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《 微 机 原 理 与 接 口 技 术 》
课 程 设 计 报 告
题
目 温 度 控 制 器 的 设 计
学 院 电 气 工 程 学 院 班 级 电 气 0802 班 学 号 0 8 2 9 1 0 5 8 指导老师 姜久春 小组成员 杨 洋 、徐 国 金
2011年 1 月 12 日
《微机原理与接口技术》课程设计报告—温度控制器的设计 电气0802班 杨洋 08291058
《微机原理与口技术》课程设计报告
——温度控制器的设计
【题目】
温度控制器
【要求】
1．采用1路模拟输入，电压范围为0——5V，控制温度变化范围为0——99.9。C 。 2．使用2个继电器分别控制加热器和风机，用来加热和降温。 3．目标温度保持在60度。
4．系统中加一个滞环，当温度低于50度，开始加热；当温度高于55度时，关加热器； 当温度高于70度时，开风机；当温度低于65度时，关风机。 5．使用3个数码管作为输出显示电压值或温度值。
【预习及准备】
1．课题背景
电子技术的发展，特别是随着大规模集成电路的产生，给人们的生活带来了根本性的变化。在现代社会中，温度控制不仅应用在工厂生产方面，其作用也体现到了各个方面。
而本次设计就是要通过以MCS-51系列单片机为控制核心，实现温度控制器的设计。
2．系统原理及流程图的初步设计
通过调整继电器，则可将需要设定的温度随所对应的电压值传输给单片机，再由单片机控制显示器，显示出设定的电压值（即对应的温度值），再通过温度传感器和AD转换将采集的温度与设定的温度进行比较，若一致，则不动作，若不一致，则驱动加热或降温设备，从而实现对被控对象的温度控制。
经设计，温度控制器主要由单片机AT89S51、温度采样电路、A/D转换电路、温度显示电路、温度输入电路、驱动电路等组成。我自己绘制的系统框图和主程序流程图如下所示：
数码管 数码管 数码管 译码 器 译码 器 译码 器 图1 温度控制器系统框图
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AT89S51 AD转换电路 继电器继电器 采样电路 传感器 加热器 风机 被控 对象 输入（温度设定）
《微机原理与接口技术》课程设计报告—温度控制器的设计 电气0802班 杨洋 08291058
主程序流程图如下所示：
转换是否完成？ 单片机 AD转换 Y N 开始 输入 （设定温度） 采样电路 实际值小 比较实际值与 输入值的大小 实际值大 传感器 继电器A 继电器B 数码显示 加热器 被控对象
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风机 低于50度 判断实际值的大小 低于65度 高于55度 高于70度
图2 主程序流程图
《微机原理与接口技术》课程设计报告—温度控制器的设计 电气0802班 杨洋 08291058
3．元件资料及管脚图 预习部分：
（1）AT89S51单片机
AT89S51是美国ATMEL公司生产的低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4k bytes的可系统编程的Flash制度程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失行存储技术生产，兼容标准8051指令系统及引脚。
其主要组成和功能为：4k字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM，32个I/O口线，看门狗（WDT），2个数据指针，2个16位定时器/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89S51可降至0HZ的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一个复位。
其管脚图及框图如下：
图3 AT89S51管脚图 图4 AT89S51功能框图
（2）ADC0809（或ADC0804）
ADC0809是带有8位A/D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件。它是逐次逼近式A/D转换器，可以和单片机直接接口。其内部逻辑结构为：ADC0809由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用A/D转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存A/D转换完的数字量，当OE端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。
ADC0809对输入模拟量要求：信号单极性，电压范围是0－5V，若信号太小，必须进行放大；输入的模拟量在转换过程中应该保持不变，如若模拟量变化太快，则需在输入前增加采样保持电路。地址输入和控制线：4条。
ALE为地址锁存允许输入线，高电平有效。当ALE线为高电平时，地址锁存与译码器将A，B，C三条地址线的地址信号进行锁存，经译码后被选中的通道的模拟量进转换器进行转换。A，B和C为地址输入线，用于选通IN0－IN7上的一路模拟量输入。通道选择为：当CBA的值由000——111变化时，分别选择IN0——IN7通道。数字量输出及控制线：11条。
ST为转换启动信号。当ST上跳沿时，所有内部寄存器清零；下跳沿时，开始进行A/D转换；在转换期间，ST应保持低电平。EOC为转换结束信号。当EOC为高电平时，表明转换结束；否则，表明正在进行A/D转换。OE为输出允许信号，用于控制三条输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。OE＝1，输出转换得到的数据；OE＝0，输出数据线呈高阻状态。D7－D0为数字量输出线。
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