基于at89s51的温度控制系统_大学毕业设计(编辑修改稿)

基于at89s51的温度控制系统_大学毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

SET；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：片内振荡器反相放大器和时钟发生器的输入端。 XTAL2：片内振荡器反相放大器的输出端。 下载程序 AT89SXX 系列单片机实现了 ISP 下载功能，故而取代了 89CXX 系列的下载方式，也 基于 AT89S51 的温度控制系统 10 是因为这样， ATMEL 公司已经停止 生产 89CXX 系列的单片机，现在市面上的 AT89CXX多是停产前的库存产品。 温度传感器 LM35 LM35 温度传感器 LM35 是 NS 公司生产的集成电路温度传感器系列产品之一，它具有很高的工作精度和较宽的线性工作范围，该器件输出电压与摄氏温度线性成比例。 因而，从使用角度来说， LM35 与用开尔文标准的线性温度传感器相比更有优越之处， LM35 无需外部校准或微调，可以提供177。 1/4℃的常用的室温精度。 •工作电压：直流 4～ 30V； •工作电流：小于 133μ A •输出电压： +6V～ •输出阻抗： 1mA 负载时 ； •精度： ℃精度（在 +25℃时）； •漏泄电流：小于 60181。 A； •比例因数：线性 +℃； •非线性值：177。 1/4℃； •校准方式：直接用摄氏温度校准； •封装： TO4 TO9 SO8； •使用温度范围： 55～ +150℃额定范围。 引脚介绍： ① 正电源 Vcc；②输出；③输出地 /电源地。 基于 AT89S51 的温度控制系统 11 ADC0808 ADC0808 是采样分辨率为 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。 ADC0808 是 ADC0809 的简化版本，功能基本相同。 一般在硬件仿真时采用 ADC0808 进行 A/D 转换，实际使用时采用 ADC0809 进行 A/D 转换。 管脚图 基于 AT89S51 的温度控制系统 12 ADC0808 是 CMOS 单片型逐次逼近式 A/D 转换器，它有 8 路模拟开关、地址 锁存与译码器、比较器、 8 位开关树型 A/D 转换器。 （外部特性） ADC0808 芯片有 28 条引脚，采用双列直插式封装，如上图所示。 各引脚功能如下： 1～ 5 和 26～ 28（ IN0～ IN7）： 8 路模拟量输入端。 1 15 和 17～ 21： 8 位数字量输出端。 22（ ALE）：地址锁存允许信号，输入，高电平有效。 6（ 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）。 7（ 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（转换期间一直为低电平）。 9（ 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。 10（ CLK）：时钟脉冲输入端。 要求时钟频率不高于 640KHZ。 12（ VREF（ +））和 16（ VREF（ ））：参考电压输入端 11（ Vcc）：主电源输入端。 13（ GND）：地。 基于 AT89S51 的温度控制系统 13 23～ 25（ ADDA、 ADDB、 ADDC）： 3 位地址输入线，用于选通 8 路模拟输入中 的一路 地址码 对应的输入通道 23(ADDA) 24(ADDB) 25(ADDB) 0 0 0 IN0 0 0 1 IN1 0 1 0 IN2 0 1 1 IN3 1 0 0 IN4 1 0 1 IN5 1 1 0 IN6 1 1 1 IN7 电源电压（ Vcc）： 控制端输入电压： ～ 15V 其它输入和输出端电压： ～ Vcc+ 贮存温度： 65℃～ +150℃ 功耗（ T=+25℃）： 875mW 引线焊接温度：①气相焊接（ 60s）： 215℃；②红外焊接 (15s)： 220℃ 抗静电强度： 400V out7 为最低位 out0 为最高位， out7out0 分别接单片机的 到 端。 数码管显示 数码管相关内容 四位数码管是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管。 能显示 4 个数码管叫四位数码管。 数码管按段数分为七段数码管 和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管 单元（多一个小数点显示）；按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码 管。 共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管。 共阳数码管在应用时应将公共极 COM 接到 +5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮。 当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。 基于 AT89S51 的温度控制系统 14 共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极 (COM)的数码管。 共阴数码管在应用时应将公共极 COM 接到地线 GND 上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮。 当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。 4 位数码管的驱动方式 静态驱动也称直流驱动。 静态驱 动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机 的 I/O端口进行驱动，或者使用如 BCD 码二 十进制译码器译码进行驱动。 静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用 I/O 端口多，如驱动 5 个数码管静态显示则需要 5 8=40根 I/O 端口来驱动，要知道一个 89S51 单片机 可用的 I/O 端口才 32 个呢：），实际应用时必须增加译码驱动器进行驱动，增加了硬件电路的复杂性。 数码管动态显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的 8 个显示笔划 a,b,c,d,e,f,g,dp的同名端连在一 起，另外为每个数码管的公共极COM 增加位选通控制电路，位选通由各自独立的 I/O 线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位选通 COM 端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制打开，该位就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。 通过分时轮流控制各个数码管的的 COM 端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。 在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为 1～ 2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点 亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的 I/O 端口，而且功耗更低。 4 位数码管的参数 8 字高度： 8 字上沿与下沿的距离。 比外型高度小。 通常用英寸来表示。 范围一般为 英寸。 长 *宽 *高：长 —— 数码管正放时，水平方向的长度；宽 —— 数码管正放时，垂直方向上的长度；高 —— 数码管的厚度。 时钟点：四位数码管中，第二位 8 与第三位 8 字中间的二个点。 一般用于显示时钟中的秒。 4 位数码管区分共阴阳极的方法 首先数码管有共阴极和共阳 极之分，区别他们的方法是若公共端接地，其他端接电源，若各段测试能亮，说明是共阴的，反之共阳的；若公共端接电源，其他端分别接的，测得各端亮，则说明是共阳的，反之为共阴的。 世面上的四位一体的数码管一般都没有 datasheet，所以掌握他们管脚的分布是很重要的一个环节。 下面是一张四位一体数码管引脚分布图 基于 AT89S51 的温度控制系统 15 4 位一体数码管，其内部段已连接好，引脚如图所示（正面朝自己，小数点在下方）。 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g、 dP 为段引脚， 4 分别表示四个数码管的位。 即： 12986 为公共端， A11 B7 C4 D2 E1 F10 G5 DP3 控制电路 电磁继电器的构造及工作原理： 如图所示， A 是电磁铁、 B 是衔铁、 C 是弹簧、 D 是动触点、 E 是静触点； 电磁继电器的工作电路可分为：⑴、低压控制电路；⑵、高压工作电路； ⑴、低压控制电路：包括 A、 B、低压电源 U开关 S； ⑵、高压工作电路：包括高压电源 U M、电磁继电器的触点部分 D、 E； 工作原理： 闭合低压控制电路中的开关 S，电流通过电磁铁 A 的线圈产生磁场，从而对衔铁 B 产生引力，使动、静触点 D、 E 接触，工 作电路闭合，电动机工作。 当断开低压控制开关 S 时，线圈中的电流消失，电磁铁的磁性消失，衔铁 B 在弹簧的作用下，使动、静触点 D、 E 脱离（断开），工作电路断开，电动机停止工作。 电磁继电器作用： 利用电磁继电器可以用低电压、弱电流的控制电路来控制高电压、强电流的工作电路，并且能实现遥控和生产自动化，电磁继电器被广泛地应用于自动控制（如：冰箱、汽车、电梯、机床里的控制电路）和通信领域。 基于 AT89S51 的温度控制系统 16 应用举例： ⑴电铃 ⑵水位报警器 ⑶温度报警器 半导体制冷片 半导体制冷片，也叫热电制冷片，是一种热泵。 它的优点是没有 滑动部件，应用在一些空间受到限制，可靠性要求高，无制冷剂污染的场合。 利用半导体材料的 Peltier 效应，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，可以实现制冷的目的。 它是一种产生负热阻的制冷技术，其特点是无运动部件，可靠性也比较高。 利用半导体制冷的方式来解决 LED 照明系统的散热问题，具有很高的实用价值。 原理 在原理上，半导体的制冷片只能算是一个热传递的工具，虽然制冷片会主动为芯片散热，但依然要将热端的高于芯片的发热量散发掉。 在制冷片工作期间，只要冷热端出现温差 ，热量便不断地通过晶格的传递，将热量移动到热端并通过散热设备散发出去。 因此，制冷片对于芯片来说是主动制冷的装置，而对于整个系统来说，只能算是主动的导热装置，因此，采用半导体制冷装置的 ZENO96 智冷版，依然要采取主动散热的方式对制冷片的热端进行降温。 风扇以及散热片的作用主要是为制冷片的热端散热，通常热端的温度在没有散热装置的时候会达到 100 度左右，极易超过制冷片的承受极限，而且半导体制冷效率的关键就是要尽快降低热端温度以增大两端温差，提高制冷效果，因此在热端采用大型的散热片以及主动的散热风扇将有助于散热 系统的优良工作。 在正常使用情况下，冷热端的温差将保持在 40～ 65 度之间。 当一块 N 型半导体材料和一块 P 型半导体材料联结成电偶对时，在这个电路中接通直流电流后，就能产生能量的转移，电流由 N 型元件流向 P 型元件的接头吸收热量，成为冷端由 P 型元件流向 N 型元件的接头释放热量，成为热端。 吸热和放热的大小是通过电流的大小以及半导体材料 N、 P 的元件对数来决定，以下三点是热电制冷的温差电效应。 塞贝克效应（ SEEBECKEFFECT） 一八二二年德国人塞贝克发现当两种不同的导体相连接时，如两个连接点保持不同的温差，则在导体中产生一个温差电动势： ES=S.△ T 式中： ES 为温差电动势 基于 AT89S51 的温度控制系统 17 S 为温差电动势率（塞贝克系数） △ T 为接点之间的温差 珀尔帖效应（ PELTIEREFFECT） 一八三四年法国人珀尔帖发现了与塞贝克效应的效应，即当电流流经两个不同导体形成的接点时，接点处会产生放热和吸热现象，放热或吸热大小由电流的大小来决定。 Qл =л .Iл =aTc 式中： Qπ为放热或吸热功率 π为比例系数，称 为珀尔帖系数 I 为工作电流 a 为温差电动势率 Tc 为冷接点温度 汤姆逊效应（ THOMSONEFFECT） 当电流。