《单片机原理与应用》课程设计说明书-退火炉温度控制系统汇.doc

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 指导教师 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、低价格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、低价格。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。热电偶A/D转换器退火炉使用电热丝加热，温度范围为0~℃，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。 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2、4K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-24Hz6、三级程序存储器锁定7、128*8位内部RAM8、32可编程I/O线9、两个16位定时器/计数器10、5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