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1、摘 要2第1章 绪论3第2章 系统总体方案42.1简易温度控制系统的整体设计42.2简易温度控制系统的工作原理5第3章 系统硬件设计53.1 主控芯片介绍53.2 复位电路83.3 时钟电路93.4 直接编码输入键盘电路93.5 显示电路103.6 电平转换电路113.7 A/D转换电路123.8 测温电路13第4章 系统软件设计154.1 主程序模块164.2 LCD显示模块174.3 TLC1543模数转换模块20第5章温度闭环控制系统调试235.1 温度闭环控制系统静态调试235.2温度闭环控制系统动态调试235.3 温度控制系统调试情况23结论25参考文献26摘 要 设计了一种基于SS
2、T89E516RD单片机及热敏电阻TTC101的温度闭环控制系统。单片机由于其比较高的性价比，在工业控制中的应用非常广泛，而温度的检测与控制是工业生产过程中比较典型的应用之一，随着传感器在生产和生活中的更加广泛的应用，利用温度传感器实现对温度的检测与控制得到更快的开发。该系统硬件方面主要分为测温电路、模数转换电路以及液晶显示电路三部分。利用热敏电阻和运放构成测温电路，通过TLC1543进行模数转换，最后用LCM1602B作为液晶屏进行温度显示。软件方面运用C语言进行编程，程序分为主程序、LCD1602显示程序、TLC1543模数转换程序。整个设计过程简单，使用方便，具有一定的开发价值。关键词：
3、 SST89E516RD；温度测量；液晶显示28第1章 绪论单片机技术作为计算机技术的一个重要分支，广泛应用于工业控制、智能化仪器仪表、家用电器，甚至电子玩具等各个领域，它具有体积小、功能多、价格低廉、使用方便、系统设计灵活等优点，因此具有非常大的应用空间。而作为信息获取的重要手段之一，传感器是将电子系统无法处理的外界物理量或者化学量转换为电信号的主要器件。对于测量与控制系统而言，传感器是构成对外界物理量或者化学量加以检测的前端器件。传感器是实现信息化的基础技术之一，在科学技术领域占有十分重要的地位。目前传感器已经广泛应用于国防、环保、工业、农业、交通运输、日常生活等所有领域，并伴随着现代科学
4、技术的进步而不断发展。本设计介绍了一种基于SST89E516RD单片机及热敏电阻TTC101的温度闭环控制系统，具有读数方便，测温范围广等优点，其温度通过液晶屏采用十进制数字显示，主要用于测量电路板温度。测温传感器使用热敏电阻TTC101，A/D转换电路采用TLC1543，用LCM1602B实现温度的显示。第2章 系统总体方案2.1简易温度控制系统的整体设计温度控制系统是由硬件和软件两部分组成。硬件部分主要由单片机SST89E516RD，负温度系数热敏电阻TTC101，TLC1543模数转换电路，LCM1602B液晶显示器，按键电路，串行通信电路组成。其硬件总体结构图如图2-1所示。热敏电阻（
5、TTC101）电压放大电路A/D转换SST89E516RD串行通信接口液晶显示器（LCM1602B）按键电路图2-1温度传感器结构图本设计主要由单片机、温度采集模块、温度显示模块和按键设定模块组成。本系统能实现温度实时测量，同时显示在1602液晶显示器上；能实现温度的设定；通过串行通信电路，将温度采集数据传送到PC机。2.2简易温度控制系统的工作原理热敏电阻和电压放大电路组成温度采集模块，它通过热敏电阻感应出电路的温度，然后由运放电路将热敏电阻两端的电压进行放大，放大后的电压模拟信号经模数转换后把十位二进制信号输入单片机，然后由单片机进行处理，最后送入1602液晶屏进行显示。同时由单片机控制温
6、度的设定。第3章 系统硬件设计3.1 主控芯片介绍本设计选用的主芯片为SST89E516RD，是SST公司生产的超高性价比、超高灵活性的一款单片机内核芯片，其主要特性如下： （1）兼容80C51系列，内置超级FLASH存储器。 （2）工作电压，5V工作电压时频率范围为040MHz. （3）与现行的80C52系列单片机硬件PIN-TO-PIN完全兼容，软件、开发工具也完全兼容。 （4）1K*8的内部RAM，可放心使用C语言编程。（5）两块超级FLASH EEPROM，分别为64K*8的基本存储块和8K*8的二级存储块（扇区大小为128字节）。 （6）独立的块加密。 （7）IAP下的并行操作。 （
7、8）块地址重映射。 （9）最大片外程序/数据地址空间为64K*8（也可以通过I/O口进行切换，实现超64K扩展）。 （10）三个搞电流驱动引脚（每个16mA,可直接驱动LED）。（11）三个16位定时器/计数器。（12）全双工增强型UART，具有帧错误检测及自动地址识别。（13）9个中断源，4个中断优先级。（14）看门狗定时器。且看门狗溢出时间可调（15）可编程计数阵列(PCA),标准为每个机器周期12个时钟周期，器件可选择在每个机器周期为6个时钟周期上加倍，掉电检测（Brow-out缺省为产生复位，也可以设置成产生中断）。（16）降低EMI模式（通过AUXR SFR部允许ALE输出时钟）。（
8、17）四个8位I/O口（32根输入输出线）。（18）双DPTR指针（查表，寻址更方便）。（19）SPI串行接口。（20）兼容TTL和CMOS（21）扩展省电模式。包括以下三种：Idle模式、由外部中断唤醒的省电模式、Standly模式。（22）温度范围：商业级为070摄氏度，工业级为-40+85摄氏度。 SST89E516RD的芯片封装有DIP和PLCC两种形式，在本设计中采用的是DIP双列直插式，其引脚排列图如图3-1所示 图3-1 SST89E516RD芯片引脚排列其引脚功能如下：Port 0：P0是一个漏极开路的8位双向I/O口。作为输出口，每位能驱动多个LS型TTL负载。P0浮空，锁存
9、器为“1”，可作为高阻抗输入。在访问外部存储器时，P0口作为低8位地址和数据总线时分复用。在这种应用中，当转为高电平是，它用了强大的内部上拉。在外部主模式编程状态下，P0接收代码字节，在外部主模式校验过程中输出代码字节。在程序校验过程中需要外部上拉。Port 1：P1是一个带内部上拉电阻的8位准双向I/O口。每位能驱动LS型TTL负载。当P1口作为输入口用时，向内部锁存器写入“1”，P1引脚被内部上拉电阻拉为高电平。由于内部上拉电阻，被拉低的P1引脚能向外部提供电流。P15,6,7有16mA的高电流驱动能力。当外部主模式在编程和测试时，P1也接收低8位地址。P1口的每个单独的引脚除了可作为I/
10、O引脚外，还具有第二I/O功能，但是在本设计中，仅作为一般I/O引脚使用。Port 2: P2口是一个带内部上拉电阻的8位准双向I/O端口，当被作为输入时，向它写入“1”，P2引脚被内部上拉电阻拉为高电平。作为输入使用时，被内部上拉电阻下拉为低电平的P2会产生电流。当从片外程序存储器取数和访问片外数据存储器时，P2能提供高8位地址。在此应用中，当转为时，它利用了功能极强的内部上拉电阻。当外部主模式在编程和测试时，它还接收控制信号和部分高8位地址。Port 3: P3口是一个带内部上拉电阻的8位准双向I/O端口。P3的输出缓冲功能驱动多个LS型TTL。当被作为输入时，向它写入“1”，P3引脚被内
11、不上啦电阻拉为高电平，作为输入使用时，被外部拉为低，能驱动电流。当外部主机在编程和校验时，它还能接收控制信号和部分高8位地址。P3口的每个单独的引脚除了可作为I/O引脚外，还具有第二I/O功能，在此设计中使用的是P3口的第二输入/输出功能。具体如下P3.0:RXD，串行数据接收；P3.1:TXD，串行数据发送；P3.2：INT0，外部中断0输入；P3.3: INT1，外部中断1输入；P3.4：T0，定时/计数器0的外部计数输入；P3.5：T1，定时/计数器1的外部计数输入；P3.6：WR，外部数据存储器写选通，低电平有效；P3.6：RD，外部数据存储器读选通，低电平有效；RST：复位输入，当振
12、荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。PSEN：低电平有效，外部程序存储器的选通信号
13、。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的PSEN信号将不出现。：当EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，EA将内部锁定为RESET；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：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。VDD：供电电压。VSS：接地。SST89E516RD的程序和数据存储空间分开独立寻址。程序存储器包括两个片内FLASH存储块。基本FL
14、ASH存储块（Block 0）占用64K字节，二级FLASH存储块（Block 1）占用 8K字节。因为整个内部程序空间被限制为64K字节，SFCF1:0位用于控制存储块的低8K之间的切换。当SFCF1:0为00时，由于Block 1覆盖了程序空间的低8K即0000H-1FFFH的地址空间，所以当PC下降到0000H-1FFFH时，指令将从Block 1读取而不是从Block 0读取。在0000H-1FFFH外，Block 0可用。Block 0被组织成512个扇区，每个扇区有128个字节组成。程序存储块切换是在复位后根据SC0位的状态来初始化的。SC0是根据外部主模式或IAP命令来编程的。一
15、旦退出复位，SFCF0能根据设计需要通过编程动态改变。改变SFCF0将不会改变SC0。在动态改变SFCF0时，必须小心谨慎，因为这将导致不同的物理存储器被映射到逻辑程序地址空间。使用者必须避免在空间0000H-1FFFH之间执行块切换命令。SST89E516RD具有1K片内数据存储器， 64K的外部数据存储器。1K的片内数据存储器包括：1RAM 的低128 字节（00H7FH）通过直接和间接寻址访问。 2RAM 的高128 字节（80HFFH）只能通过直接寻址访问。 3特殊功能寄存器（SFRS，80HFFH）只能通过直接寻址访问。4768 字节（00H2FFH）的内部扩展RAM通过清零 EXTRAM 和外部传送指令（MOVX）来实现间接寻址。单片机SST89E516RD的大部分特性都是由特殊功能寄存器的相应位来控制的。本设计中主要用到的是与中断有关的寄存器。3.2 复位电路为确保两点间温度控制系统中电路稳定可靠工作，复位电路是
