?？飘厴I(yè)論文-1-前言Intel公司在MCS-48系列單片微機(jī)的基礎(chǔ)上，采用HMOS技術(shù)，研制出了8位高檔的MCS-51系列產(chǎn)品微機(jī)。該微機(jī)型在性能上有了很大的改進(jìn)和提高：片內(nèi)程序存貯器容量擴(kuò)大了一倍，外部程序存貯器的尋址空間擴(kuò)大到64K字節(jié)。片內(nèi)數(shù)據(jù)存貯器擴(kuò)大了一倍，外部數(shù)據(jù)存貯器的空間達(dá)到64K字節(jié)。并行I/O口線增加到32，且可進(jìn)行位處理。MCS-51設(shè)有兩個16位的定時器/計(jì)數(shù)器，且可程序設(shè)定多種工作方式。設(shè)有一個全雙工串行I/O口，可程序設(shè)定4種工作方式，設(shè)有4個8位的通用工作寄存器區(qū)，可適應(yīng)多級中斷和子程序嵌套的情況，這樣可避免寄存器內(nèi)容進(jìn)行棧保護(hù)操作，提高了中斷響應(yīng)速度，加速了子程序的調(diào)用，設(shè)有兩個內(nèi)部中斷源和兩個外部中斷源，一個串行口中斷源，可程序設(shè)定中斷優(yōu)先級，堆棧位置可允許設(shè)定，深度可在允許范圍內(nèi)選用。MCS-51指令系統(tǒng)增強(qiáng)了加，減，乘，除，比較，堆棧操作，因而運(yùn)算功能大大加強(qiáng)。所設(shè)置的靈活的跳轉(zhuǎn)指令，不僅能充分滿足了實(shí)際應(yīng)用的需要，而且可盡量減少程序存貯空間的占用，MCS-51內(nèi)部設(shè)有可直接進(jìn)行位尋址的存貯器、位處理指令、位處理累加和運(yùn)算器等，因而為一種功能極強(qiáng)的位處理機(jī)。這為控制方面的應(yīng)用和邏輯運(yùn)算提供了很大方便。從以上可見，MCS-51系列單片微機(jī)具有很強(qiáng)的功能，使用范圍廣，既可構(gòu)成功能很強(qiáng)的復(fù)雜系統(tǒng)，也可組成較簡單的應(yīng)用系統(tǒng)。目前，單片機(jī)在家電，工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛，為了適應(yīng)不同產(chǎn)品對單片機(jī)的不同要求，半導(dǎo)體生產(chǎn)廠家生產(chǎn)出了各種規(guī)格的單片機(jī)。本文介紹了一種以MCS-51系列單片機(jī)為控制芯片，對電熱水壺工作進(jìn)行控制的方法。溫度檢測電路由熱電偶、運(yùn)算放大器，溫度傳感器AD590等組成，直接輸出電流（1A/K）經(jīng)運(yùn)算放大器LM358進(jìn)行I/V轉(zhuǎn)化后，可得到電壓輸出，輸出電壓為100mV/，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換通道送到微處理器中。A/D轉(zhuǎn)換一般都設(shè)置在前向通道中，它將外界輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)總線能接受的數(shù)字量。工程上常用的隔離方法有光電隔離器、變壓器、繼電器和集成組件等，而光電隔離器有獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。由于該器件是通過電光電這種轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)對輸出設(shè)備進(jìn)行控制的，彼此之間沒有電氣連接，因而起到隔離作用，隔離電壓與光電隔離器的結(jié)構(gòu)有關(guān)。經(jīng)實(shí)際運(yùn)行表明，該方案安全、可靠，完全能夠滿足實(shí)際需要?；趩纹瑱C(jī)的電熱水壺控制系統(tǒng)21熱水壺控制系統(tǒng)總體概述1.1熱水壺的工作情況對于常規(guī)的電熱水壺，只要接通電源，就開始加熱，直到水沸騰后通過蒸汽來產(chǎn)生聲音報(bào)警。這種設(shè)計(jì)有下面幾個方面的不足：1.如水壺中沒水，電源誤接通時也會一直加熱，容易引起事故。2.當(dāng)只需要加熱到沸點(diǎn)以下某一溫度時，不能及時給出聲音報(bào)警信號。3.當(dāng)水加熱沸騰后不能自動停止工作。針對以上不足，在本設(shè)計(jì)方案中，用MC-51單片機(jī)作為控制芯片，管理整個電熱水壺的工作情況，構(gòu)成了一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，而且增加了三個按鍵和六位數(shù)碼管顯示。它的工作情況和常規(guī)的熱水壺相比，有下面幾個方面的特點(diǎn)：1.有三個按鍵，可用來設(shè)置希望加熱到的溫度即報(bào)警的溫度。上電復(fù)位后，設(shè)置溫度初值為20度，每按一下按鍵，溫度設(shè)置值就會增加1度，整個溫度設(shè)置值在20100度之間循環(huán)。2.這個按鍵還具有啟動電熱水壺開始工作的作用。當(dāng)每次電源接通后，只有按鍵按下過之后，電熱水壺才開始加熱，這樣，可以防止電源誤接通時電熱水壺一直加熱，引發(fā)事故。3.當(dāng)加熱到設(shè)置溫度時，單片機(jī)會控制停止加熱，并通過蜂鳴器給出聲音提示。4.三位數(shù)碼管在設(shè)置溫度操作時顯示當(dāng)前設(shè)置的溫度，另三位數(shù)碼管其余時間實(shí)時顯示電熱水壺中水的實(shí)際溫度。?？飘厴I(yè)論文-3-1.2MCS-51單片機(jī)控制的總體介紹硬件設(shè)計(jì)的總電路連接框圖如下圖：圖1-1硬件設(shè)計(jì)的總電路連接框圖單片機(jī)控制熱水壺的硬件構(gòu)成包括8051芯片、8255芯片、地址鎖存器等組成的單片機(jī)控制電路、溫度檢測電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、光電隔離電路、鍵盤及顯示電路和溫度加熱電路。整個系統(tǒng)的關(guān)鍵電路是單片機(jī)控制電路，是整個控制的核心，完成信號的輸入和輸出的轉(zhuǎn)換，即可將溫度檢測電路采樣的輸入的信號通過A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809進(jìn)行處理加工后輸出到顯示器進(jìn)行顯示，并可以通過鍵盤對溫度進(jìn)行控制，如此同時當(dāng)水加熱超過指定的溫度以后，蜂鳴器工作報(bào)警。并對其中部分電路編制子程序，以及相應(yīng)的軟件設(shè)計(jì)。基于單片機(jī)的電熱水壺控制系統(tǒng)42電熱水壺控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)2.1溫度檢測電路和A/D轉(zhuǎn)換器的電路2.1.1AD590溫度傳感器的概念A(yù)D590是一種二端式的集成溫度傳感器。圖2-1-1AD590引腳圖其主要技術(shù)參數(shù)有：1.測溫范圍為-55+150。2.工作電壓為+4+30V，由于AD590是一種恒流源形式的溫度傳感器，只需在其二端加上一定工作電壓則其輸出電流隨溫度變化而變化，其線性電流輸出為1A/。K，即溫度每變化1，其輸出電流變化1A；它以熱力學(xué)溫標(biāo)零點(diǎn)作為零輸出點(diǎn)，因此在25時，其輸出電流為298.2A。3.精度：經(jīng)過激光平衡調(diào)整，AD590的校準(zhǔn)精度可達(dá)+和-0.5，全溫區(qū)范圍線性度可達(dá)+和-0.3（AD590M）當(dāng)其在10溫區(qū)范圍內(nèi)校正后測量，精度可達(dá)+和-0.1，在全溫區(qū)范圍內(nèi)（-55+145）使用，精度也可高達(dá)+、-1。由于AD590是一種電流型的