高炉冷却水温度测量系统设计

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器的存储单元将有唯一的地址编码，本机设计中，无关位全置高电平，地址唯一，工作时地址唯一，互不干扰。89C54单片机正常工作，还需要时钟电路和要复位电路和电源。复位是高电平复位，上电时由于复位电路中的电容一开始虚短，维234567持两个以上扫描周期一，单片机启动了，为了简化电路，降低电路的复杂成度，单片机和8255共用一套复位电路。单片机正常工作，设计了晶振电路。扩展模块的电路如图： U1P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6Vcc/+5VP1.7123456781312T1T0151431C20 30pF12MHZX1X2C21 30pFRESX2RDWR917161918P10P11P12P13P14P15P16P17INT1INT0T1T0EA/VPX1X2RESETRDWR89C54RXDTXDALE/PPSEN101130ALE29P00P01P02P03P04P05P06P07P20P21P22P23P24P25P26P2739383736353433322122232425262728D0D1D2D3D4D5D6D7A8A9A10A11A12A13A14A15347813141718111U2D0D1D2D3D4D5D6D7OELE74LS373U3A131A142A153ABCY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y715141312111097Y0Y1Y2Y3Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7256912151619A010A19A28A37A46A55A64A73A825A924A1021A1123A122RD22WR2726Y020U4（0000H～1FFFH）A0A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10A11A12OEWECS2CS1D0D1D2D3D4D5D6D71112131516171819D0D1D2D3D4D5D6D7ALEX1456 6264Vcc/+5VE1E2E3 74HC138Vcc/+5VU10D0D1D2D3D4D5D6D7RDWRA0A1RESY3343332313029282753698356D0D1D2D3D4D5D6D77FFCH～7FFFHPA0PA1PA2PA3PA4PA5PA6PA7PB0PB1PB2PB3PB4PB5PB6PB7PC0PC1PC2PC3PC4PC5PC6PC743214039383718192021222324251415161713121110R3R4R5R6R7R81.8KΩ*6PB0PB1PB2PB3PB4PB5PB6PB7PA0PA1PA2PA3PA4PA5Vcc/+5vKR1 270ΩC1 15μFRESRDWRA0A1RESETCSVDR2 8.2KΩ8255 图3—1 扩展模块 3.1.1 增强型MCS-51单片机 单片机是是本次设计的核心部件，在整个设计中起着非常重要的作用,没有它在本设计中的所有都无法工作，它就像人的大脑一样，是整个系统的大脑，控2 34- - 13 567内蒙古科技大学毕业设计说明书

制着整个系统的正常运行，因此我们首先介绍单片机。 3.1.1.1 增强型MCS-51单片机主要特征

强型MCS-51内核单片机芯片具有如下特征： (1) 与标准MCS-51保持100%兼容，即可以使用增强型MCS-51芯片直接替换相应型号的标准MCS-51芯片，如用80C32取代8031/2、87C51/2取代8751/2。(2) 片内集成了3个16位定时/计数器，其中T0、T1与标准MCS-51系列完全相同；T2除了保留标准MCS-52子系列中定时/计数器T2功能外，还增加了向下计数和时钟输出功能。(3)采用增强型全双工串行口，即增强型MCS-51串行口除了具有标准MCS-51串行口功能外，还具有帧错误侦测和地址自动识别功能。(4)Philips、Temic Seconductor Technology公司的8XC5X、8XC5XX2芯片以及Atmel公司的AT89S5X系列芯片具有双数据指针DPTR（为此增加了辅助功能寄存器AUXR1），方便了外部RAM不同存储单元之间的数据传送。(5)为降低电磁辐射量，可禁止地址锁存信号ALE输出。为此，增加了辅助功能寄存器AUXR。(6)扩展了中断控制器功能，可以管理具有4个中断优先级的6个中断源。为此，增加了高位中断优先级控制寄存器IPH。 (7)普遍采用CHMOS工艺，工作电压低、范围宽（1.8V～6.0V），可用电池供电，方便了野外作业使用。(8)改进了电源管理功能，即允许通过外部中断方式唤醒掉电模式。(9)提高了时钟频率，标准MCS-51最高时钟频率为12MHZ，而增强型MCS-51最高时钟频率可达33MHz。(10)片内程序存储器以OTP ROM和Flash ROM为主。MCS-51系列单片机总线技术开放，开发工具成熟，单片机芯片及开发工具供货商多，价格低廉，同时该系列单片机进入市场时间早，汇编语言指令书写形式与Intel公司8位通用微处理器，如8085相似，很容易被接触过Intel通用微处理器汇编语言的用户所接受。因此，在单片机应用中占有重要位置。增强型MCS-51及兼容单片机芯片主要包括Intel公司的8XC52/54 /58系列、Philips公司的P8XC52/54/58系列(简称为8XC5X系列）、Atmel公司的AT89S51/52/53系列(但Atmel公司的AT8XC5X系列采用标准MCS-51内核)、Winbond公司的W87E54/58芯片。 3.1.2.2 增强型MCS-51单片机内部结构和引脚功能

8XC5X芯片由一个8位通用中央处理器（CPU）、程序存储器、随机读写数据存储器、常用外围电路等部分组成。将一些基本的、常用的外围电路，如振荡

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器、定时/计数器、串行通讯、中断控制和I/O接口电路器与CPU内核集成在同一芯片内是单片机芯片的又一特征。增强型MCS-51 芯片内部含有三个16位定时/计数器，可以管理6个中断源的中断控制器（具有四个优先级），用于多机通信或I/O口扩展的增强型全双工串行口UART (通用异步收发器)，片内振荡器及时钟电路。

在MCS-51中，CPU引脚功能与CPU内特定单元电路有关。与振荡电路有关的引脚分别是：XTAL1（片内晶振电路反相放大器的输入端，接CPU内部时钟电路）、XTAL2(片内晶振电路反相放大器的输出端)；与复位电路有关的引脚为：RST；与外存储器连接有关的引脚是P0、P2口、ALE以及P3口中的P3.6(外部数据存储器的写选通信号)、P3.7(外部数据存储器的读选通信号)；与中断控制有关的引脚是P3口的(P3.2)、( P3.3)；与定时/计数器有关的引脚是P3口的T0(P3.4)、T1 (P3.5)；P1口的P1.0（T2）、P1.1（T2EX）；与串行通信口有关的引脚为TXD（P3.1）、RXD（P3.0）。 XTAL1、XTAL2分别系统时钟信号fOSC输入、输出端。

当使用片内振荡电路时，XTAL1、XTAL2与晶体振荡器及电容C20、C21按图所示方式连接。振荡电容C20、C21容量取值范围与晶振种类及频率有关。 电阻Rs用于限制晶振的驱动电平，取值范围在100Ω～2.7KΩ之间。但一般不需要，只有当晶振频率较低时才需要（本设计未用）。 当采用外部时钟信号时，外部时钟信号需从XTAL1引脚输入，XTAL2引脚不用（悬空）。RST引脚为复位输入端，MCS-51采用高电平复位方式。RST引脚对GND(地)引脚电阻(即复位电阻RRST)约为40K～220K之间，因此在RST引脚和电源Vcc之间接一容量为10uF～22uF的电容后（本设计用15μ），即可构成最简单RC复位电路

作为―第二功能输出‖引脚使用前并不需要对引脚切换进行任何设置，只要相应外设处于使能状态，对应I/O引脚就具有第二功能输出。例如，在―MOVX @DPTR, A‖指令执行期间，P3.6引脚自动输出外部数据存储器写控制信号 。而作为第二功能输入引脚使用前，也无须设置，只要相应引脚I/O口锁存器为1（否则I/O口下拉MOS管导通，输入信号被钳位在0电平），则当对应外设处于使能状态时，就自动具有第二功能输入特性（当然这时仍可通过读引脚指令获取引脚的电平状态）。由于P1～P3口上拉电阻较大，约为20K～40K，属于―弱上拉‖，

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因此P1～P3口引脚输出高电平电流IOH很小（约为30uA～60uA）。而输出低电平时，下拉MOS管导通，可吸收1.6mA～15mA的灌电流，负载能力较强，即P1～P3口负载能力为3～4个TTL门电路。作为I/O口使用时，P0口漏极开路，当需要驱动拉电流负载时，必须外接上拉电阻；输出低电平负载能力比P1～P3口强，可以吸收3.2mA以上的灌电流，能驱动8个TTL门电路。由于P1～P3口上拉电阻较大，而P0口为漏极开路，因此作为输出口使用时P0、P1～P3口引脚均具有―线与‖功能。当把P0～P3口作为输入引脚使用时，以I/O口作为源操作数的数据传送指令、算术及逻辑运算指令、位测试转移指令等属于读引脚指令，如：

MOV C, P1.0 MOV A ,P1 ANL ADD

A,P1 A,P1

;将P1.0引脚状态读到位累加器C中。

;将P1口的P1.0～P1.7引脚信号读到累加器A中。 ;将P1口的P1.0～P1.7引脚信号与累加器A相与。 ;将P1口的P1.0～P1.7引脚信号与累加器A相加。 ; P1.0引脚信号为1，则转移。 ;P1.0引脚信号为0，则转移。

JB P1.0, LOOP JNB P1.0,LOOP

而所有的―读——改——写‖指令均读I/O口锁存器，如： JBC P1.0 ,LOOP DEC P1 INC P1 CPL P1.0

8XC5X系列单片机的存储器由三部分组成：程序存储器（包括片内程序存储器，大小与芯片型号有关，如89C52片内程序存储器容量为8KB，地址编码从0000H～1FFFH；89C54片内程序存储器容量为16KB，地址编码从0000H～3FFFH；89C58片内程序存储器容量为32KB，地址编码从0000H～7FFFH； 外部程序存储器地址编码从0000H～FFFFH，共64KB）；片内数据存储器（包括内部RAM存储器00H～FFH,共256字节；特殊功能寄存器）；外部数据存储器（0000H～FFFFH，共64KB）。尽管数据存储器地址空间与程序存储器地址空间重叠，但不会造成混乱，原因是MCS-51采用Harvard双总线结构，且访问外部程序存储器时用信号选通；而访问外部数据存储器时，由 (P3.6)信号（读）和

;P1.0锁存器为1转移，且将P1.0锁存器清0。

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