温度传感与温度过程控制本科论文.doc

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1、目录摘要关键字一、概述二、芯片介绍2.1AT89C51介绍2.2AD0809介绍2.374LS164介绍三、单片机的最小应用系统3.1单片机的时钟电路3.2复位电路和复位状态3.3总线结构3.489C51单片机的最小应用系统四、温度采集控制系统设计4.1温度传感器的分类和应用4.1.1模拟温度传感器4.1.2逻辑输出型温度传感器4.1.3数字式温度传感器4.2常用外围设备接口电路4.3LED数码管显示接口4.3.1LED数码管4.3.2LED数码管编码方式4.3.3LED数码管显示方式和典型应用电路4.4设计说明4.5流程图及源程序4.5.1流程图4.5.2源程序4.6电路图五、温度过程控

2、制系统设计5.1键盘接口5.1.1按键开关去抖动问题5.1.2查询式按键及其接口5.1.3矩阵式键盘及其接口5.1.4键盘扫描控制方式5.2控制说明5.3流程图及源程序5.3.1流程图5.3.2源程序5.4电路图小结165温度传感与温度过程控制设计摘要温度传感与温度过程控制是一个综合性系统。温度通过模拟温度传感器（热敏电阻）进行采样并转换为电压信号，经放大器放大后用ADC0809模数转换器进行A/D转换成数字量进入AT89C51单片机，从P3.0、P3.1口输出到八段数码管LED静态显示部分显示其温度。采用查询式键盘设定和改变初始值、比较设定值与输入温度值来控制加热，加热器为加热电阻。关键

3、字:单片机（AT89C51）、A/D转换器（ADC0809）、串入并出移位寄存器（74LS164）。概述温度控制系统是比较常见的和典型的过程系统，温度是工业生产过程中重要的被控参数之一，在冶金、机械、食品、化工等各类工业生产过程中广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉，对工件的处理温度等均需要对温度严格控制。当今计算机控制技术在这方面的应用，已使温度控制系统达到自动化、智能化，比过去单纯采用电子线路进行PID调节的控制效果要好的多。本设计是针对MCS—51型89C51系列单片机在检测和控制方面的应用，分析温度控制系统实际。在设计中，首先介绍了一下在设计中用到的一些重要芯片，如AT89C51

4、、ADC0809、74LS164等，使读者在阅读过程中，对各个芯片的具体功能更加清晰。在温度采集电路设计中，以大量的篇幅介绍了温度采集与数据变换过程、LED数码管显示接口，并将设计的流程图、源程序及电路图有序的列出，给人一种明了的感觉。在温度过程控制系统设计中，详细的介绍了控制要求及键盘接口有关知识，也将设计的流程图、源程序及电路图有序的列出，使整个设计清晰、完整。一、芯片介绍1AT89C51介绍图2-1AT89C51结构框图16589系列中，典型的单片机有AT89C51、AT89C2051，AT89S8252等。在这里，以这些单片机为典型作简要的介绍，包括它们的主要性能、结构框图以及引脚

5、功能的说明。AT89C51的结构框图如图2-1所示。AT89C51单片机还有一种低电压的型号，即AT89LV51，除了电压范围有区别之外，其余特性与AT89C51完全一致。AT89C51是一种低功耗/低电压、高性能的8位单片机。片内带有一个4KB的Flash可编程、可擦除只读存储器（EPROM）。它采用了CMOS工艺和ATMEL公司的高密度非易失性存储器（NURAM）技术，而且其输出引脚和指令系统都与MSC-51兼容。片内的Flash存储器允许在系统内改编程序或用常规的非易失性存储器编程器来编程。因此AT89C51/LV51是一种功能强、灵活性高，且价格合理的单片机，可方便地应用在各种控制

6、领域。1.1主要性能1.1.14KB可改编程序Ｆlash存储器（可经受1000次的写入／擦除）。1.1.2全静态工作：0Hz～24MHz。1.1.33级程序存储器保密。1.1.4128×8字节内部RAM。1.1.532条可编程I/O线。1.1.62个16位定时器/计数器。1.1.76个中断源。1.1.8可编程串行通道。1.1.9片内时钟振荡器。另外，AT89C51是用静态逻辑来设计的，其工作频率可下降到0Hz，并提供两种可用软件来选择的省电方式—空闲方式（IdleMode）和掉电方式（PowerDownMode）。在这空闲方式中，CPU停止工作，而RAM、定时器/计数器、串行口和中断系统都

7、继续工作。在掉电方式中，片内振荡器停止工作，由于时钟被“冻结”，使一切功能都暂停，故只保存片内RAM中的内容，直到下一次硬件复位为止。1.2引脚功能说明图2-2是AT89C51/LV51的引脚结构图，有双列直插封装（DIP）方式和方形封装方式。下面分别叙述这些引脚的功能。(1)主电源引脚Vcc：电源端。GND：接地端。(2)外接晶体引脚XTAL1和XTAL2XTAL1：接外部晶体的一个引脚。在单片机内部，它是构成片内振荡