课程设计(论文)-单回路控制器的设计

单回路控制器的设计

学院：电子工程学院

年级：2012级

专业：自动化

姓名：、

学号：20125229

指导教师：

摘要

介绍了以89C51单片机实现的单回路智能控制器的设计思想，由于软件功能丰富，因此这可完成模拟仪表难以或无法完成的复杂调节功能，运算功能的显示功能，它可适用于工业过程中控制诸多领域。并且分析了51单片机与8255的连接方法，可以用它制成多路扩展的IO口控制器。该系统将单片机应用到单回路控制系统，实现一个比较简单的单回路PID控制。

。

关键词

单片机单回路智能控制器软件设计 IO扩展 PID控制

目录

摘要 (2)

第1章前言 (1)

1.1当前单片机系统的介绍及在单回路控制过程中的应用与前景错误！未定义书签

第2章单片机外部设备扩展 (2)

2.1单片机最小系统设计 (2)

2.1.1 单片机外部存储器的扩展 (2)

2.12 看门狗电路、复位电路的设计 (2)

2.2I/O接口的扩展 (3)

2.2.1.1 I/O扩展概述 (3)

2.2.2 89c51与可编程RAM/IO芯片8255的接口 (4)

2.3键盘的设计 (4)

2.4 LED显示器设计 (5)

2.5 数字量模拟量转换 (5)

2.5.1 信号采样及转换电路设计 (7)

2.6开关量的输入输设计 (8)

2.7 单片机串行口扩展设计。（MAX232与单片机接口设计） (10)

结论 (11)

参考文献 (12)

致谢 (12)

第1章前言

1．1单回路控制系统的介绍及单片机在单回路控制系统中的应用及前景

89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的89C51是一种高效微控制器， 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低八位。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向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。

RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。

结构特点

8位CPU片内振荡器和时钟电路；32根I/O线；外部存贮器寻址范围ROM、RAM64K；2个16位的定时器/计数器；5个中断源，两个中断优先级；全双工串行口；布尔处理器。

第2章单片机外部设备扩展

2．1单片机最小系统设计

2. 11 单片机外部存储器

在由单片机构成的微型计算机系统中,由于单片机的工作常常会受到来自外界电磁场的干扰,造成程序的跑飞,而陷入死循环,程序的正常运行被打断,由单片机控制的系统无法继续工作,会造成整个系统的陷入停滞状态,发生不可预料的后果,所以出于对单片机运行状态进行实时监测的考虑,便产生了一种专门用于监测单片机程序运行状态的芯片,俗称"看门狗".看门狗电路电路的应用,使单片机可以在无人状态下实现连续工作,其工作原理是:看门狗芯片和单片机的一个I/O引脚相连,该I/O引脚通过程序控制它定时地往看门狗的这个引脚上送入高电平(或低电平),这一程序语句是分散地放在单片机其他控制语句中间的，一旦单片机由于干扰造成程序跑飞后而陷入某一程序段不进入死循环状态时,写看门狗引脚的程序便不能被执行,这个时候,看门狗电路就会由于得不到单片机送来的信号,便在它和单片机复位引脚相连的引脚上送出一个复位信号,使单片机发生复位,即程序从程序存储器的起始位置开始执行,这样便实现了单片机的自动复位.

2.1.2单片机看门狗、复位电路的设计

SP706REN芯片应用于看门狗复位电路中，可以实现电源模块在受到死机的情况下而自动发出复位脉冲，从而使电源电路可以在无人状态下实现连续工作。由SP706REN等芯片构成的电源看门狗复位电路模块实现的电源电路复位功能，/MR脚/WDO脚之通过NPN8050相连，基极连接外电路，当主控板需要下载程序时，外部通过三极管/MR、/WDO