输出信号变低，指示转换正在进行。直到a／d转换完成，eoc变为高电平，指示a／d转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。
当oe输入高电平时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。
数码显示管如下：
本次设计用四位数码管，各个发光二极管的阴极连在一起的称为共阴极显示器，发光的相应段必须接高电平。如果要显示数字“2”，只要a b g e d 段发光，而c f dp 段不发光即可。也就是说，只要在a b g e d 段加上高电平“1”，而c f dp 段加上低电平“0”，即可完成数字“2”的显示。
可见，只要改变加到各段阳极上的**，就可以显示不同的字符或数字，这样的**称为段码。如下表所示七段led显示器在共阴极连接时显示的数字与其对应的段码。
设计方案。这次设计的实现方案是，采用at89c51作为主芯片。用滑动变阻器的组织改变adc0808数模转换器in0的电压值，然后通过adc0808将0~5v范围内的电压信号进行a/d转换，转换成对应的数字量，然后送入主芯片的p1口。
主芯片的p0口接数码显示管，本实验只显示数字故用led，p2.0—p2.3口作为四个led的片选信号。
at89c51的其他一些管脚用于控制从芯片的一些控制信息。
其框图如下：
硬件设计。用protues7.4实现对这次课程设计的模拟**，其硬件电路的原理图如下：
工作原理：通过调解rv1的阻值大小，改变adc0808的in0口电压，然后得到其数字量，并连接到89c51的p1口。主芯片得知转换完成后，数据通过p0口将所得数据送入数码管显示，p2.
0至p2.3控制4个数码管的显示。
主芯片将得到的数据与上下限对比，若正常则只显示数据，数据稳定不闪烁，无任何报警现象。若大于上限则通过p3.7控制响警报，数据闪烁，此时程序中控制p3.
0置高温报警灯亮，并控制风扇转动。若小于下限，数据闪烁，此时p3.1置低温报警灯亮，响警报，p3.
2置加热电阻开始工作。温度有低温开始向上加，加到大于温度下限时，停止警报。加到预设值时，暗低温报警灯。
单片机课程设计
可变程序控制器是集微机技术 自动化技术 通讯技术于一体的通用工业控制装置。它可靠性强 性能 比高 使用方便，已在工业控制的各个领域里得到了极为广泛的应用，成为实现工业自动化的一种强有力的工具 1 plc的定义有许多种。国际电工委员会 iec 对plc的定义是 可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统...
单片机课程设计
目录。内容提要2 关键词2引言3 一 硬件电路设计3 一 电路板原理3 二 电路元器件3 二 软件设计3 一 秒钟设计方案3 二 时钟设计方案4 结语7单片机时钟设计。内容摘要 一 在实验板上用动态扫描显示00 59秒钟，具体要求如下 一 6m晶振 二 l9 l10显示00 59十进制数并循环，间隔...
单片机课程设计
1 选题背景。1.1 家庭智能防盗报警系统设计的背景及目的。随着经济的发展，人们对防盗 防劫 防火保安设备的需求量大大增加。针对偷盗 抢劫 火灾 煤气泄漏等事故进行检测和报警的系统，其需求也越来越高。家居智能是以家为平台，兼备建筑 自动化，智能化于一体的高效 舒适 安全 便利的家居环境。自动化的家居...