PAGEword文檔可自由復制編輯word文檔可自由復制編輯畢業設計（論文）題目：室內溫度控制報警器word文檔可自由復制編輯word文檔可自由復制編輯大學（華東）現代遠程教育畢業設計（論文）任務書發給學員1．設計(論文)題目：室內溫度控制報警器2．學生完成設計(論文)期限：年月日至年月日3．設計(論文)課題要求：軟件（protel99）的簡單介紹以及使用軟件進行控制器的設計，220v交流供電。當設定溫度值和實際溫度值偏差超過最小偏差時，系統工作，每1％的偏差要求控制器開啟1秒，對溫度進行調節，系統開啟時間為1－10秒，當系統開啟時間到達后，系統必須關閉5秒鐘才能進行下一次的控制動作。設定溫度范圍為：20—80攝氏度。可根據設定的溫度通過該溫度控制報警器的溫度進行控制，使系統工作在設定的溫度點，要求最小偏差〈2%．4．實驗（上機、調研）部分要求內容：熟練利用PROTEL99SE設計程序，并對程序進行調試。實驗結束后，要對實驗成果進行總結，分析，盡可能提高程序的正確率與可行性。對實驗的心得要多和輔導老師交流.5.文獻查閱要求：[1]張志良.單片機原理與控制技術.北京:機械工業出版社2004.12[2]嚴慰敏.數據結構.北京:清華大學出版社2004.01[3]王閔.計算機組成原理.北京:電子工業出版社2002.10[4]方敏.操作系統教程.北京:電子科技出版社2003.02[5]劉堅.數據與計算機通信.北京:高等教育出版社2000.106．發出日期：年月日7．學員完成日期：年月日指導教師簽名：學生簽名：word文檔可自由復制編輯摘要本設計采用直接數字控制（DDC）對加熱爐進行控制，使其溫度穩定在某一個值上。并且具有鍵盤輸入溫度給定值，LED數碼管顯示溫度值和溫度達到極限時提醒操作人員注意的功能。溫度是工業生產中常見的工藝參數之一，任何物理變化和化學反應過程都與溫度密切相關，因此溫度控制是生產自動化的重要任務。一.對于不同生產情況和工藝要求下的溫度控制，所采用的加熱方式，燃料，控制方二.溫度控制系統的組成框圖采用典型的反饋式溫度控制系統，組成部分見正文圖。其中數字控制器的功能由微型機算機實現。三.溫度控制系統結構圖及總述圖中由4~20mA變送器I，A/D轉換器構成輸入通道，用于采集爐內的溫度信號。其中，變送器選用XTR101，它將熱電偶信號（溫度信號）變為4~20mA電流輸出，再由高精密電流/電壓變換器RCV420將4~20mA電流信號變為0~5V標準電壓信號，以供A/D轉換用。轉換后的數字量與爐溫的給定值數字化后進行比較，即可得到實際爐溫和給定爐溫的偏差。爐溫的設定值由鍵盤輸入。由MC51構成的數字控制器按最小行運算，計算出所得。關鍵詞：PID控制器，A/D轉換器，D/A轉換器目錄摘要 i目錄 ii第1章前言 1第2章開發平臺及工具的選用 32.1PROTEL99SE簡介 32.2Protel99組成 42.3Protel99主要特色 52.4Protel99的主要特性如下： 5第3章KEIL8.02簡介 73.18051開發工具 73.2uVision2集成開發環境 73.2.1項目管理 73.2.2集成功能 83.3編輯器和調試器 83.3.1源代碼編輯器 83.3.2C51編譯器 93.3.3代碼優化 103.3.4RTX51實時核模塊 113.3.5RTX51實時核模塊 123.3.6測試程序 133.3.7C51V7版增強功能介紹 143.4在系統編程軟件SLISP簡介 14第4章系統總體設計 164.1元器件基本知識 164.1.1單片機AT89S51 164.1.2模數轉換器AD0809 214.1.3溫度傳感器AD590 244.1.4數碼管LED顯示器 244.2原理圖及功能 244.2.1原理圖（圖4.2.1-2） 244.2.2功能 24第5章軟件詳細設計 245.1流程圖 245.2源代碼 24第6章結論 24致謝 24參考文獻 24第1章前言控制算法是微機化控制軟件系統的一個重要組成部分，整個系統的控制功能主要由控制算法來實現。目前提出的控制算法有很多種。在生產過程自動的發展歷程中，PID控制是歷史最久、生命力最強的基本控制方式。它是最早發展起來的控制策略之一，由于其算法簡單、優越性好和可靠性高，實際運行經驗和理論分析都表明，PID控制能滿足相當多工業對象的控制要求，尤其適用于可建立精確模型的確定性控制系統。雖然隨著工業現代化的發展和其它各種先進技術的發展，自動化技術將會有更新的發展，但是，PID控制技術仍然不會過時，它還將在今后很長一段時間內占據主導地位。近十幾年來，單片機在生產過程控制、自動檢測、數據采集與處理、科技計算、商業管理和辦公室自動化等方面獲得了廣泛的應用。單片機具有體積小、重量輕、耗能省、價格低、可靠性高和通用靈活等優點，因此也廣泛應用于衛星定向、汽車火花控制、交通管理和微波爐等專用控制上。近幾年來，單片機的發展更為迅速，它已滲透到諸多學科和領域，以及人們生活的各個方面。由于單片機技術在各個領域正得到越來越廣泛的應用，世界上許多集成電路生廠家相繼推出了各種類型的單片機。在單片機家族的眾多成員中，MCS-51系列單片機以其優越的性能、成熟的技術及高可靠性和高性能價格比，迅速占領了工業測控和自動化工程應用的主要市場，成為國內單片機應用領域中的主流。目前可用于MCS-51系列單片機開發的硬件越來越多，與其配套的各類開發系統、各種軟件也日趨完善，因此，可以極方便的利用現有資源，開發出用于不同目的的各類應用系統第2章開發平臺及工具的選用2.1PROTEL99SE簡介隨著計算機業的發展，從80年代中期計算機應用進入各個領域。在這種背景下，87、88年由美國ACCEL

Technologies

Inc推出了第一個應用于電子線路設計軟件包——TANGO，這個軟件包開創了電子設計自動化（EDA）的先河。這個軟件包現在看來比較簡陋，但在當時給電子線路設計帶來了設計方法和方式的革命，人們紛紛開始用計算機來設計電子線路，直到今天在國內許多科研單位還在使用這個軟件包。

隨著電子業的飛速發展，TANGO日益顯示出其不適應時代發展需要的弱點。為了適應科學技術的發展，Protel

Technology公司以其強大的研發能力推出了Protel

For

Dos作為TANGO的升級版本，從此Protel這個名字在業內日益響亮。表2-1開發軟件和版本與功能軟件名稱版本功能PROTEL99SE繪制原理圖KEIL8.02原程序的編寫、調試以及燒寫文件的生成SLISP燒寫程序八十年代末，Windows系統開始日益流行，許多應用軟件也紛紛開始支持Windows操作系統。Protel也不例外，相繼推出了Protel

For

Windows1.0、Protel

For

Windows1.5等版本。這些版本的可視化功能給用戶設計電子線路帶來了很大的方便，設計者再也不用記一些繁瑣的命令，也讓用戶體會到資源共享的樂趣。九十年代中，Win95開始出現，Protel也緊跟潮流，推出了基于Win95的3.X版本。3.X版本的Protel加入了新穎的主從式結構，但在自動布線方面卻沒有什么出眾的表現。另外由于3.X版本的Protel是16位和32位的混合型軟件不太穩定。98年，Protel公司推出了給人全新感覺的Proel98。Protel98以其出眾的自動布線能力獲得了業內人士的一直好評。99年，Protel公司又推出了最新一代的電子線路設計系統——Protel99。在Protel99中加入了許多全新的特色2.2Protel99組成 1.原理圖設計系統原理圖設計系統是用于原理圖設計的AdvancedSchematic系統。這部分包括用于設計原理圖的原理圖編輯器Sch以及用于修改、生成零件的零件庫編輯器SchLib。2.印刷電路板設計系統印刷電路板設計系統是用于電路板設計的AdvancedPCB。這部分包括用于設計電路板的電路板編輯器PCB以及用于修改、生成零件封裝的零件封裝編輯器PCBLib3.信號模擬仿真系統信號模擬仿真系統是用于原理圖上進行信號模擬仿真的SPICE

3f5系統。4.可編程邏輯設計系統

Protel99內置編輯器可編程邏輯設計系統是基于CUPL的集成于原理圖設計系統的PLD設計系統。這部分包括用于顯示、編輯文本的文本編輯器Text和用于顯示、編輯電子表格的電子表格編輯器Spread。2.3Protel99主要特色Protel99是基于Win95/WinNT/Win98/Win2000的純32位電路設計制版系統。Protel99提供了一個集成的設計環境，包括了原理圖設計和PCB布線工具，集成的設計文檔管理，支持通過網絡進行工作組協同設計功能。2.4Protel99的主要特性如下：Protel99系統針對WindowsNT4/9X作了純32位代碼優化，使得Protel99設計系統運行穩定而且高效。SmartTool（智能工具）技術將所有的設計工具集成在單一的設計環境中。SmartDoc（智能文檔）技術將所有的設計數據文件儲存在單一的設計數據庫中，用設計管理器來統一管理。設計數據庫以.ddb為后綴方式，在設計管理器中統一管理。使用設計管理器統一管理的文檔是在Protel99中新提出來的，以前版本中沒有。SmartTeam（智能工作組）技術能讓多個設計者通過網絡安全地對同一設計進行單獨設計，再通過工作組管理功能將各個部分集成到設計管理器中。PCB自動布線規則條件的復合選項極大的方便了布線規則的設計。用在線規則檢查功能支持集成的規則驅動PCB布線。繼承的PCB自動布線系統最新的使用了人工智能技術，如人工神經網絡、模糊專家系統、模糊理論和模糊神經網絡等技術，即使對于很復雜的電路板其布線結果也能達到專家級的水平對印刷電路板設計時的自動布局采用兩種不同的布局方式，即ClusterPlacer（組群式）和基于統計方式（StatisticalPlacer）。在以前版本中只提供了基于統計方式的布局。Protel99新增加了自動布局規則設計功能，Placement標簽頁是在Protel99中新增加的，用來設置自動布局規則。增強的交互式布局和布線模式，包括“Push-and-shove”（推擠）。電路板信號完整性規則設計和檢查功能可以檢測出潛在的阻抗匹配、信號傳播延時和信號過載等問題。SignalIntegrity標簽頁也是在Protel99中新增加的，用來進行信號完整性的有關規則設計。零件封裝類生成器的引入改進了零件封裝的管理功能。廣泛的集成向導功能引導設計人員完成復雜的工作。原理圖到印刷電路板的更新功能加強了Sch和PCB之間的聯系。完全支持制版輸出和電路板數控加工代碼文件生成。可以通過ProtelLibraryDevelopmentCenter升級廣泛的器件庫。可以用標準或者用戶自定義模板來生成新的原理圖文件。集成的原理圖設計系統收集了超過60000元器件。通過完整的SPICE3f5仿真系統可以在原理圖中直接進行信號仿真。可以選擇超過60中工業標準計算機電路板布線模板或者用戶可以自己生成一個電路板模板Protel99開放的文檔功能使得用戶通過API調用方式進行三次開發。集成的（Macro）宏編程功能支持使用ClientBasic編程語言第3章KEIL8.02簡介3.18051開發工具KEILC51標準C編譯器為8051微控制器的軟件開發提供了C語言環境,同時保留了匯編代碼高效,快速的特點。C51編譯器的功能不斷增強，使你可以更加貼近CPU本身，及其它的衍生產品。C51已被完全集成到uVision2的集成開發環境中，這個集成開發環境包含：編譯器，匯編器，實時操作系統，項目管理器，調試器。uVision2IDE可為它們提供單一而靈活的開發環境。C51V7版本是目前最高效、靈活的8051開發平臺。它可以支持所有8051的衍生產品，也可以支持所有兼容的仿真器，同時支持其它第三方開發工具。因此，C51V7版本無疑是8051開發用戶的最佳選擇。3.2uVision2集成開發環境3.2.1項目管理工程(project)是由源文件、開發工具選項以及編程說明三部分組成的。一個單一的uVision2工程能夠產生一個或多個目標程序。產生目標程序的源文件構成“組”。開發工具選項可以對應目標，組或單個文件。Vision2包含一個器件數據庫(devicedatabase)，可以自動設置匯編器、編譯器、連接定位器及調試器選項，來滿足用戶充分利用特定微控制器的要求。此數據庫包含：片上存儲器和外圍設備的信息，擴展數據指針(extradatapointer)或者加速器(mathaccelerator)的特性。uVision2可以為片外存儲器產生必要的連接選項：確定起始地址和規模。3.2.2集成功能uVision2的強大功能有助于用戶按期完工。(1).集成源極瀏覽器利用符號數據庫使用戶可以快速瀏覽源文件。用詳細的符號信息來優化用戶變數存儲器。(2).文件尋找功能：在特定文件中執行全局文件搜索。(3).工具菜單：允許在V2集成開發環境下啟動用戶功能。(4).可配置SVCS接口：提供對版本控制系統的入口。(5).PC－LINT接口：對應用程序代碼進行深層語法分析。(6).Infineon的EasyCase接口：集成塊集代碼產生。(7).Infineon的DAVE功能：協助用戶的CPU和外部程序。DAVE工程可被直接輸入uVision23.3編輯器和調試器3.3.1源代碼編輯器uVision2編輯器包含了所有用戶熟悉的特性。彩色語法顯像和文件辯識都對C源代碼進行和優化。可以在編輯器內調試程序，它能提供一種自然的調試環境，使你更快速地檢查和修改程序。2.斷點uVision2允許用戶在編輯時設置程序斷點（甚至在源代碼未經編譯和匯編之前）。用戶啟動V2調試器之后，斷點即被激活。斷點可設置為條件表達式，變量或存儲器訪問，斷點被觸發后，調試器命令或調試功能即可執行。在屬性框(attributescolumn)中可以快速瀏覽斷點設置情況和源程序行的位置。代碼覆蓋率信息可以讓你區分程序中已執行和未執行的部分。3.調試函數語言uVision2中，你可以編寫或使用類似C的數語言進行調試。(1).內部函數：如printf,memset,rand及其它功能的函數。(2).信號函數：模擬產生CPU的模擬信號和脈沖信號(simulateanaloganddigitalinputstoCPU)。(3).用戶函數：擴展指令范圍，合并重復動作。4.變量和存儲器用戶可以在編輯器中選中變呈來觀察其取值。雙層窗口顯示，可進行以下調整：(1).當前函數的局部變量(2).用戶在兩個不同watch窗口頁面上的自定義變量(3).堆棧調用(callstack)頁面上的調用記錄（樹）(calltree)(4).不同格式的四個存儲區3.3.2C51編譯器KEILC51編譯器在遵循ANSI標準的同時，為8051微控制器系列特別設計。語言上的擴展能讓用戶使用應用中的所有資源。1.存儲器和特殊功能寄存器的存取C51編譯器可以實現對8051系列所有資源的操作。SFR的存取由sfr和sbit兩個關鍵字來提供。變量可旋轉到任一個地址空間。用關鍵字－at－還能把變量放入固定的存儲器．存儲模式（大，中，小）決定了變量的存儲類型。連接定位器支持的代碼區可達32個，這就允許用戶在原有64KROM的8015基礎上擴展程序。在V2的編譯器和許多高性能仿真器中，可以支持應用程序的調試。2.中斷功能C51允許用戶使用C語言編寫中斷服務程序，快速進、出代碼和寄存器區的轉換功能使C語言中斷功能更加高效。可再入功能是用關鍵字來定義的多任務中斷或非中斷的代碼要求必須具備可再入功能。3.靈活的指針C51提供了靈活高效的指針。通用指針用3個字節來存儲存儲器類型及目標地址，可以在8051的任意存儲區內存取任何變量。特殊指針在聲明的同時已指定了存儲器類型，指向某一特定的存儲區域。由于地址的存儲只需1－2字節，因此，指針存取非常迅速。3.3.3代碼優化1.通用代碼優化(1).常量重疊(constantfolding)(2).通用子表達式刪除(commonsubexpressionelimination)7.循環(looprotation)(3).長度縮減速(reduction)8.死碼刪除(deadcodeelimination)(4).控制流優化(controlflowoptimization)9.通用TailMerging(5).寄存器變量使用(registervariableusage)10.通用子程序塊打包(blocksubroutinepacking)(6).寄存器間參數傳遞(parameterpassinginregister)2.8051特殊優化(1).孔頸優化(peepholeoptimization)4.數字覆蓋(overlaying)(2).跳轉－分支優化(switch-caseoptimization)5.擴展入口優化(extendedaccessoptimization)(3).中斷函數優化(interruptfunctionoptimization)3.寄存器優化C51為函數參數和局域變量分配了9個CPU寄存器。寄存器間最多可傳遞三個參數。P全局寄存器優化可刪除不必要代碼，優化CPU寄存器設備。4.C語言實時庫C51實時庫含100多種功能，其中大多數是可再入的。庫支持所有的ANSIC的程序，與嵌入式應用程序的限制相符。固有程序為硬件提供特殊指令，如：nop,testbit,rol,ror。5.A51宏匯編A51宏匯編支持標準宏和MPL宏。要實現快速產生匯編程序SHELL，就直接使用C51編譯器的SRC。在新的A51V7版本中，允許用戶C包含的頭文件來定義常量和SFR。如今，一個單一頭文件可被應用到X程序和匯編程序中。3.3.4RTX51實時核模塊RTX51多任務實時內核可以簡化那些過程復雜，時間緊迫的軟件項目。RTX51是無版稅的，完全集成到KeilC51工具鏈上，支持C語言和匯編語言程序，也完全支持代碼區的應用程序。RTX51完全支持：標準任務（用一個共享寄存器區）快速任務（用一個專用寄存器區）CAN郵箱（為內部任務通信）存儲池(memorypools)RTX51Tiny是簡化后的內核，適于單片機系統。RTX51和RTX51Tiny都可使用戶創建和撤消任務，發送和接收信號，也可執行其它操作系統管理。1.上下文切換（任務切換）(１).輪詢方式：(round-robin)每個任務在一個規定的時間段內運行，當一個任務的時間段結束時，另一個任務隨之開始。(2).搶占方式(preemptive)：優先級最高的任務最先執行，直到被一個具有更高優先級的任務打斷，或是為等待某個事件而主動放棄控制權。2.事件與中斷RTX51支持下列事件(1).Timeouts:延遲到特定定時點(2).Intervals:延遲一段時間間隔(3).Signals:協調內部任務操作(4).Messages:在任務間互傳信息(5).Interrupts:處理硬件中斷(6).Semaphores:共享有限資源RTX51同時支持中斷功能，可以向任務中發送或從任務中接收信號和信息。3.3.5RTX51實時核模塊RTX51多任務實時內核可以簡化那些過程復雜，時間緊迫的軟件項目。RTX51是無版稅的，完全集成到KeilC51工具鏈上，支持C語言和匯編語言程序，也完全支持代碼區的應用程序。RTX51完全支持：標準任務（用一個共享寄存器區）快速任務（用一個專用寄存器區）CAN郵箱（為內部任務通信）存儲池(memorypools)RTX51Tiny是簡化后的內核，適于單片機系統。RTX51和RTX51Tiny都可使用戶創建和撤消任務，發送和接收信號，也可執行其它操作系統管理。1.上下文切換（任務切換）(１).輪詢方式：(round-robin)每個任務在一個規定的時間段內運行，當一個任務的時間段結束時，另一個任務隨之開始。(2).搶占方式(preemptive)：優先級最高的任務最先執行，直到被一個具有更高優先級的任務打斷，或是為等待某個事件而主動放棄控制權。2.事件與中斷RTX51支持下列事件(1).Timeouts:延遲到特定定時點(2).Intervals:延遲一段時間間隔(3).Signals:協調內部任務操作(4).Messages:在任務間互傳信息(5).Interrupts:處理硬件中斷(6).Semaphores:共享有限資源RTX51同時支持中斷功能，可以向任務中發送或從任務中接收信號和信息。3.3.6測試程序uVision2調試器具備所有常規源極調試，符號調試特性以及歷史跟蹤，代碼覆蓋，復雜斷點等功能．DDE界面和shift語言支持自動程序測試．1.CPU和外設模擬裝置uVision2為8051及衍生產品提供了高速ＣＰＵ模擬功能和片上擴展口．在對話框內可直接觀察和修改Ｉ／Ｏ值，也可以用預裝的C-LIKE宏指令書寫符號函數來提供動態輸入。2.目標監控器uVision2含一個可配置的監控器，可測試目標器件上的軟件體。監控器用uVision2的調試器直接工作，可支持代碼區。它要求目標系統具備6字節堆棧空間，6KB的代碼ＲＯＭ和256字節XdataRAM。c.MCB517/251啟動工具包在開始一項8051工程時，MCB啟動工具會對你有很大幫助。每一個啟動工具包括一套2K字節的開發工具和許多可快速運行的舉例程序。用戶可在檢測8051性能的同時，查看開發工具的可行性。MCB517AC板含高性能InfineonC517A單片機，它提供標準8052外圍設備和A/D轉換器，PWM，搜索／比較，8位數據指針，一個高速運算單元。同時包含對81C90CAN控制器和代碼區的支持。3.3.7C51V7版增強功能介紹C51V7版提供了很多新的和增強的功能，使開發8051嵌入式應用比以前更加簡單。C51V7版新功能包括：新版編譯器和連接器更加優化，可以縮短程序的大小；能完全模擬支持的器件更多，如Philips80C51MX,Dallas80C390和AnalogDevicesMicroConverters；新的ISD51系統內調試器，允許在不變的目標硬件上調試程序；可更好地支持Philips51MX的24位地址；RTX51Tiny增加了新功能，它比以前更小，但提供的功能更多。若您需要更多的信息，敬請訪問。3.4在系統編程軟件SLISP簡介SLISP是由廣州天河雙龍電子有限公司開發的MCU在系統編程軟件。支持的下載線有兩種：雙龍電子的串行通信下載線SL-AVRL和并行通信下載線AVR-ISP。支持的器件為ATMEL公司的AT89S系列（包含AT89S51/52）和AVR系列。支持的文件格式：INTEL格式的HEX文件、EEP文件，二進制BIN文件。支持緩沖區數據修改和保存，緩沖區中的數據可以保存為二進制BIN文件，INTEL格式的HEX或EEP文件。當用戶保存單獨的EEPROM數據文件時，應當選擇EEP文件。緩沖區中的數據還可以保存為C程序中的char或unsignedchar類型數組文件，以方便程序開發者處理某些特殊應用。軟件通過串口和下載線相連接，支持USB轉換成的串口通信，適合一些使用沒有串口的NOTEBOOK的用戶。下載線默認的波特率為19200，用戶可以向雙龍公司訂購波特率較高的下載線，以提高在系統編程的速度。增加了項目管理，在項目文件中可以保存您設置的所有的編程參數，如熔絲設置、FLASH和EEPROM中的數據、以及RC校準、序列號設置等一些參數。緩沖區數據編輯窗口中可以顯示校驗和。在使用并行下載線編程時，編程速度是可以調節的，分TURBO、FAST、NORMAL和SLOW四檔，請根據自己系統的時鐘頻率進行選擇。一般情況下可以參照表3.4-1進行選擇表3-2SLISP下的模式與時鐘對照表模式時鐘TURBO沒有延時FAST大約100KHZNORMAL大約50KHZSLOW大約5KHZ，適于32.768KHZ超低頻系統TURBOSLOW大約1KHZ，支持16KHZ以下的時鐘頻率注意：1、部分PC機可能不支持TURBO模式，建議選擇FAST以下的模式。2、選擇TURBO模式可以獲得最快的編程速度，但對系統的要求會高，如果出現進入不了編程模式或校驗出錯，請降低編程速度。第4章系統總體設計4.1元器件基本知識4.1.1單片機AT89S511.主要特性與MCS-51單片機產品兼容4K字節在系統可編程Flash存儲器1000次擦寫周期全靜態工作：0Hz—33MHz32個可編程I/O口線2個16位定時器/計數器6個中斷源全雙工UART串行通道低功耗空閑和掉電模式掉電后中斷可喚醒看門狗定時器雙數據指針靈活的ISP編程（字或字節模式）4.05.5V電壓工作范圍2.內部結構圖4.1.1-1是單片機AT89S51的內部結構總框圖。它可以劃分為CPU、存儲器、并行口、串行口、定時/計數器和中斷邏輯幾個部分。CPU由運算器和控制邏輯構成。其中包括若干特殊功能寄存器（SFR）AT89S51時鐘有兩種方式產生，即內部方式和外部方式。AT89S51在物理上有四個存儲空間：片內/片外程序存儲大路、片內/片外數據存儲器。片內有256B數據存儲器RAM和4KB的程序存儲器ROM。除此之外，還可以在片外擴展RAM和ROM，并且和有64KB的尋址范圍。AT89S51內部有一個可編程的、全雙工的串行接口。它串行收發存儲在特殊功能寄存器SFR的串行數據緩沖器SBUF中的數據。圖4-1AT89S51內部結構框圖AT89S51共有4個（P0、P1、P2、P3口）8位并行I/O端口，共32個引腳。P0口雙向I/O口，用于分時傳送低8位地址和8位數據信號；P1、P2、P3口均為準雙向I/O口；其中P2口還用于傳送高8位地址信號；P3口每一引腳還具有特殊功能（圖4.1.1-2），用于特殊信號的輸入輸出和控制信號。AT89S51內部有兩個16位可編程定時器/計數器T0、T1。最大計數值為216-1。工作方式和定時器或計數器的選擇由指令來確定。圖4-2AT89S51的時鐘電路表3.1P3口引腳的特殊功能引腳號第二功能P3.0RXD(串行輸入)P3.1TXD(串行輸出)P3.2INT0(外部中斷)P3.3INT1(外部中斷)0P3.4T0(定時器0外部輸入)P3.5T1(定時器1外部輸入)P3.6WR(外部數據存儲器寫選通)P3.7RD(外部數據存儲器寫選通)中斷系統允許接受5個獨立的中斷源，即兩個外部中斷，兩個定時器/計數器中斷以及一個串行口中斷。c.外部特性（引腳功能）AT89S51芯片有40條引腳，雙列直插式封裝引腳圖如4.1.1-3所示：Vcc(40)：電源+5VVss(20):接地XTAL1（19）和XTAL2（18）：圖4-3AT89S51引腳圖使用內部振蕩電路時，用來接石英晶體和電容；使用外部時鐘時，用來輸入時鐘脈沖。P0口（39—32）：雙向I/O口，既可作地址/數據總線口用，也可作普通I/O口用。P1口（1—8）：準雙向通用I/O口。P2口（21—28）：準雙向口，既可作地址總線口輸出地址高8位，也可作普通I/O口用。P3口（10—17）：多用途口，既可作普通I/O口，也可按每位定義的第二功能操作。ALE/~PROG（30）：地址鎖存信號輸出端。在訪問片外豐儲器時，若ALE為有效高電平，則P0口輸出地址低8位，可以用ALE信號作外部地址鎖存信號。公式（2—1）fALE=1/6fOSC,也可作系統中其它芯片的時鐘源。第二功能~PROG是對EPROM編程時的編程脈沖輸入端。RST/VPD（9）：復位信號輸入端。AT89S51接通電源后，在時鐘電路作用下，該腳上出現兩個機器周期以上的高電平，使內部復位。第二功能是VPD，即備用電源輸入端。當主電源Vcc發生故障，降低到低電平規定值時，VPD將為RAM提供備用電源，保證存儲在RAM中的信號不丟失。EA/Vpp(31):內部和外部程序存儲器選擇線。EA=0時訪問外部ROM0000H—FFFFH；EA=1時，地址0000H—0FFFH空間訪問內部ROM，地址1000H—FFFFH空間訪問外部ROM。PSEN（29）：片外程序存儲器選通信號，低電平有效4.1.2模數轉換器AD08091.主要特性 8路8位A／D轉換器，即分辨率8位。具有轉換起停控制端。轉換時間為100μs單個＋5V電源供電模擬輸入電壓范圍0～＋5V，不需零點和滿刻度校準。工作溫度范圍為-40～＋85攝氏度低功耗，約15mW。2.內部結構ADC0809是CMOS單片型逐次逼近式A／D轉換器，內部結構如圖4.1.2-1所示，它由8路模擬開關、地址鎖存與譯碼器、比較器、8位開關樹型D／A轉換器、逐次逼近寄存器、三態輸出鎖存器等其它一些電路組成。因此，ADC0809可處理8路模擬量輸入，且有三態輸出能力，既可與各種微處理器相連，也可單獨工作。輸入輸出與TTL兼容。圖4-3ADC0809內部結構框圖3.外部特性（引腳功能）ADC0809芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝，如圖4.1.2-2所示。下面說明各引腳功能。圖4-4ADC0809引腳圖IN0～IN7：8路模擬量輸入端。2-1～2-8：8位數字量輸出端。ALE（22）：地址鎖存允許信號，輸入，高電平有效。START（6）：A／D轉換啟動信號，輸入，高電平有效。EOC（7）：A／D轉換結束信號，輸出，當A／D轉換結束時，此端輸出一個高電平（轉換期間一直為低電平）。OE（9）：數據輸出允許信號，輸入，高電平有效。當A／D轉換結束時，此端輸入一個高電平，才能打開輸出三態門，輸出數字量。CLK（10）：時鐘脈沖輸入端。典型值為640KHZ。REF（+）、REF（-）：參考電壓輸入端。Vcc（11）：電源，＋5V。GND（13）：地。ADDA、ADDB、ADDC：3位地址輸入線，用于選通8路模擬輸入中的一路。表4.1.2-3所示。表4.1.2-3ADDA、ADDB、ADDC模擬通道地址碼ADDCADDBADDA輸入通道000IN001IN010IN011IN100IN101IN110IN111IN4.ADC0809的工作過程首先輸入3位地址，并使ALE=1，將地址存入地址鎖存器中。此地址經譯碼選通8路模擬輸入之一到比較器。START上升沿將逐次逼近寄存器復位。下降沿啟動A／D轉換，之后EOC輸出信號變低，指示轉換正在進行。直到A／D轉換完成，EOC變為高電平，指示A／D轉換結束，結果數據已存入鎖存器，這個信號可用作中斷申請。當OE輸入高電平時，輸出三態門打開，轉換結果的數字量輸出到數據總線上。4.1.3溫度傳感器AD5901.主要特性AD590是美國模擬器件公司生產的單片集成兩端感溫電流源。它的主要特性如下：流過器件的電流（mA）等于器件所處環境的熱力學溫度（開爾文）度數，即：mA/K（4.1.3-1）式中：—流過器件（AD590）的電流，單位為mA； T—熱力學溫度，單位為K。AD590的測溫范圍為-55℃～+150℃。AD590的電源電壓范圍為4V～30V。電源電壓可在4V~6V范圍變化，電流變化1mA，相當于溫度變化1K。AD590可以承受44V正向電壓和20V反向電壓，因而器件反接也不會被損壞，輸出電阻為710MW。AD590共有I、J、K、L、M五檔，其中M檔精度最高，在-55℃～+150℃范圍內，非線性誤差為±0.3℃。AD590的輸出電流值說明：其輸出電流是以絕對溫度零度（-273℃）為基準，每增加1℃，它會增加1μA輸出電流，因此在室溫25℃時，其輸出電流Iout=（273+25）=298μA。2.內部結構

集成溫度傳感器實質上是一種半導體集成電路，它是利用晶體管的b-e結壓降的不飽和值VBE與熱力學溫度T和通過發射極電流I的下述關系實現對溫度的檢測：（4.1.3-2）式中：K—波爾茲常數；q—電子電荷絕對值。集成溫度傳感器具有線性好、精度適中、靈敏度高、體積小、使用方便等優點，得到廣泛應用。集成溫度傳感器的輸出形式分為電壓輸出和電流輸出兩種。電壓輸出型的靈敏度一般為10mV/K，溫度0℃時輸出為0，溫度25℃時輸出2.982V。電流輸出型的靈敏度一般為1m圖4-4AD590引腳圖3.外部特性（引腳功能）Vcc(0):電源4—30vGND(1):接地。4.典型應用電路AD590產生的電流與絕對溫度成正比，它可接收的工作電壓為4V－30V檢測的溫度范圍為－55℃－＋150℃，它有非常好的線性輸出性能，溫度每增加1℃，其電流增加1uA圖4.1.3-4是AD590用于測量熱力學溫度的基本應用電路。因為流過AD590的電流與熱力學溫度成正比，當電阻10kW時，輸出電壓VO隨溫度的變化為10mV/K。圖4-5AD590其本應用電路Vo的值為電流I乘上10K，以室溫25℃而言，輸出值為10K×298μ測量Vo時，不可分出任何電流，否則測量值會不準。由于AD590的增益有偏差，電阻也有誤差，因此應對電路進行調整。表4-3AD590溫度與電流的對應關系表攝氏溫度（單位：℃）AD590電流（單位：uA）經10KΩ電壓（單位：V）-10263.22.6320273.22.73210283.22.83220293.22.93230303.23.03240313.23.13250323.23.23260333.23.332100373.23.7324.1.4數碼管LED顯示器1綜合知識數碼顯示器有靜態和動態顯示兩種顯示方式。LED顯示器工作在靜態顯示方式時，其陰極點（或陽極）連接在一起接地（或+5V），每一個的段選線（a,b,c,d,e,f,g,p）分別與一個8位口相連。LED顯示器工作在動態顯示方式時，段選碼端口I/O1用來輸出顯示字符的段選碼，I/O2輸出位選碼。I/O1不斷送待顯示字符的段選碼，I/O2不斷送出不同的位掃描碼，并使每位顯示字符顯示一段時間，一般為1—5mS。利用眼睛的禮視覺慣性，從顯示器上便可以見到相當穩定的數字顯示。2.引腳功能如圖4.1.4-1所示：段選（a,b,c,d,e,f,g,p）：對應8個發光二極管，接I/O口，共陰（或共陽）時接地（或+5V），根據條件控制發光二極管的亮或滅。位選（A,B,C,D）:共陰（或共陽）時接地（或+5V）分別用選中對應位的LED圖4-64位LED引腳圖4.2原理圖及功能4.2.1原理圖（圖4.2.1-2）圖4-74位溫度顯示器原理圖4.2.2功能利用AD590溫度傳感器完成溫度的測量，把轉換的溫度值的模擬量送入ADC0809的其中一個通道進行A/D轉換，將轉換的結果進行溫度值變換之后送入數碼管顯示。再根據限定條件來控制發光二極管的亮與滅。第5章軟件詳細設計5.1流程圖圖5-1主程序流程圖圖5-2主邏輯流程圖圖5-3中斷服務程序流程圖5.2源代碼#include<reg51.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintucharcodedispbitcode[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7};/*LED位選*/ucharcodedispcode[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00,0x40};/*0，1，29，正（不顯），負*/uchardispbuf[]={0,0,0,10,10,10,10,10};uchardispcount=0;uchargetdata=0;unsignedlongtemp=0;uchari;bitsflag=0;/*正負標志*/sbitST=P3^0;sbitOE=P3^1;sbitEOC=P3^2;sbitLED=P3^4;/*當溫度超過10度且低于30度時LED亮*/voidmain(void){LED=1;ST=0;OE=0;TMOD=0x10;TH1=(65536-4000)/256;/*T1工作于方式1下。每4mS采集一次數據，且刷新一次LED*/TL1=(65536-4000)%256;TR1=1;ET1=1;EA=1;ST=1;ST=0;While(1){voidt1(void)interrupt3using0{TH1=(65536-4000)/256;TL1=(65536-4000)%256;if(EOC==1)/*轉換完畢，顯示*/{OE=1;getdata=P0;OE=0;temp=getdata;temp+=168;if(temp<273.2){temp=273.2-temp;sflag=1;}if(temp>=273.2){temp=temp-273.2;sflag=0;} if(sflag==0)dispbuf[3]=10;elsedispbuf[3]=11;if(sflag==0&&temp>=10&&temp<=30)/*溫度大于10小于30燈亮*/ LED=0;elseLED=1;temp*=10;i=0;while(temp/10)/*分位顯示*/{ dispbuf[i]=temp%10;te