基于单片机的温度控制系统外文翻译

1、 外文原文：        Design of the Temperature Control System Based on AT89C51   ABSTRACT    The principle and functions of the temperature control 

2、;system based on micro controller AT89C51 are studied， and the temperature measurement unit consists of the 1Wire bus digital temperature sensor DS18B20。 The system can be

3、0;expected to detect the preset temperature, display time and save monitoring data。 An alarm will be given by system if the temperature exceeds the upper and lower l

4、imit value of the temperature which can be set discretionarily and then automatic control is achieved， thus the temperature is achieved monitoring intelligently within a certa

5、in range。 Basing on principle of the system， it is easy to make a variety of other non-linear control systems so long as the software design is reasonably chang

6、ed。 The system has been proved to be accurate， reliable and satisfied through field practice.  KEYWORDS： AT89C51; micro controller； DS18B20； temperature  1  INTRODUCTION 

7、   Temperature is a very important parameter in human life. In the modern society， temperature control (TC） is not only used in industrial production, but also 

8、widely used in other fields。 With the improvement of the life quality, we can find the TC appliance in hotels, factories and home as well. And the trend that

9、60;TC will better serve the whole society， so it is of great significance to measure and control the temperature。 Based on the AT89C51 and temperature sensor DS18B20,

10、0;this system controls the condition temperature intelligently。 The temperature can be set discretionarily within a certain range。 The system can show the time on LCD， and

11、0;save monitoring data; and automatically control the temperature when the condition temperature exceeds the upper and lower limit value。 By doing so it is to keep the

12、60;temperature unchanged。 The system is of high anti-jamming， high control precision and flexible design； it also fits the rugged environment。 It is mainly used in people'

13、s life to improve the quality of the work and life。 It is also versatile， so that it can be convenient to extend the use of the system。 So the design&

14、#160;is of profound importance. The general design， hardware design and software design of the system are covered.  1.1 Introduction The 8bit AT89C51 CHMOS microcontrollers ar

15、e designed to handle high-speed calculations and fast input/output operations。 MCS 51 microcontrollers are typically used for highspeed event control systems。 Commercial applications in

16、clude modems, motor-control systems, printers, photocopiers, air conditioner control systems, disk drives, and medical instruments. The automotive industry use MCS 51 microcontrollers in

17、0;enginecontrol systems， airbags， suspension systems， and antilock braking systems （ABS）。 The AT89C51 is especially well suited to applications that benefit from its processing speed

18、60;and enhanced on-chip peripheral functions set, such as automotive power-train control, vehicle dynamic suspension, antilock braking, and stability control applications。 Because of these&#

19、160;critical applications, the market requires a reliable cost-effective controller with a low interrupt latency response, ability to service the high number of time and event 

20、;driven integrated peripherals needed in real time applications, and a CPU with above average processing power in a single package。 The financial and legal risk of having

21、 devices that operate unpredictably is very high。 Once in the market， particularly in mission critical applications such as an autopilot or anti-lock braking system， mistakes&

22、#160;are financially prohibitive。 Redesign costs can run as high as a 500K， much more if the fix means 2 back annotating it across a product family that share t

23、he same core and/or peripheral design flaw。 In addition， field replacements of components is extremely expensive， as the devices are typically sealed in modules with a to

24、tal value several times that of the component. To mitigate these problems， it is essential that comprehensive testing of the controllers be carried out at both the c

25、omponent level and system level under worst case environmental and voltage conditions。 This complete and thorough validation necessitates not only a welldefined process but also

26、60;a proper environment and tools to facilitate and execute the mission successfully。 Intel Chandler Platform Engineering group provides post silicon system validation （SV） of vari

27、ous microcontrollers and processors。 The system validation process can be broken into three major parts。 The type of the device and its application requirements determine whic

28、h types of testing are performed on the device。 1.2 The AT89C51 provides the following standard features 4Kbytes of Flash， 128 bytes of RAM， 32 I/O lines， two 1

29、6bittimer/counters， a five vector two-level interrupt architecture， a full duple ser-ial port， onchip oscillator  and clock circuitry。 In addition， the AT89C51 is designed with

30、0;static logic for operation down to zero frequency and supports two software selectable power saving modes. The Idle Mode stops the CPU while allowing the RAM， timer/cou

31、nters， serial port and interrupt sys tem to continue functioning。 The Powerdown Mode savesthe RAM contents but freezes the oscillator disabling all other chip functions until&

32、#160;the next hardware reset。 1。3Pin Description VCC Supply voltage。 GND Ground. Port 0：Port 0 is an 8bit opendrain bidirectional I/O port。 As an output port, each pin

33、60;can sink eight TTL inputs. When 1s are written to port 0 pins， the pins can be used as high impedance inputs. Port 0 may also be configured to be t

34、he multiplexed low order address/data bus during accesses to external program and data memory. In this mode P0 has internal pull ups。 Port 0 also receives the code&#

35、160;bytes during Flash programming， and outputs the code bytes during program verification。 External pull ups are required during program verification。 Port 1：Port 1 is an 8bi

36、t bi-directional I/O port with internal pull ups. The Port 1 output buffers can sink/so -urce four TTL inputs。 When 1s are written to Port 1 pins they are 

37、pulled high by the internal pull ups and can be used as inputs. As inputs， Port 1 pins that are externally being pulled low will source current (IIL） because

38、60;of the internal pullups。 Port 1 also receives the low-order address bytes during Flash programming and verification. Port 2：Port 2 is an 8-bit bi-directional I/O port 

39、with internal pull ups。 The Port 2 output buffers can sink/source four TTL inputs. When 1s are written to Port 2 pins they are pulled high by the internal 

40、pull ups and can be used as inputs. As inputs， Port 2 pins that are externally being pulled low will source current （IIL） because of the internal pull ups。 

41、;Port 2 emits the high-order address byte during fetches from external program memory and during accesses to Port 2 pins that are externally being pulled low will so

42、urce current （IIL） because of the internal pull ups。 Port 2 emits the highorder address byte during fetches from external program memory and during accesses to external&#

43、160;data memory that use 16bit addresses (MOVXDPTR）。 In this application， it uses strong internal pullups when emitting 1s。 During accesses to external data memory that use

44、60;8-bit addresses (MOVX  RI)， Port 2 emits the contents of the P2 Special Function Register。 Port 2 also receives the high-order  address bits and some control 

45、;signals durin Flash programming and verification。 Port 3：Port 3 is an 8-bit bi-directional I/O port with internal pull ups。 The Port 3 output buffers can sink/sou rce

46、60;four TTL inputs. When 1s are written to Port 3 pins they are pulled high by the internal pull ups and can be used as inputs。 As inputs， Port 3 pins

47、 that are externally being pulled low will source current （IIL） because of the pull ups。 Port 3 also serves the functions of various special features of the AT8

48、9C51 as listed below： RST：Reset input。 A high on this pin for two machine cycles while the oscillator is running resets the device。 ALE/PROG：Address Latch Enable output&#

49、160;pulse for latching the low byte of the address during accesses to external memory。 This pin is also the program pulse input （PROG） during Flash programming. In n

50、ormal operation ALE is emitted at a constant rate of 1/6 the oscillator frequency, and may be used for external timing or clocking purposes。 Note， however， that one&

51、#160;ALE pulse is skipped during each access to external Data Memory。 If desired, ALE operation can be disabled by setting bit 0 of SFR location 8EH. With the b

52、it set， ALE is active only during a MOVX or MOVC instruction. Otherwise， the pin is weakly pulled high。 Setting the ALE-disable bit has no effect if the microco

53、ntroller is in external execution mode. PSEN:Program Store Enable is the read strobe to external program memory。 When theAT89C51 is executing code from external program memory

54、， PSEN is activated twice each machine cycle， except that two PSEN activations are skipped during each access to external data memory。 EA/VPP：External Access Enable. EA m

55、ust be strapped to GND in order to enable the device to fetch code from external program memory locations starting at 0000H up to FFFFH。 Note， however， that if&

56、#160;lock bit 1 is programmed， EA will be internally latched on reset。 EA should be strapped to VCC for internal program executions。 This pin alsreceives the 12volt 

57、programming enable voltage （VPP） during Flash programming, for parts that require 12volt VPP。 XTAL1：Input to the inverting oscillator amplifier and input to the internal clock 

58、;operating circuit.  XTAL2 ：Output from the inverting oscillator amplifier. Oscillator CharacteristicsXTAL1 and XTAL2 are the input and output, respectively, of an inverting amplifier&#

59、160;which can be configured for use as an on-chip oscillator, as shown  in Figure 1。 Either a quartz crystal or ceramic resonator may be used。 To drive the 

60、;device from an external clock source， XTAL2 should be left unconnected while XTAL1 is driven as shown in Figure 2。There are no requirements on the duty cycle of

61、0;the external clock signal， since the input to the internal clocking circuitry is through a divideby-two flipflop, but minimum and maximum voltage high and low time spec

62、ifications must be observed。 Idle Mode In idle mode， the CPU puts itself to sleep while all the on chip peripherals remain active。 The mode is invoked by softwa

63、re。 The content of the onchip RAM and all the special functions registers remain unchanged during this mode。 The idle mode can be terminated by any enabled interrupt

64、 or by a hardware reset。 It should be noted that when idle is terminated by a hard ware reset, the device normally resumes program execution， from where it 

65、;left off, up to two machine cycles before the internal reset algorithm takes control。 Onchip hardware inhibits access to internal RAM in this event, but access to t

66、he port pins is not inhibited。 To eliminate the possibility of an unexpected write to a port pin when Idle is terminated by reset， the instruction following the 

67、;one that invokes Idle should not be one that writes to a port pin or to external memory.  Power-down Mode In the power-down mode, the oscillator is stopped，

68、60;and the instruction that invokes power-down is the last instruction executed。 The onchip RAM and Special Function Registers retain their values until the powerdown mode is&

69、#160;terminated. The only exit from power-down is a hardware reset。 Reset redefines the SFRS but does not change the onchip RAM。 The reset should not be activated be

70、fore VCC is restored to its normal operating level and must be held active long enough to allow the oscillator to restart and stabilize。 The AT89C51 code memory 

71、;array is programmed byteby byte in either programming mode。 To program any nonblank byte in the onchip Flash Memory， the entire memory must be erased using the Chip

72、 Erase Mode。 2  Programming Algorithm Before programming the AT89C51， the address, data and control signals should be set up according to the Flash programming mode 

73、table and Figure 3 and Figure 4。 To program the AT89C51， take the following steps。1. Input the desired memory location on the address lines。2。 Input the appropriate 

74、data byte on the data lines. 3。 Activate the correct combination of control signals. 4。 Raise EA/VPP to 12V for the highvoltage programming mode. 5。 Pulse ALE/PROG o

75、nce to program a byte in the Flash array or the lock bits。 The bytewrite cycle is selftimed and typically takes no .翻译：温度控制系统的设计  摘要  研究了基于AT89C51单片机温度控制系统的原理和功能，温度测量单元由单

76、总线数字温度传感器DS18B20构成。该系统可进行温度设定，时间显示和保存监测数据.如果温度超过任意设置的上限和下限值,系统将报警并可以和自动控制的实现,从而达到温度监测智能一定范围内.基于系统的原理，很容易使其他各种非线性控制系统，只要软件设计合理的改变.该系统已被证明是准确的，可靠和满意通过现场实践.  关键词：单片机；温度；温度 1 导言  温度是在人类生活中非常重要的参数。在现代社会中，温度控制（TC)不仅用于工业生产，还广泛应用于其它领域。随着生活质量的提高，我们可以发现在酒店,工厂和家庭,以及比赛设备.而比赛的趋势将更好地

77、服务于整个社会,因此它具有十分重要的意义测量和控制温度。在AT89C51单片机和温度传感器DS18B20的基础上，系统环境温度智能控制。温度可设定在一定范围内动任意.该系统可以显示在液晶显示屏的时间,并保存监测数据，并自动地控制温度，当环境温度超过上限和下限的值.这样做是为了保持温度不变.该系统具有很高的抗干扰能力，控制精度高，灵活的设计，它也非常适合这个恶劣的环境。它主要应用于人们的生活,改善工作和生活质量。这也是通用的，因此它可以方便地扩大使用该系统.因此,设计具有深刻的重要性。一般的设计,硬件设计和软件系统的设计都包括在内。 1.1 介绍 8位AT89C51

78、 CHMOS 工艺单片机被设计用于处理高速计算和快速输入/输出。MCS51 单片机典型的应用是高速事件控制系统。商业应用包括调制解调器,电动机控制系统，打印机,影印机，空调控制系统，磁盘驱动器和医疗设备。汽车工业把MCS51 单片机用于发动机控制系统,悬挂系统和反锁制动系统。AT89C51 尤其很好适用于得益于它的处理速度和增强型片上外围功能集，诸如：汽车动力控制，车辆动态悬挂，反锁制动和稳定性控制应用.由于这些决定性应用，市场需要一种可靠的具有低干扰潜伏响应的费用效能控制器，服务大量时间和事件驱动的在实时应用需要的集成外围的能力，具有在单一程

79、序包中高出平均处理功率的中央处理器.拥有操作不可预测的设备的经济和法律风险是很高的。一旦进入市场,尤其任务决定性应用诸如自动驾驶仪或反锁制动系统，错误将是财力上所禁止的.重新设计的费用可以高达500K 美元，如果产品族享有同样内核或外围设计缺陷的话，费用会更高。另外，部件的替代品领域是极其昂贵的，因为设备要用来把模块典型地焊接成一个总体的价值比各个部件高几倍.为了缓和这些问题，在最坏的环境和电压条件下对这些单片机进行无论在部件级别还是系统级别上的综合测试是必需的。Intel Chandler 平台工程组提供了各种单片机和处理器的系统验证.这种系统的验证处理可以被分

80、解为三个主要部分.系统的类型和应用需求决定了能够在设备上执行的测试类型。 1。2 AT89C51提供以下标准功能 4k 字节FLASH 闪速存储器，128 字节内部RAM，32 个I/O 口线,2 个16 位定时/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,AT89C51 降至0Hz 的静态逻辑操作，并支持两种可选的节电工作模式。空闲方式体制CPU 的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作.掉

81、电方式保存RAM 中的内容，但振荡器体制工作并禁止其他所有不见工作直到下一个硬件复位. 1.3引脚功能说明 ·Vcc：电源电压 ·GND:地 ·P0 口：P0 口是一组8 位漏极开路型双向I/O 口，也即地址/数据总线复用。作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8 个TTL 逻辑门电路，对端口写“1”可作为高阻抗输入端用。在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址(低8 位)和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻.在Flash

82、 编程时，P0 口接受指令字节，而在程序校验时,输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。 ·P1 口:P1 是一个带内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P1 的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个TTL 逻辑门电路.对端口写“1"，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作为输入口使用时，因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（IIL）.Flash 编程和程序校验期间,P1 接受低8 位地址. &#

83、183;P2 口：P2 是一个带有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P2 的输出缓冲级可驱动(吸收或输出电流)4 个TTL 逻辑门电路。对端口写“1”,通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作输入口.作为输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL）.在访问外部程序存储器或16 位四肢的外部数据存储器（例如执行MOVX DPTR指令）时，P2 口送出高8 位地址数据，在访问8 位地址的外部数据存储器（例如执行MOVX &#

84、160;RI 指令)时，P2 口线上的内容（也即特殊功能寄存器（SFR）区中R2 寄存器的内容），在整个访问期间不改变。Flash 编程和程序校验时，P2 也接收高位地址和其他控制信号。 ·P3 口:P3 是一个带有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P3 的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个TTL 逻辑门电路。对端口写“1"，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平,此时可作输入口.作为输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低

85、时会输出一个电流(IIL)。P3 口还接收一些用于Flash 闪速存储器编程和程序校验的控制信号。 ·RST:复位输入。当振荡器工作时,RST 引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。 ·ALE/PROG:当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8 位字节.即使不访问外部存储器,ALE 仍以时钟振荡频率的1/6 输出固定的正脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是，每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE 脉冲。对Flas

86、h 存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG)。如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH 单元D0 位置位，可禁止ALE 操作.该位置位后，只有一条MOVX 和MOVC 指令ALE 才会被激活。此外,该引脚会被微弱拉高,单片机执行外部程序时，应设置ALE 无效。 ·PSEN：程序存储允许输出是外部程序存储器的读选通型号,当89C51 由外部存储器取指令（或数据）时,每个机器周期两次PSEN 有效，即输出两个脉冲.在此期间，当访问外部数据存储器,这两次有

87、效的PSEN 信号不出现。 ·EA/VPP:外部访问允许。欲使CPU 仅访问外部程序存储器（地址为 0000HFFFFH)，EA 端必须保持低电平（接地）。需注意的是:如果加密位LB1 被编程，复位时内部会锁存EA 端状态。如EA 端为高电平(接Vcc 端),CPU 则执行内部程序存储器中的指令。Flash 存储器编程时，该引脚加上+12v 的编程允许电源Vpp，当然这必须是该器件使用12v 编程电压Vpp。 ·XTAL1:振荡器反相放

88、大器及内部时钟发生器的输入端。 ·XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。89C51 中有一个用于构成内部振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1 和XTAL2分别是该放大器的输入端和输出 端。这个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起构成自激振荡器,振荡电路参见图5。外接石英晶体或陶瓷谐振器及电容C1、C2 接在放大器的反馈回路中构成并联振荡电路。对电容C1、C2 虽没有十分严格的要求,但电容容量的大小会轻微影响振荡频率的高低、振荡器工作的稳定性、起振的难易程度及温度稳定性，如果使用石英晶体，我们推荐电容使用30

89、Pf±10 Pf，而如使用陶瓷谐振器建议选择40Pf±10Pf。用户也可以采用外部时钟.这种情况下,外部时钟脉冲接到XTAL1 端,即内部时钟发生器的输入端XTAL2 则悬空。 ·掉电模式: 在掉电模式下，振荡器停止工作，进入掉电模式的指令是最后一条被执行的指令，片内RAM 和特殊功能寄存器的内容在终止掉电模式前被冻结.推出掉电模式的唯一方法是硬件复位,复位后将重新定义全部特殊功能寄存器但不改变RAM 中的内容，在Vcc 恢复到正常工作电平前,复位应无效，且必须保持一定时间以使振荡器重

90、启动并稳定工作.89C51 的程序存储器阵列是采用字节写入方式编程的,每次写入一个字符，要对整个芯片的EPROM 程序存储器写入一个非空字节,必须使用片擦除的方法将整个存储器的内容清楚. 2 编程方法 编程前,设置好地址、数据及控制信号，编程单元的地址加在P1 口和P2 口的P2。0P2。3（11 位地址范围为0000H0FFFH），数据从P0口输入,引脚P2。6、P2.7 和P3.6、P3。7 的电平设置见表6,PSEB 为低电平，RST保持高电平，EA/Vpp 引脚是编程

91、电源的输入端，按要求加上编程电压,ALE/PROG引脚输入编程脉冲(负脉冲）.编程时,可采用420MHz 的时钟振荡器，89C51 编程方法如下：在地址线上加上要编程单元的地址信号在数据线上加上要写入的数据字节。激活相应的控制信号。在高电压编程方式时,将EA/Vpp 端加上+12v 编程电压.每对Flash 存储阵列写入一个字节或每写入一个程序加密位，加上一个ALE/PROG 编程脉冲。改变编程单元的地址和写入的数据，重复15 步骤，知道全部文件编程结束.每个字节写入周期是自身定时的，通常约为1。5ms。·数据查询

92、89C51 单片机用数据查询方式来检测一个写周期是否结束,在一个写周期中,如需要读取最后写入的那个字节，则读出的数据的最高位(P0。7)是原来写入字节的最高位的反码。写周期开始后,可在任意时刻进行数据查询. 2。1Ready/Busy 字节编程的进度可通过Ready/Busy 输出信号检测,编程期间，ALE 变为高电平“H”后P3。4(Ready/Busy)端被拉低,表示正在编程状态(忙状态）.编 程完成后，P3。4 变为高电平表示准备就绪状态。 ·程序校验：如果加密位LB、LB2 没有进行编程

93、，则代码数据可通过地址和数据线读回原编写的数据,采用下图的电路，程序存储器的地址由P1 口和P2 口的P2.0P2.3 输入，数据由P0 口读出，P206、P2.7 和P3。6、P3.7 的控制信号见表6，PSEN 保持低电平,ALE、EA 和RST 保持高电平.校验时，P0 口必须接上10k 左右的上拉电阻。 2。2芯片擦除 利用控制信号的正确组合（表6)并保持ALE/PROG 引脚10ms 的低电平脉冲宽度即可将EPROM 阵列（4k 字节)和三个加密位整片擦除，代码阵列在片擦除操作中将任何非空单元写入”1"，这步骤需在编程之前进行。2。3读片内签名字节 89C51 单片机内有3 个签名字节,地址为030H、031H 和032H。于声明该器件的厂商、号和编程电压。读签名字节的过程和单