基于at89s52的热处理控制器的设计毕业设计(编辑修改稿)

基于at89s52的热处理控制器的设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

1：引脚号 19，内部振荡器外接晶振的一个输入端。 在使用外部振荡源时，此端必须接地。 XTAL2：引脚号 18，内部振荡器外接晶振的另一个输入端。 在使用外部振荡源时，此端用于输入外部振荡信号。 XTAL2 也是内部时钟发生器的输入端。 当访问外部程序器时， ALE(地址锁存 )的输出用于锁存地址的低位字节。 而访问内部程序存储器时， ALE 端将有一个 1/6 时钟频率的正脉冲信号，这个信号可电气与信息工程学院毕业设计说明书（论文） 9 以用于识别单片机是否工作，也可以当作一个时钟向外输出。 如果单片机是 EPROM，在编程其间， 将用于输入编程脉冲。 3． MCS51 输入 /输出引脚 MCS51 单片机有 4 个 I/O 端口，共 32根 I/O 线， 4个端口都是准双向口。 每个口都包含一个锁存器，即专用寄存器 P0P3，一个输出驱动器和输入缓冲器。 为方便起见，我们把 4个端口和其中的锁存器都统称 P0P3。 在访问片外扩展存储器时，低 8位地址和数据由 P0口分时传送，高 8位地址由 P2 口传送。 在无片外扩展存储器的系统中，这 4 个口的每一位均可作为双向的 I/O 口使用。 P0 口：可作为一般的 I/O 口用，但应用系统采用外部总线结构时，它分时作低 8位地址 和 8位双向数据总线用。 P1口：每一位均可独立作为 I/O 口。 P2 口：可作为一般 I/O 口用，但应用系统采用外部系统采用总线结构时，它分时作为高 8 位地址线。 P3 口：双功能口。 作为第一功能使用时同 P1 口，每一位均可独立作为 I/O口。 另外，每一位均具有第二功能，每一位的两个功能不能同时使用。 如表 26示。 4． MCS51 控制线 RST/Vpd（ 9 脚）： RST 即为 RESET， Vpd 为备用电源。 该引脚为单片机的上电复位或掉电保护端。 当单片机震荡工作时，该引脚上将出现持续两个机器周期的高电平，这时可实现复位操作，使 单片机回复到初始状态。 当 Vcc 发生故障，降低到低电平规定值或掉电时，该引脚上可接备用电源Vpd（ +5V）为内部 RAM 供电，以保证 RAM 中的数据不丢失。 ALE/PROG（ 30 脚）：地址锁存有效信号输出端。 ALE 在每个机器周期内输出两个脉冲。 在访问片外程序存储器期间，下降沿用于控制锁存 P0 输出端的低八位地址；在不访问片外程序存储器期间，可作为对外输出的时钟脉冲或用于定时目的。 PSEN（ 29 脚）：片外程序存储器选通信号输出端，低电平有效。 在从外部程序存储器读取指令或常数期间，每个机器周期内该信号有效两 次，并通过数据总线 P0 口读回指令或常数。 在访问片外数据存储器期间，该信号将不出现。 EA/VPP（ 31 脚）： EA 为片外程序存储器选通断。 该引脚有效（低电平）时，只选用片外程序存储器，否则单片机上电或复位后选用片内程序存储器。 对于片内还有 EPROM 的机型，在编程期间，此引脚用作 12V 编程电源 Vpp的输入端。 5． 单片机外总线结构 微型计算机大多数 CPU 外部都有单独的地址总线、数据总线和控制总线，而 MCS— 51 单片机由于受到芯片管脚的限制，数据线和地址线（低 8 位）是复用的，而且是 I/O 口兼用。 为了将它 们分离开来，以便同单片机之外的芯片正确地相连，常常在单片机外部加地址锁存器来构成与一般 CPU 相类似的三总线， 单片机系统扩展 通常情况下，采用 MCS51 系列单片机的最小系统只能用于一些很简单的应用场合，在此情况下直接使用单片机内部存储器、数据存储器、定时功能、中断功能、 I/O 端口等，组成的应用系统的成本较低。 单片机系统扩展的方法有并行扩展法和串行扩展法两种。 并行扩展法是利用电气与信息工程学院毕业设计说明书（论文） 10 单片机的三种线（ AB、 DB、 CB）进行的系统扩展；串行扩展法是利用 SPI 三线总线或 I2C 双总线的串行系统扩展。 但是， 一般串行接口器件速度慢，在需要高速应用的场合，还是并行扩展法占主导地位。 综上所述， MCS— 51 系列单片机的引脚作用可归纳为以下两点： （ 1）单片机功能多，引脚数少，因而许多引脚都具有第 2 功能； （ 2）单片机对外呈 3总线形式，由 P P0 口组成 16 位地址线；由 P0 口分时复用作为数据总线；由 ALE、 PSEN、 RST、 EA 与 P3 口中的 INT0、 INT T0、T WR、 RD 共 10 个引脚组成控制总线。 由于是 16 位地址线，因此，可使外部存储器的寻址范围达到 64KB。 锁存器 74LS373 简介 74LS373 是一种带输出三态门的 8D 锁存器，其中： 1D～ 8D 为 8 个输入端。 1Q～ 8Q 为 8 个输出端。 G为数据打入端 :当 G为“ 1”时 ,锁存器输出端状态 (1Q～ 8Q)同输入状态 (1D～8D)；当 G由“ 1”变“ 0”时 ,数据打入锁存器中。 OE为输出允许端。 当 OE＝ 0 时 ,三态门打开。 当 OE＝ 1时 ,三态门关闭 ,输出呈高阻。 在 MCS－ 51 单片机系统中 ,经常采用 74LS373 作为地址锁存器使用。 其中输入端１Ｄ～８Ｄ接至单片机的Ｐ０口，输出端１Ｑ～８Ｑ提供的是地址的低８位，Ｇ端接至单片机的地址锁存器信号ＡＬＥ。 输出允许端 OE 接地表示输出三态门一直打开。 总线驱动器 74LS244 总线驱动器 74LS244 经常用作三态数据缓冲器， 74LS244 为单向三态数据缓冲器，而 74LS244 为双向三态数据缓冲器。 单向的内部有 8 个三态驱动器，分成两组，分别由控制端 1G 和 2G 控制；双向的有 16 个三态驱动器，每个方向 8个。 在控制端 G 有效时（ G 为低电平），由 DIR 端控制驱动方向； DIR 为“ 1”时方向从左到右（输出允许）， DIR 为“ 0”时方向从右到左（输入允许）。 P2 口如外接总线驱动器 ,它的两个控制端 1G 和 2G 均接地，相当于 8 个三态门均 打开，数据从 P2 口到 A8~A15 端直通，也就是说。 此处采用 74LS244 纯粹是为了增加驱动能力而不加任何控制。 电气与信息工程学院毕业设计说明书（论文） 11 单片机 I/O 口的扩展 、 8155 接口电路 8155 是 Intel 公司研制的通用 I/O 接口芯片。 MCS51 和 8155 相连不仅可为外部设备提供两个 8 位 I/O 端口（ A 口和 B 口）和一个 6 位（ C 口），而且也可为 CPU 提供一个 256 字节 RAM 存储器和一个 14 位的定时器 /计数器，所以 8155广泛用于 MCS51 系统中。 MCS51 单片机可以和 8155 直接连接而不需要任何外加逻辑器件，就可为系统增加 256 个字节片外 RAM、 22 位 I/O 口线以及一个 14 位定时器。 P0 口输出的低 8 位地址不必再另加锁存器，可直接与 8155 的 AD0AD7 相连，既可作低 8 位地址总线，又可作数据总线。 从 P0 口传送过来的地址信息在ALE 的作用下在 8155 内部被锁存。 高 8 位地址由及 IO/的地址控制线决定，因此在图中的连接状态下，可以确定各个端口的地址： RAM 的地址范围： FC00H~FCFFH 命令 /状态口： FD00H； PA 口： FD01H； PB 口： FD02H； PC 口 ： FD03H； 定时器低 8 位： FD04H； 定时器高 8 位： FD05H 8155 在单片机应用系统中是 16 位地址数据，其高 8 位由片选线提供，而低8 位地址为片内地址。 当 IOM/=0 时，单片机对 8155 内 RAM 读 /写， RAM 低 8位编址为 00~FFH；当 IO/M=1 时，单片机对 8155 中的 I/O 口进行读 /写。 AT89S52与 8155 的连接如图和键盘显示连接图如图 26 所示。 图 26 电气与信息工程学院毕业设计说明书（论文） 12 、 8255 接口电路 (1)三个 8位的 I/O接口： A口、 B口、 C口 A口具有一个 8位数据输 出锁存器 /缓冲器和一个 8位数据输入锁存器。 可编程为 8位输入 /输出或双向寄存器。 B口具有一个 8位数据输出锁存器 /缓冲器和一个 8位数据输入缓冲器。 可编程为 8位输入 /输出寄存器，但不能双向输入 /输出。 C口具有一个 8位数据输出锁存器 /缓冲器和一个 8位数据输入缓冲器。 C口可分作两个 4位口使用。 它除了作为输入 /输出口外，还可以作为 A口、 B口选通方式工作时的状态控制信号。 (2)读 /写控制逻辑 读 /写控制逻辑的功能用于管理所有的数据、控制字或状态字的传送。 它接收来自 CPU的地址信息及一些控制信号来控制各个口的工作状 态，这些控制信号有： CS：片选信号端，低电平有效。 RD：读选通信号端，低电平有效 WR：写选通信号端，低电平有效 RESET：复位信号端，高电平有效。 A A0（端口选择信号）：它们与 RD、 WR信号配合用来选择端口及内部控制寄存器，并控制信息传送的方向， （ 3） A组和 B组的控制电路 这是两组根据 CPU命令控制 8255A 工作方式的电路。 每组控制电路从读、写控制逻辑接收各种命令，从内部数据总线接收控制字（指令），并发出适当的命令到相应的端口。 Ａ组控制电路控制Ａ口及 C口的高４位。 B组控制电路控制 B口及 C口的低４位。 （ 4）数据总线缓冲器 这是一个双向三态的８位缓冲器，用于与系统的数据总线直接相连，以实现 CPU和 8255A间传送信息。 、 LED 电路的设计 一、 LED 数码显示器的接口电路 实际使用的 LED 数码显示器位数较多 ,为了简化线路、降低成本，大多采用以软件为主的接口方法。 对于多位 LED 数码显示器，通常采用动态扫描显示方法，即逐个地循环地点亮各位显示器。 这样虽然在任一时刻只有 1 位显示器被点亮，但是由于人眼具有视觉残留效应，看起来与全部显示器持续点亮的效果基本一样（在亮度上要有差别）。 为 了实现 LED 显示器的动态扫描显示，除了要给显示器提供显示段玛之外，还要对显示器进行位的控制，即通常所说的“位控”。 因此对于多位 LED 数码显示器的接口电路来说，需要有两个输出口，其中一个用于输出显示段码；另一个用于输出位控信号，“位控”实际上就是对 LED 显示器的公共端进行控制，位控信号的数目与显示器的位数相同。 电气与信息工程学院毕业设计说明书（论文） 13 本设计 是使用 8155 作为 8 位 LED 数码显示器接口的电路，其中 8155 的 A 口为输出口（段控口），用以输出 8位显示段码（包括小数点）。 考虑到 LED 显示器的段电流为 8mA 左右，不能用 8155 的 A口直接驱动， 因此要加 1 级电流驱动。 电流驱动即可以用反相的，也可以用相同的。 反相电流驱动器经常使用 7406；同相电流驱动器则采用 7407 或 74LS244。 （注意：使用 OC 门 7406 或 7407 时要加上拉电阻） LED 显示器中的发光二极管共有两种连接方法 : (1)共阳极接法。 把发光二极管的阳极连在一起构成公共阳极。 使用时公共阳极接 5V。 阴极端输入 电平的段发光二极管导通点亮，输入高电平的则不亮。 (2)共阴极接法。 把发光二极管的阴极连接在一起构成公共阴极。 使用时公共阴极接地，阳极端输入高电平的段发光一几极管导通电亮，输入低 电平的则不亮。 二、键盘接口电路 对于 8751 或 8051 型单片机来说，如果不再外扩程序存储器的话，则可以利用 P0～ P3 口中的口构成多打 4*8 的键盘，其中 1 个作为输出口， 1 个作为输入口，既可以采用扫描法，也可以采用线反转法。 如果单片机本身的口线已被占用的话，则可以通过外扩 I/O 接口芯片来构成键盘借口电路，较常用的是 8155 等接口芯片，采用 8155 接口芯片构成 4*8 键盘的接口电路，其中 B 口为输入，作为行线； C口为输出，作为列线。 在本次的毕业设计中我们的显示与键盘的设计如图 2— 7其中显示器 8 个。 键盘显示连接 图如图 27所示 图 27 电气与信息工程学院毕业设计说明书（论文） 14 A/D 转换器的选择及连接 ADC0809 是一个典型的 A/D 转换芯片，为逐次逼近式 8 位 CMOS 型 A/D转换器，片内有 8 路模拟选通开关、三态输出锁存器以及相应的通道地址锁存与译码电路。 ADC0809 可处理 8 路模拟量输入， 且有三态输出能力， 既可与各种微处理器相连， 也可单独工作。 输入输出与 TTL 兼容。 8 路 8 位 A／ D 转换器， 即分辨率 8 位。 具有转换起停控制端。 转换时间为 100μ s， 单个＋ 5V 电源供电， 模拟输入电压范围 0～＋ 5V， 不需零点和满刻度校准。 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。