基于单片机的温度控制系统设计说明书(完整版)资料

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基于单片机的温度控制系统设计说明书（完整版）资料(可以直接使用，可编辑优秀版资料，欢迎下载）温州职业技术学院基于单片机的温度控制系统设计说明书课题名称：基于单片机的温度控制系统作者：魏国琦学号：14013425系别：机械工程系专业：数控维修指导老师：林潘忠专业技术职务2021年5月浙江温州摘要温度是日常生活中无时不在的物理量，温度的控制在各个领域都有积极的意义。很多行业中都有大量的用电加热设备，如用于热处理的加热炉，用于融化金属的坩锅电阻炉及各种不同用途的温度箱等，采用单片机对它们进行控制不仅具有控制方便、简单、灵活性大等特点，而且还可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量。因此，智能化温度控制技术正被广泛地采用。本温度设计采用现在流行的AT89S51单片机，配以DS18B20数字温度传感器，该温度传感器可自行设置温度上下限。单片机将检测到的温度信号与输入的温度上、下限进行比较，由此作出判断是否启动继电器以开启设备。本设计还加入了常用的数码管显示及状态灯显示灯常用电路，使得整个设计更加完整，更加灵活。该设计已应用于花房，可对花房温度进行智能监控。【关键词】温度箱，AT89S51，单片机，控制，模拟目录一、引言 11.1 温度控制系统设计的背景、发展历史及意义 11.2 温度控制系统的目的 11.3温度控制系统完成的功能 2二、总体设计方案 22.1方案一 22.2方案二 2三、DS18B20温度传感器简介 93.1温度传感器的历史及简介 93.2DS18B20的工作原理 9 9 113.3DS18B20的测温原理 11 11 13四、单片机接口设计 144.1设计原则 144.2引脚连接 14 14 14 15五、系统整体设计 165.1系统硬件电路设计 16 16 165.2系统软件设计 18 18 195.3调试 24六、结束语 26附录 27参考文献 35致谢 36一、引言温度控制系统设计的背景、发展历史及意义随着社会的发展，科技的进步，以及测温仪器在各个领域的应用，智能化已是现代温度控制系统发展的主流方向。特别是近年来，温度控制系统已应用到人们生活的各个方面，但温度控制一直是一个未开发的领域，却又是与人们息息相关的一个实际问题。针对这种实际情况，设计一个温度控制系统，具有广泛的应用前景与实际意义。温度是科学技术中最基本的物理量之一，物理、化学、生物等学科都离不开温度。在工业生产和实验研究中，像电力、化工、石油、冶金、航空航天、机械制造、粮食存储、酒类生产等领域内，温度常常是表征对象和过程状态的最重要的参数之一。比如，发电厂锅炉的温度必须控制在一定的范围之内；许多化学反应的工艺过程必须在适当的温度下才能正常进行；炼油过程中，原油必须在不同的温度和压力条件下进行分馏才能得到汽油、柴油、煤油等产品。没有合适的温度环境，许多电子设备就不能正常工作，粮仓的储粮就会变质霉烂，酒类的品质就没有保障。因此，各行各业对温度控制的要求都越来越高。可见，温度的测量和控制是非常重要的。单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛，在很多的电子产品中也用到了温度检测和温度控制。随着温度控制器应用范围的日益广泛和多样，各种适用于不同场合的智能温度控制器应运而生。温度控制系统的目的本设计的内容是温度测试控制系统，控制对象是温度。温度控制在日常生活及工业领域应用相当广泛，比如温室、水池、发酵缸、电源等场所的温度控制。而以往温度控制是由人工完成的而且不够重视，其实在很多场所温度都需要监控以防止发生意外。针对此问题，本系统设计的目的是实现一种可连续高精度调温的温度控制系统，它应用广泛，功能强大，小巧美观，便于携带，是一款既实用又廉价的控制系统。1.3温度控制系统完成的功能本设计是对温度进行实时监测与控制，设计的温度控制系统实现了基本的温度控制功能：当温度低于设定下限温度时，系统自动启动加热继电器加温，使温度上升，同时绿灯亮。当温度上升到下限温度以上时，停止加温；当温度高于设定上限温度时，系统自动启动风扇降温，使温度下降，同时红灯亮。当温度下降到上限温度以下时，停止降温。温度在上下限温度之间时，执行机构不执行。三个数码管即时显示温度，精确到小数点一位。二、总体设计方案2.1方案一测温电路的设计，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D转换电路，感温电路比较麻烦。2.2方案二考虑使用温度传感器，结合单片机电路设计，采用一只DS18B20温度传感器，直接读取被测温度值，之后进行转换，依次完成设计要求。比较以上两种方案，很容易看出，采用方案二，电路比较简单，软件设计容易实现，故实际设计中拟采用方案二。在本系统的电路设计方框图如图2.1所示，它由三部分组成:①控制部分主芯片采用单片机AT89S51；②显示部分采用3位LED数码管以动态扫描方式实现温度显示；③温度采集部分采用DS18B20温度传感器。加热继电器电风扇继电器加热继电器电风扇继电器单片机DS18B20LED显示指示灯图2－1温度计电路总体设计方案（1）控制部分单片机AT89S51具有低电压供电和体积小等特点，四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需要，很适合便携手持式产品的设计使用，系统应用三节电池供电。（2）显示部分显示电路采用3位共阳LED数码管，从P0口送数，P2口扫描。（3）温度采集部分DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温。这一部分主要完成对温度信号的采集和转换工作，由DS18B20数字温度传感器及其与单片机的接口部分组成。数字温度传感器DS18B20把采集到的温度通过数据引脚传到单片机的P1.0口，单片机接受温度并存储。此部分只用到DS18B20和单片机，硬件很简单1)DS18B20的性能特点如下[9]：1)独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；2)多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能；3)无须外部器件；4)可通过数据线供电，电压范围为3.0～5.5V；5)零待机功耗；6)温度以3位数字显示；7)用户可定义报警设置；8)报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件；9)负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。(2)DS18B20的内部结构DS18B20采用3脚PR－35封装，如图2.2所示；DS18B20的内部结构，图2－2DS18B20封装(3)DS18B20内部结构主要由四部分组成[5]：1)64位光刻ROM。开始8位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号，共有48位，最后8位是前56位的CRC校验码，这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信的原因[10]。64位闪速ROM的结构如下.表2－1ROM结构8b检验CRC48b序列号8b工厂代码（10H）MSBLSBMSBLSBMSBLSB图2－3DS18B20内部结构2)非挥发的温度报警触发器TH和TL，可通过软件写入用户报警上下限值。3)高速暂存存储，可以设置DS18B20温度转换的精度。DS18B20温度传感器的内部存储器还包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的E2PRAM。高速暂存RAM的结构为8字节的存储器，结构如图1.3所示。头2个字节包含测得的温度信息，第3和第4字节TH和TL的拷贝，是易失的，每次上电复位时被刷新。第5个字节，为配置寄存器，它的内容用于确定温度值的数字转换分辨率。DS18B20工作时寄存器中的分辨率转换为相应精度的温度数值。它的内部存储器结构和字节定义如图1.3所示。低5位一直为１，TM是工作模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式。表2－2DS18B20内部存储器结构Byte0温度测量值LSB（50H）Byte1温度测量值MSB（50H）E2PROMByte2TH高温寄存器TH高温寄存器Byte3TL低温寄存器TL低温寄存器Byte4配位寄存器配位寄存器Byte5预留（FFH）Byte6预留（0CH）Byte7预留（IOH）Byte8循环冗余码校验（CRC）2)非挥发的温度报警触发器TH和TL，可通过软件写入用户报警上下限值。3)高速暂存存储，可以设置DS18B20温度转换的精度。DS18B20出厂时该位被设置为0，用户要去改动，R1和R0决定温度转换的精度位数，来设置分辨率,如图1.4。图2－3DS18B20字节定义TMR1R011111由表1.1可见，分辨率越高，所需要的温度数据转换时间越长。因此，在实际应用中要将分辨率和转换时间权衡考虑。高速暂存RAM的第6、7、8字节保留未用，表现为全逻辑1。第9字节读出前面所有8字节的CRC码，可用来检验数据，从而保证通信数据的正确性。当DS18B20接收到温度转换命令后，开始启动转换。转换完成后的温度值就以16位带符号扩展的二进制补码形式存储在高速暂存存储器的第1、2字节。单片机可以通过单线接口读出该数据，读数据时低位在先，高位在后，数据格式以0.0625℃当符号位S＝0时，表示测得的温度值为正值，可以直接将二进制位转换为十进制；当符号位S＝1时，表示测得的温度值为负值，要先将补码变成原码，再计算十进制数值。表1.2是一部分温度值对应的二进制温度数据[6]。表2－4DS18B20温度转换时间表R1R0分辨率/位温度最大转向时间/ms00993.750110187.510113751112750表2－5一部分温度对应值表温度/℃二进制表示十六进制表示+125000001111101000007D0H+8500000101010100000550H+25.062500000001100100000191H+10.125000000001010000100A2H+0.500000000000000100008H000000000000010000000H-0.51111111111110000FFF8H续表2－5-10.1251111111101011110FF5EH-25.06251111111001101111FE6FH-551111110010010000FC90H4)CRC的产生

在64bROM的最高有效字节中存储有循环冗余校验码（CRC）。主机根据ROM的前56位来计算CRC值，并和存入DS18B20中的CRC值做比较，以判断主机收到的ROM数据是否正确。另外，由于DS18B20单线通信功能是分时完成的，它有严格的时隙概念，因此读写时序很重要。系统对DS18B20的各种操作按协议进行。操作协议为：初使化DS18B20（发复位脉冲）→发ROM功能命令→发存储器操作命令→处理数据。三、DS18B20温度传感器简介3.1温度传感器的历史及简介温度的测量是从金属(物质)的热胀冷缩开始。水银温度计至今仍是各种温度测量的计量标准。可是它的缺点是只能近距离观测，而且水银有毒，玻璃管易碎。代替水银的有酒精温度计和金属簧片温度计，它们虽然没有毒性，但测量精度很低，只能作为一个概略指示。不过在居民住宅中使用已可满足要求。在工业生产和实验研究中为了配合远传仪表指示，出现了许多不同的温度检测方法，常用的有电阻式、热电偶式、PN结型、辐射型、光纤式及石英谐振型等。它们都是基于温度变化引起其物理参数(如电阻值，热电势等)的变化的原理。随着大规模集成电路工艺的提高，出现了多种集成的数字化温度传感器。3.2DS18B20的工作原理DS18B20工作时序根据DS18B20的通讯协议，主机控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤：1.每一次读写之前都必须要对DS18B20进行复位；2.复位成功后发送一条ROM指令；3.最后发送RAM指令，这样才能对DS18B20进行预定的操作。复位要求主CPU将数据线下拉500微秒，然后释放，DS18B20收到信号后等待15～60微秒左右后发出60～240微秒的存在低脉冲，主CPU收到此信号表示复位成功。其工作时序包括初始化时序、写时序和读时序，具体工作方法如图2.1，2.2，2.3所示。(1)初始化时序图3－1初始化时序总线上的所有传输过程都是以初始化开始的，主机响应应答脉冲。应答脉冲使主机知道，总线上有从机设备，且准备就绪。主机输出低电平，保持低电平时间至少480us，以产生复位脉冲。接着主机释放总线，4.7KΩ上拉电阻将总线拉高，延时15～60us，并进入接受模式，以产生低电平应答脉冲，若为低电平，再延时480us[12]。(2)写时序图3－2写时序写时序包括写0时序和写1时序。所有写时序至少需要60us，且在2次独立的写时序之间至少需要1us的恢复时间，都是以总线拉低开始。写1时序，主机输出低电平，延时2us，然后释放总线，延时60us。写0时序，主机输出低电平，延时60us，然后释放总线，延时2us[8]。(3)读时序图3－3读时序总线器件仅在主机发出读时序是，才向主机传输数据，所以，在主机发出读数据命令后，必须马上产生读时序，以便从机能够传输数据。所有读时序至少需要60us，且在2次独立的读时序之间至少需要1us的恢复时间。每个读时序都由主机发起，至少拉低总线1us。主机在读时序期间必须释放总线，并且在时序起始后的15us之内采样总线状态。主机输出低电平延时2us，然后主机转入输入模式延时12us，然后读取总线当前电平，然后延时50us[4]ROM操作命令当主机收到DSl8B20的响应信号后，便可以发出ROM操作命令之一，这些命令如表2.2：ROM操作命令。3.3DS18B20的测温原理DS18B20的测温原理:每一片DSl8B20在其ROM中都存有其唯一的48位序列号，在出厂前已写入片内ROM中。主机在进入操作程序前必须用读ROM(33H)命令将该DSl8B20的序列号读出。程序可以先跳过ROM，启动所有DSl8B20进行温度变换，之后通过匹配ROM，再逐一地读回每个DSl8B20的温度数据。DS18B20的测温原理如图2.4所示，图中低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器1，高温度系数晶振随温度变化其震荡频率明显改变，所产生的信号作为减法计数器2的脉冲输入，图中还隐含着计数门，当计数门打开时，DS18B20就对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲后进行计数，进而完成温度测量。计数门的开启时间由高温度系数振荡器来决定，每次测量前，首先将-55℃所对应的基数分别置入减法计数器1和温度寄存器中，减法计数器1和温度寄存器被预置在-55℃所对应的一个基数值。减法计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当减法计数器1的预置值减到0时温度寄存器的值将加1，减法计数器1的预置将重新被装入，减法计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到减法计数器2计数到0时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度。图2.3中的斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于修正减法计数器的预置值，只要计数门仍未关闭就重复上述过程，直至温度寄存器值达到被测温度值.表3－1ROM操作命令指令约定代码功能读ROM33H读DS18B20ROM中的编码符合ROM55H发出此命令之后，接着发出64位ROM编码，访问单线总线上与该编码相对应的DS18B20使之作出响应，为下一步对该DS18B20的读写作准备搜索ROM0F0H用于确定挂接在同一总线上DS18B20的个数和识别64位ROM地址，为操作各器件作好准备跳过ROM0CCH忽略64位ROM地址，直接向DS18B20发温度变换命令，适用于单片工作。续表3－1告警搜索命令0ECH执行后，只有温度超过设定值上限或者下限的片子才做出响应温度变换44H启动DS18B20进行温度转换，转换时间最长为500MS，结果存入内部9字节RAM中读暂存器0BEH读内部RAM中9字节的内容写暂存器4EH发出向内部RAM的第3，4字节写上、下限温度数据命令，紧跟读命令之后，是传送两字节的数据复制暂存器48H将E2PRAM中第3，4字节内容复制到E2PRAM中重调E2PRAM0BBH将E2PRAM中内容恢复到RAM中的第3，4字节读供电方式0B4H读DS18B20的供电模式，寄生供电时DS18B20发送“0”，外接电源供电DS18B20发送“1”

另外，由于DS18B20单线通信功能是分时完成的，他有严格的时隙概念，因此读写时序很重要。系统对DS18B20的各种操作必须按协议进行。操作协议为：初始化DS18B20（发复位脉冲）→发ROM功能命令→发存储器操作命令→处理数据。减法计数器减法计数器斜坡累加器减到0减法计数器预置低温度系数振荡器高温度系数振荡器计数比较器预置温度寄存器减到0图3－4测温原理内部装置DS18B20的测温流程初始化初始化DS18B20跳过ROM匹配温度变换延时1S跳过ROM匹配读暂存器转换成显示码数码管显示图3－5DS18B20测温流程.四、单片机接口设计4.1设计原则DS18B20可以采用两种方式供电，一种是采用电源供电方式，此时DS18B20的1脚接地，2脚作为信号线，3脚接电源。另一种是寄生电源供电方式，如图3.1所示单片机端口接单线总线，为保证在有效的DS18B20时钟周期内提供足够的电流，可用一个MOSFET管来完成对总线的上拉。本设计采用电源供电方式，P1.1口接单线总线为保证在有效的DS18B20时钟周期内提供足够的电流，可用一个MOSFET管和89S51的P1.0来完成对总线的上拉。当DS18B20处于写存储器操作和温度A/D变换操作时，总线上必须有强的上拉，上拉开启时间最大为10μs。采用寄生电源供电方式是VDD和GND端均接地。由于单线制只有一根线，因此发送接收口必须是三状态的。主机控制DS18B20完成温度转换必须经过3个步骤：初始化；ROM操作指令；存储器操作指令。4.2引脚连接晶振电路单片机XIAL1和XIAL2分别接30PF的电容，中间再并个12MHZ的晶振，形成单片机的晶振电路。串口引脚18B20单片机18B20单片机P1.0P1.0VCCVCCGND图4－1DS18B20与单片机的接口电路P3口中P3.5、P3.6、P3.7接到按键电路其它引脚ALE引脚悬空，复位引脚接到复位电路、VCC接电源、VSS接地、EA接电源五、系统整体设计5.1系统硬件电路设计主板电路设计单片机的P1.0接DS18B20的2号引脚，P0口送数P2口扫描，P1.1、P1.2控制加热器和电风扇的继电器。如附录2。各部分电路(1)显示电路显示电路采用了7段共阴数码管扫描电路，节约了单片机的输出端口，便于程序的编写。图5－1显示电路图(2)单片机电路图5－2单片机电路引脚图(3)DS18B20温度传感器电路图5-3温度传感器电路引脚图(4)继电器电路图5-4继电器电路图(5)晶振控制电路图5-5晶振控制电路图(6)复位电路图5-6复位电路图5.2系统软件设计系统软件设计整体思路一个应用系统要完成各项功能，首先必须有较完善的硬件作保证。同时还必须得到相应设计合理的软件的支持，尤其是微机应用高速发展的今天，许多由硬件完成的工作，都可通过软件编程而代替。甚至有些必须采用很复杂的硬件电路才能完成的工作，用软件编程有时会变得很简单，如数字滤波，信号处理等。因此充分利用其内部丰富的硬件资源和软件资源，采用与S51系列单片机相对应的51汇编语言和结构化程序设计方法进行软件编程。程序设计语言有三种：机器语言、汇编语言和高级语言。机器语言是机器唯一能“懂”的语言，用汇编语言或高级语言编写的程序（称为源程序）最终都必须翻译成机器语言的程序（成为目标程序），计算机才能“看懂”，然后逐一执行。高级语言是面向问题和计算过程的语言，它可通过于各种不同的计算机，用户编程时不必仔细了解所用的计算机的具体性能与指令系统，而且语句的功能强，常常一个语句已相当于很多条计算机指令，于是用高级语言编制程序的速度比较快，也便于学习和交流，但是本系统却选用了汇编语言。原因在于，本系统是编制程序工作量不大、规模较小的单片机微控制系统，使用汇编语言可以不用像高级语言那样占用较多的存储空间，适合于存储容量较小的系统。同时，本系统对位处理要求很高，需要解决大量的逻辑控制问题。MCS—51指令系统的指令长度较短，它在存储空间和执行时间方面具有较高的效率，编成的程序占用内存单元少，执行也非常的快捷，与本系统的应用要求很适合。而且MCS—51指令系统有丰富的位操作（或称位处理）指令，可以形成一个相当完整的位操作指令子集，这是MCS—51指令系统主要的优点之一。对于要求反应灵敏与控制及时的工控、检测等实时控制系统以及要求体积小、系统小的许多“电脑化”产品，可以充分体现出汇编语言简明、整齐、执行时间短和易于使用的特点。本装置的软件包括主程序、读出温度子程序、复位应答子程序、写入子程序、以及有关DS18B20的程序（初始化子程序、写程序和读程序）系统程序流图系统程序主要包括主程序，读出温度子程序，复位应答子程序，写入子程序等。1）主程序主程序的主要功能是负责温度的实时显示、读出并处理DS18B20的测量的当前温度值，温度测量每1s进行一次。这样可以在一秒之内测量一次被测温度，其程序流程见图19所示。通过调用读温度子程序把存入内存储中的整数部分与小数部分分开存放在不同的两个单元中，然后通过调用显示子程序显示出来图5-7主程序流程图DS18B20复位、应答子程序DS18B20复位、应答子程序跳过ROM匹配命令跳过ROM匹配命令写入子程序写入子程序温度转换命令温度转换命令写入子程序写入子程序显示子程序(延时)显示子程序(延时)DS18B20复位、应答子程序DS18B20复位、应答子程序跳过ROM匹配命令 跳过ROM匹配命令写入子程序写入子程序读温度命令子程序读温度命令子程序终止终止图5-8读出温度子程序2）读出温度子程序读出温度子程序的主要功能是读出RAM中的9字节，在读出时需进行CRC校验，校验有错时不进行温度数据的改写。DS18B20的各个命令对时序的要求特别严格，所以必须按照所要求的时序才能达到预期的目的，同时，要注意读进来的是高位在后低位在前，共有12位数，小数4位，整数7位，还有一位符号位。3）复位、应答子程序P1.0口清0开始P1.0口清0开始延时537US延时537USP1.0口置1P1.0口置1否50US是否有低电平否50US是否有低电平是标志位置1P1.0口置1有234US低电平标志位置1是标志位置1P1.0口置1有234US低电平标志位置1终止终止图5-9复位、应答子程序4）写入子程序开始开始进位C清0进位C清0终止R2是否为0P1.0置0延时46US带进位右移延时12USP1.0清0终止R2是否为0P1.0置0延时46US带进位右移延时12USP1.0清0 图5-10写入子程序5)系统总的流程图开始开始初始化DS18B20显示当前温度判断当前温度值超过设定温度上限启动风扇降低温度红灯亮设定温度上、下限启动电热炉升高温度是否低于设定温度下限是绿灯亮否图5-11系统总的流程图5.3调试主程序的功能是：启动DS18B20测量温度，将测量值与给定值进行比较，若测得温度小于设定值，则进入加热阶段，置P1.1为低电平，这期间继续对温度进行监测，直到温度在设定范围内，置P1.1为高电平断开可控硅，关闭加热器，等待下一次的启动命令。当测得温度大于设定值，则进入降温阶段，则置P1.2为低电平，这期间继续对温度进行监测，直到温度在设定范围内，置P1.2为高电平断开，关闭风扇，等待下一次的启动命令。第一次接电调试，设置温度上限为90摄氏度，温度下限为20摄氏度。加热后，温度有时超过90摄氏度却不报警，后经检查，发现是进位C没有清0，于是在如下写入程序中加入进位C清零，便排除了这个异常。WR1:CLRP1.0MOVR3,#6DJNZR3,$RRCAMOVP1.0,CMOVR3,#23DJNZR3,$SETBP1.0NOPDJNZR2,WR1RET;读DS18B2再经实际接电调试，一切运行正常。加热到90摄氏度时，红灯亮起，自动断电，而低于20摄氏度时，绿灯亮起，开始加热。六、结束语经过近两个月的努力，我的毕业设计——基于单片机的温度控制系统设计已经基本完成。在设计过程中，力求系统的实现电路简单、成本低，系统的功能快捷易用并且完善。但是由于一些条件的限制，所设计系统仍然存在一些不足，有待改进。本测量系统温度控制器结构简单、测温准确，具有一定的实际应用价值。该智能温度控制器只是DS18B20在温度控制领域的一个简单实例，还有许多需要完善的地方，例如可以将测得的温度通过单片机与通讯模块相连接，以短消息的方式发送给用户，使用户能够随时对温度进行监控。此外，还能广泛地应用于其他一些工业生产领域，如建筑，仓储等行业。本温度控制系统可用于多种场合,像的温度、育婴房的温度、水温的控制。用户可灵活选择本设计的用途，其有很强的使用价值。这是我第一次利用单片机来实现一个应用系统的设计，通过实践，我对汇编语言和单片机有了新的认识和理解，并且学会了Proteus和Keil软件的使用，掌握了从系统的需求、方案论证、功能模块的划分、原理图的设计和绘制、电路图仿真、程序设计到软件仿真调试的设计流程，积累了硬件设计的经验。基于电路的设计方法有利于电子电路初学者加深对电路原理、器件资料、电路板设计和电路的硬件调试认识和理解。由于初次接触单片机类的设计项目，在设计过程中也出现了一些问题，以前学习的专业知识掌握的不够好，对电路的理解不是很透彻，设计的电路布局布线不是很合理，理论联系实际的能力还需要进一步的加强。还由于元器件的多样性和可选型号的广泛性，在此系统中运用的型号的芯片不一定是最佳的。现在电子器件发展日新月异，新的器件如雨后春笋般出现，也不可能一一尝试，所以还肯定有很多值得改进的地方。在以后的实践中，我将继续努力学习电子电路设计，力争取得更大的进步。附录附录1电源线插接说明：所提供的电池盒，红线为正，黑线为负。板子所留出来的电源插口用VCC（表示电源正）和GND（表示电源负）标明。若没有标明，我们会刻有记号，刻有+号处为电源正。附录2主板电路图：附录3程序代码：ORG0000HTEMPER_LEQU29HTEMPER_HEQU28HFLAG1EQU38H;是否检测到DS18B20标志位A_BITEQU20H;数码管个位数存放内存位置B_BITEQU21H;数码管十位数存放内存位置XSEQU30HMOVA,#00HMOVP2,AMAIN:LCALLGET_TEMPER;调用读温度子程序MOVA,29HMOVB,ACLRCRLCACLRCRLCACLRCRLCACLRCRLCASWAPAMOV31H,AMOVA,BMOVC,40H;将28H中的最低位移入CRRCAMOVC,41HRRCAMOVC,42HRRCAMOVC,43HRRCAMOV29H,ALCALLDISPLAY;调用数码管显示子程序AJMPMAIN;这是DS18B20复位初始化子程序INIT_1820:SETBP1.0NOPCLRP1.0;主机发出延时537微秒的复位低脉冲MOVR1,#3TSR1:MOVR0,#107DJNZR0,$DJNZR1,TSR1SETBP1.0;然后拉高数据线NOPNOPNOPMOVR0,#25HTSR2:JNBP1.0,TSR3;等待DS18B20回应DJNZR0,TSR2LJMPTSR4;延时TSR3:SETBFLAG1;置标志位,表示DS1820存在LJMPTSR5TSR4:CLRFLAG1;清标志位,表示DS1820不存在LJMPTSR7TSR5:MOVR0,#117TSR6:DJNZR0,TSR6;时序要求延时一段时间TSR7:SETBP1.0RET;读出转换后的温度值GET_TEMPER:SETBP1.0LCALLINIT_1820;先复位DS18B20JBFLAG1,TSS2RET;判断DS1820是否存在?若DS18B20不存在则返回TSS2:MOVA,#0CCH;跳过ROM匹配LCALLWRITE_1820MOVA,#44H;发出温度转换命令LCALLWRITE_1820;这里通过调用显示子程序实现延时一段时间,等待AD转换结束,12位的话750微秒LCALLDISPLAYLCALLINIT_1820;准备读温度前先复位MOVA,#0CCH;跳过ROM匹配LCALLWRITE_1820MOVA,#0BEH;发出读温度命令LCALLWRITE_1820LCALLREAD_18200;将读出的温度数据保存到35H/36HRET;写DS18B20的子程序(有具体的时序要求)WRITE_1820:MOVR2,#8;一共8位数据CLRCWR1:CLRP1.0MOVR3,#6DJNZR3,$RRCAMOVP1.0,CMOVR3,#23DJNZR3,$SETBP1.0NOPDJNZR2,WR1RET;读DS18B20的程序,从DS18B20中读出两个字节的温度数据READ_18200:MOVR4,#2;将温度高位和低位从DS18B20中读出MOVR1,#29H;低位存入29H(TEMPER_L),高位存入28H(TEMPER_H)RE00:MOVR2,#8;数据一共有8位RE01:CLRCSETBP1.0NOPNOPCLRP1.0NOPNOPNOPSETBP1.0MOVR3,#9RE10:DJNZR3,RE10MOVC,P1.0MOVR3,#23RE20:DJNZR3,RE20RRCADJNZR2,RE01MOV@R1,ADECR1DJNZR4,RE00RETDISPLAY:CLRCSUBBA,#30JNBCY,T1MOVA,BCLRCSUBBA,#25JNBCY,XIANSHICLRP1.1LJMPXIANSHIT1:CLRP1.2XIANSHI:MOVA,BMOVB,#10;10进制/10=10进制DIVABMOVB_BIT,A;十位在AMOVA_BIT,B;个位在BMOVR0,#4CLRC;多加的DPL1:MOVR1,#250;显示1000次DPLOP:MOVDPTR,#NUMTAB1MOVA,A_BIT;取个位数MOVCA,@A+DPTR;查个位数的7段代码MOVP0,A;送出个位的7段代码CLRP2.1;开个位显示ACALLD1MS;显示1MSSETBP2.1MOVDPTR,#NUMTABMOVA,B_BIT;取十位数MOVCA,@A+DPTR;查十位数的7段代码MOVP0,A;送出十位的7段代码CLRP2.2;开十位显示 ACALLD1MS;显示1MSSETBP2.2JCXSW;多加的MOVA,31HMOVB,#160DIVABMOVXS,BXSW:MOVA,XSMOVCA,@A+DPTRMOVP0,ACLRP2.0ACALLD1MSSETBP2.0SETBC;多加的DJNZR1,DPLOP;250次没完循环DJNZR0,DPL1;4个250次没完循环RET;1MS延时(按12MHZ算)D1MS:MOVR7,#80DJNZR7,$RETNUMTAB:DB3FH，06H，5BH，4FH，66H，6DH，7DH，07H，7FH，6FH，7FH，7FH,7FH,7FH,7FH,7FHNUMTAB1:DB0BFH,86H,0DBH,0CFH,0E6H,0EDH,0FDH,87H,0FFH,0EFHEND

参考文献[1]．李朝青,单片机原理及接口技术(简明修订版)［M］.北京:北京航空航天大学出版社，1998[2]．李广弟.单片机基础[M].北京:北京航空航天大学出版社，1994[3]．金伟正.单线数字温度传感器的原理与应用[J].电子技术与应用，2000[4]．李钢.1-Wire总线数字温度传感器DS18B20原理及应用.现代电子技术[J],2005[6].陈跃东.DS18B20集成温度传感器原理与应用[J].安徽机电学院学报,2002[7].阎石.数字电子技术基础（第三版）[M].北京：高等教育出版社，1989致谢首先要衷心感谢的是我的指导教师林潘忠老师！在我学习期间不仅传授了做学问的秘诀，还传授了做人的准则。这些都将使我终生受益。无论是在理论学习阶段，还是在论文的选题、资料查询、开题、研究和撰写的每一个环节，无不得到导师的悉心指导和帮助。我愿借此机会向导师表示衷心的感谢！其次要感谢所有教育过我的老师！你们传授给我的专业知识是我不断成长的源泉，也是完成本论文的基础。我还要向关心和支持我学习的朋友们表示真挚的谢意！感谢他们对我的关心、关注和支持！我愿在未来的学习过程中，以更加丰厚的成果来答谢曾经关心、帮助和支持过我的所有领导、老师、同学和朋友。永远以一颗为人民服务的心。基于单片机的豆浆机控制系统设计操英海指导老师：李兵（安徽农业大学工学院4年级农业机械化及其自动化合肥230061）摘要：豆浆机基本工作过程是将事先泡好的大豆放入豆浆机内并加入适量冷水后将电热管通电加热至80°C，粉碎电机通电工作进行磨豆浆其间断续工作三次，每次2min，每两次间隔5s，然后进入煮豆浆程序，煮开后在延迟5min，并声音提示工作过程结束。熟悉单片机SH66P20A的基本结构，工作原理。根据单片机的工作原理，将其运用于都将集中，以实现上述豆浆机的工作流程关键词：SH66P20A加热延迟引言：豆浆是一种老幼皆宜、价廉质优的液态营养品，它所含的铁元素是牛奶的6倍，所含的蛋白质虽不如牛奶高，但在人体内的吸收率可达到85%，因此有人称豆浆为“植物牛奶”。豆浆被誉为女人最完美的食物，是因为豆浆中含有丰富的营养成分，其中异黄酮可以调节女性内分泌系统的平衡，保持女性肌肤美白，异黄酮还可发挥与雌激素相同的保健作用，如缓解更年期综合症、提高骨密度、预防骨质疏松等，而且它还能避免雌激素带来的副作用，如乳腺癌、子宫癌等。豆浆中富含人体所需优质植物蛋白，八种必需的氨基酸，多种维生素及钙、铁、磷、锌、硒等微量元素，不含胆固醇，并且含有大豆皂甙等至少五六种可有效降低人体胆固醇的物质，鲜豆浆的大豆营养易于消化吸收，经常饮用，对高血压、冠心病，动脉粥样硬化及糖尿病、骨质疏松等大有益处，还具有平补肝肾、防老抗癌、降脂降糖、增强免疫的功效。但随着人们健康认识的增强，为了卫生，防止上了“黑心作坊”的当，喝的放心，纷纷选择家庭自制豆浆，从而拉动家用微电脑全自动豆浆机市场活跃。

1.豆浆机的基本结构1.1豆浆机结构图图1.1豆浆机基本结构图1.2豆浆机结构豆浆机，采用微电脑控制，实现预热、打浆、煮浆和延时熬煮过程全自动化，特别是由于增设了“文火熬煮”处理程序，使豆浆营养更加丰富，口感更加香泽。

(1)杯体:杯体像一个硕大的茶杯，有把手和流口，主要用于盛水或豆浆。杯体有的用塑料制作，有的用不锈钢制作，但都是符合食品卫生标准的不锈钢或聚碳酸脂材质。购机时以选择不锈钢杯体为宜，主要是便于清洁。在杯体上标有“上水位”线和“下水位”线，以此规范对杯体的加水量。杯体的上口沿恰好套住机头下盖，对机头起固定和支撑作用。

(2)机头:机头是豆浆机的总成，除杯体外，其余各部件都固定在机头上。机头外壳分上盖和下盖。上盖有提手、工作指示灯和电源插座。下盖用于安装各主要部件，在下盖上部（也即机头内部）安装有电脑板、变压器和打浆电机。伸出下盖的下部有电热器、刀片、网罩、防溢电极、温度传感器以及防干烧电极。需要说明，下盖的材质同样需要符合食品卫生标准。

(3)电热器:加热功率800W，不锈钢材质，用于加热豆浆。加热管下半部应设计为小半圆形，易于洗刷和装卸网罩。

(4)防溢电极:用于检测豆浆沸腾，防止豆浆益出。它的外径5mm，有效长度15mm，处在杯体上方。为保障防溢电极正常工作，必须及时对其清洗干净，同时豆浆不宜太稀，否则，防溢电极将失去防护作用，造成溢杯。

(5)温度传感器:用于检测“预热”时杯体内的水温，当水温达到MCU（SH66P20A）设定温度（一般要求8O℃左右）时，启动电机开始打浆。

(6)防干烧电极:该电极并非独立部件，而是利用温度传感器的不锈钢外壳兼。外壳外径6mm，有效长度89mm，长度比防溢电极长很多，插入杯体底部。杯体水位正常时，防干烧电极下端是应当被浸泡在水中。当杯体中水位偏低或无水，或机头被提起，并使防干烧电极下端离开水面时，MCU(微控制器)通过防干烧电极检测到这种状态后，为保安全，将禁止豆浆机工作。

(7)刀片:外形酷似船舶螺旋桨，高硬度不锈钢材质，用于粉碎豆粒。

(8)网罩:用于盛豆子，过虑豆浆。实际工作时，网罩通过扣合斜楞而与机头下盖是扣合在一起的。清洗时会发现，因受热后网罩与机头下盖扣合出现过紧，因此拆卸网罩时应先用凉水将其冷却，以免用力过大而划伤手或弄坏网罩。特别是清洗网罩比较费事，往往让用户感到太辛苦，这一问题引起各厂家重视。九阳公司经过技术创新，对网罩改进实现了重大突破，应用九阳专利导流技术的拉法尔网，匹配“X型旋风刀片”，经上万次全循环精细磨浆，不但大大地提高了豆浆营养质量，同时使网罩的清洗变得简便而轻松。2．豆浆机控制系统工作原理2.1豆浆机控制系统工作原理图图2.1豆浆机控制系统2.2豆浆机工作原理一般豆浆机的预热、打浆、煮浆等全自动化过程，都是通过MCU有关脚控制，相应三极管驱动，再由多个继电器组成的继电器组实施电路转换来完成。MCUSH66P20A基本结构特性以SH6610C为核心的4位单片微控制器ROM：1K×16位RAM：64×4位（数据存储器）工作电压：12个CMOS双相I/O引脚4层子程序嵌套（包括中断）一个8位自动重装入定时/计数器上电复位预热定时器有效中断源:内部中断（定时器O）外部中断：PortB&portC（下降沿信号触发振荡器（用户选项）适应振荡器：32.768KHZ～4MHZ陶瓷振荡器：400K～4MHZRC振荡器：400K～4MHZ外部时钟：30K～4MHZ指令周期对于32.768KHZ的时钟位4/32.768KHZ(≈122us)对于4MHZ的时钟为4/4MHZ（≈1US）两种节电工作模式：HALT和STOPOTP类型代码保护内置看门狗定时器概述SH66P20A是一种4位微处理器，该芯片是以SH6610C4位CPU为核心，并集成了SRAM，1K一次性可编程的程序存储器ROM，定时器和I/O端口。图SH66P20A基本机构图SH66P20A功能框图备注：除了15管教外，所有的管脚与OTP烧写共享表SH66P20A引脚说明豆浆机整流电路豆浆机整流电路图图豆浆机整流电路豆浆机整流电路材料名称规格单位个数变压器220/11V个1二极管1N4001个4电容C1470u/25V个2电容C4100u/25V个2稳压器个1课题基于51单片机的模拟电梯控制系统所属教学单位专业年级学号姓名指导教师2021年11月22日摘要本文介绍了基于单片机的电梯控制系统，硬件部分主要由单片机最小系统模块、电梯内外电路按键模拟检测模块、电梯外请求发光管显示模块、楼层显示数码管模块、电梯上下行模块及模拟传感器模块等5部分组成。该系统采用单片机（AT89C51）作为控制核心，内外均使用按键按下与否引起的单片机相应端口电平变化的原理，作为用户请求信息发送到单片机，单片机根据判断的结果最终驱动步进电机做相应的运动，在运动的过程中，单片机依照请求信息通过模拟的传感器使步进电机停止运动，并利用彩灯作为上升和下降的状况显示，七段数码管实时显示当前楼层，完成整个请求和响应的过程。

软件部分使用汇编语言实现，利用查询方式来检测用户请求的按键信息。根据电梯运行到相应楼层时，模拟按键引起的电平变化，进行判断和执行实现电梯的控制，并且将程序模块化，方便了修改和调用。硬件设计简单可靠，结合软件，基本实现了四层电梯的模拟运行。关键词：单片机，AT89C51，电梯控制，步进电机目录摘要 I目录 II第1章

绪论 11.1电梯的研究背景及意义 11.2电梯的国内外发展状况 1第2章电梯设计任务与要求 22.1设计任务 22.2设计要求 3第3章总体设计方案 33.1设计思路 33.2总体设计框图 3第4章电梯控制系统 44.1电梯控制系统 44.2主要硬件设计器件介绍 64.3软件设计 10第5章个人心得体会 13参考文献 14致谢 15附录I： 16附录II： 19第1章

绪论1.1电梯的研究背景及意义电梯是高层宾馆、商城、住宅、多层厂房和仓库等高层建筑不可缺少的垂直方向的交通工具。随着社会的发展，建筑物规模越来越大，楼层越来越多，对电梯的可靠性、舒适感和美学等方面的要求也有了更高的要求。电梯是集机电一体的复杂系统，涉及机械传动、电气控制和土建等工程领域，而对现代电梯而言，应具有高度的安全性。事实上，电梯上已经采用了多项安全保护措施。在设计电梯的时候，对机械零部件和电器元件都采取了很大的安全系数和保险系数。然而，只有电梯的制造，安装调试、售后服务和维修保养都达到高质量，才能全面保证电梯的最终高质量。在国外，已“法规”实行电梯制造、安装和维修一体化，实行由各制造企业认可的、法规认证的专业安装队伍维修单位，承担安装调试、定期维修和检查试验，从而为电梯运行的可靠性和安全性提供了保证。因此，可以说乘坐电梯更安全。美国一家保险公司对电梯的安全性做过认真地调查和科学计算，其结论是：乘电梯比走楼梯安全5倍。掘资料统计，在美国乘其他交通工具的人数每年约为80亿人次，而乘电梯的人数每年却有540亿人次之多。1.2电梯的国内外发展状况在经济不断发展，科学技术日新月异的今天，楼的高度已和经济发展同样的速度成长起来。作为建筑的中枢神经，电梯起着不可或缺的作用，电梯作为建筑物内的主要运输工具，像其他的交通工具一样，已经成为我们日常生活的一个不可缺少的组成部分。一个国家的电梯需求总量，主要受其经济增长速度、城市化水平、人口密度及数量、国家产业结构等综合因素的影响。在全球经济持续低迷的情况下，我国国民经济仍然以较高的速度持续增长，城市化水平不断提高。这从客观上导致了我国电梯行业的空前繁荣景象，我国已经成为全球最大的电梯市场。上世纪80年代以来，随着经济建设的持续高速发展，我国电梯需求量越来越大。总趋势是上升的，目自口进入了“第三次浪潮”，2004年总产量超过了8万台，而且目前还没有减速的迹象。从1949年建国以来全国共生产安装了6l万多台电梯。尽管如此，我国的电梯远未达到饱和的程度。全世界平均1000人有l台电梯，我国如果要达到这个水准，还需要增加70万台。到那时候，全国在用电梯将达到130万台，每年仅报废更新就需要6万台。到2005年，中国电梯的年产量达到13．5万台，与1980年相比，25年增长了59倍，产量每年平均增长17．8％。2005年安装验收电梯124465台，截至05年底，我国的在用电梯总数已达651794台。如此庞大的市场需求为我国电梯行业的发展创造了广阔的舞台!许多新技术和新产品，如无机房电梯、无齿轮曳引机、永磁同步拖动技术、远程监控技术等，国际上也是刚刚出现，我国就有许多企业可以生产了。国产电梯以其高质量，低成本的优势赢得了越来越多的国内外客户，为逐步进入国际市场创造了有利条件。中国电梯在亚洲市场占有越来越重要的位置，每年销售量己达l万台左右，约占亚洲市场的1/50，一些合资企业在出口创汇方面也做出了贡献。当今世界，电梯的生产情况与使用数量已经成为衡量一个国家工业现代化程度的标志之一。在一些发达的工业国家，电梯的使用相当普遍。世界上有名的几家电梯公司，诸如：美国奥的斯公司、瑞士讯达公司、日本三菱和日立公司、芬兰科恩等，其电梯的产量已占世界市场的51％。其中，奥的斯公司和三菱公司是世界上最大的电梯生产企业。目前，国外除了以交流电梯取代直流电梯以外，在低层楼房越来越多的使用液压电梯。此外，家用小型电梯将成走电梯家族中新的组成部分，将为人们的生活带来更大的方便。第2章电梯设计任务与要求2.1设计任务设计并制作一个电梯控制模型，并可以通过程序控制步进电机，实现电梯的运行控制。电梯模型示意图如下图所示2BC2BCAD34FGEHDJ1M图2-1电梯控制模型示意图2.2设计要求（1）用AT89C51单片机，实现用步进电机带动电梯的4层楼电梯运行控制系统。（2）每层楼都具有显示和请求的功能。（3）显示电梯的运行状态并实时显示电梯所在楼层位置。第3章总体设计方案3.1设计思路本次设计的总思想是，用开关作为电梯内外的请求按键，按键和单片机的口相连，按键按下为低电平，将信号传送到单片机，单片机根据各口的信号进行判断处理，处理完毕后控制步进电机运动，实现电梯的上下运动，采用传感器确定电梯所在的楼层数及电梯准确停止的位置，用七段数码管显示电梯所在楼层，用LED灯显示电梯的运行上下运行状态。3.2总体设计框图单片机延时电路单片机延时电路外部显示数码显示内部显示传感器电机正反转复位电路时钟电路图3-1电梯单片机控制系统结构框图第4章电梯控制系统4.1电梯控制系统电梯运行的基本过程是:由外部的呼叫信号给出呼叫，控制系统判断电梯目前所处的位置和显示当前电梯所在的楼层，并与呼叫楼层进行对照确定电梯的运行方向。若反方向，则改变方向到呼叫层，若同方向直接运行到呼叫层。整个设计由两块51单片机分别控制：图4-1是电梯控制系统的外部请求电路和内部显示电路及电机驱动的原理图，图4-2是电梯控制系统的电梯所在位置的外部显示电路和当前电梯所在楼层索定电路原理图。具体分析如下：图4-1电梯外部请求电路和内部显示电路及电机驱动原理图图4-1为电梯控制系统的外部请求电路和内部显示电路及电机驱动的原理图，整个设计清晰明了，连接说明如下： P0口：接七段数码管,显示下一目标楼层。 P1口：接步进电机。P1.0-P1.3接电机的驱动模块IN1-IN4。图4-2电梯控制系统的电梯所在位置的外部显示电路和当前电梯所在楼层索定电路原理图图4-2电梯控制系统的电梯所在位置的外部显示电路和当前电梯所在楼层索定电路原理图，具体分析如下：P0口接电梯所在位置显示的七段数码管。P1.0接指示电梯上行的显示灯，P1.1接指示电梯下行的显示灯。P2.0-P2.4分别接索定电梯所在位置的1-4楼的电刷模拟传感器。4.2主要硬件设计器件介绍电梯控制系统的软件在硬件支持下运行，指挥系统进行相应的控制。软件均采用MCS—51汇编语言写成，约占内存35K左右.由于电梯控制系统实时采集数据量少，没有在系统中扩展随机RAM，只使用了8031片内RAM来安排呼叫信号的记录，判断输出状态，满足了程序调用的需要。 在整个的设计过程中，主要有两大硬件：51单片机和六线四相步进电机，51单片机作为电梯的大脑起控制作用，步进电机作为电梯的动力之源，在51单片机的控制下带动电梯运动。两者结合再加上附加电路组成了完整的电梯系统。 51单片机的主要功能和各引脚功能如下所示：

图4-351单片机的引脚分布图51单片机的主要特性：◆与MCS-51兼容◆4K字节可编程闪烁存储器◆全静态工作：0Hz-24Hz◆三级程序存储器锁定◆128*8位内部RAM◆32可编程I/O线◆两个16位定时器/计数器◆5个中断源◆可编程串行通道◆低功耗的闲置和掉电模式◆片内振荡器和时钟电路◆寿命：1000写/擦循环◆数据保留时间：10年51单片机的管脚说明：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/地址的第八位。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。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：P3口管脚备选功能：P3.0RXD（串行输入口）P3.1TXD（串行输出口）P3.2/INT0（外部中断0）P3.3/INT1（外部中断1）P3.4T0（记时器0外部输入）P3.5T1（记时器1外部输入）P3.6/WR（外部数据存储器写选通）P3.7/RD（外部数据存储器读选通）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。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。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：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两了次/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。/EA/VPP：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。步进电机的工作原理,特点,原理图,工作方式及时序图如下：步进电机的工作原理：步进电动机是纯粹的数字控制电动机，它将电脉冲信号转变成角位移，即给一个脉冲，步进电机就转一个角度，因此非常适合单片机控制。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，电机则转过一个步距角，同时步进电机只有周期性的误差而无累积误差，精度高。步进电机具有控制和机械结构简单的优点。图1是四相六线制步进电机原理图，这类步进电机既可作为四相电机使用，也可做为两相电机使用，使用灵活，因此应用广泛。四相六线制步进电机原理图：

步进电动机特点：①步进电动机的角位移与输入脉冲数严格成正比。因此，当它转一圈后，没有累计误差，具有良好的跟随性。②由步进电动机与驱动电路组成的开环数控系统，既简单、廉价，叉非常可靠。同时，它也可以与角度反馈环节组成高性能的闭环数控系统。③步进电动机的动态响应快，易于启停、正反转及变速。④速度可在相当宽的范围内平稳调整，低速下仍能获得较大转矩，因此一般可以不用减速器而直接驱动负载。⑤步进电机只能通过脉冲电源供电才能运行，不能直接使用交流电源和直流电源。⑥步进电机存在振荡和失步现象，必须对控制系统和机械负载采取相应措施。

步进电机的工作方式：步进电机有两种工作方式：整步方式和半步方式。以步进角1．8°四相混合式步进电机为例，在整步方式下，步进电机每接收一个脉冲，旋转1．8°，旋转一周，则需要2OO个脉冲。在半步方式下，步进电机每接收一个脉冲，旋转0．9°，旋转一周，则需要4OO个脉冲。控制步进电机旋转必须按一定时序对步进电机引线输入脉冲。以上述四相六线制电进电机为例，其半步工作方式和整步工作方式的控制时序如表4-1和表4-2所列。表4-1半步时序表表4-2整步时序图4.3软件设计 软件的设计采取了两套方案： 方案一：在程序设计的过程中用中断，以便达到时时判断的目的，在程序的设计过程中，使电梯运行判断更加智能化，程序采用模块化，上下判断采用状态标志法实现电梯的运行，因各方面的原因，方案一作废。但程序中有些模块是比较好的可以用到其他数值大小的判断上，例如：BIJIAO:;当前楼层和请求楼层比较，上升置80H的值为1，下降置70H的值为1 MOVA,60H CJNEA,51H,S1;1 AJMPZQD2S1: JCSZ1 AJMPXZ1SZ1: SETB71H CLR81H AJMPZQD2XZ1: SETB81H CLR71H AJMPZQD2 这段程序实现当前楼层60H中的值和请求楼层值的大小比较，若当前楼层小于请求楼层，则电梯上行，大于则下行，若同时上下都有请求则上行优先，判断完成后，继续判断其他楼层有没有请求。 方案二：整个程序应用单片机端口的高低电平实现，达到了模拟传感器的效果，在程序中无形的对各个端口的优先级进行了设置，并且电梯所在位置的判断、显示与电梯接