基于单片机的温度控制系统(完整资料)

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基于单片机的温度控制系统(完整资料）(可以直接使用，可编辑优秀版资料，欢迎下载）毕业论文设计基于51单片机的温度控制系统摘要在日常生活中温度在我们身边无时不在，温度的控制和应用在各个领域都有重要的作用。很多行业中都有大量的用电加热设备，和温度控制设备，如用于报警的温度自动报警系统，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，这些都采用单片机技术，利用单片机语言程序对它们进行控制。而单片机技术具有控制和操作使用方便、结构简单便于修改和维护、灵活性大且具有一定的智能性等特点，可以精确的控制技术标准，提高了温控指标,也大大的提高了产品的质量和性能。由于单片机技术的优点突出，智能化温度控制技术正被广泛地采用。本文介绍了基于单片机AT89C51的温度控制系统的设计方案与软硬件实现。采用温度传感器DS18B20采集温度数据，7段数码管显示温度数据，按键设置温度上下限，当温度低于设定的下限时，点亮绿色发光二极管，当温度高于设定的上限时，点亮红色发光二极管。给出了系统总体框架、程序流程图和Protel原理图,并在硬件平台上实现了所设计功能。关键词：单片机温度控制系统温度传感器AbstractIndailylife，thetemperatureinoursidetheever-present,thecontrolofthetemperatureandtheapplicationinvariousfieldsallhaveimportantrole。Manyindustrytherearealargenumberofelectricheatingequipment，andthetemperaturecontrolequipment，suchasusedforalarmautomatictemperaturealarmsystems，heattreatmentfurnace,usedtomeltmetalcrucibleresistancefurnace，andallkindsofdifferentUSESoftemperatureboxandsoon，theseusingsinglechipmicrocomputer，usingsinglechipcomputerlanguageprogramtocontrolthem.Andsingle-chipmicrocomputertechnologyhascontrolandconvenientinoperation，easytomodifyandmaintenanceofsimplestructure,flexibilityislargeandhassomeoftheintelligenceandothercharacteristics,wecanaccuratelycontroltechnologystandardtoimprovethetemperaturecontrolindex，alsogreatlyimprovethequalityoftheproductsandperformance.Becauseoftheadvantagesofthesinglechipmicrocomputerintelligenttemperaturecontroltechnologyoutstanding，isbeingwidelyadopted。ThispaperintroducesthetemperaturecontrolbasedonsinglechipmicrocomputerAT89C51designschemeofthesystemandthehardwareandsoftwareimplementation。ThetemperaturesensorDS18B20collectiontemperaturedata，7periodofdigitalpipedisplay，theupperandlowerlimitsoftemperaturebuttonwhentemperaturebelowthesettingofthelowerlimit，lightgreenleds,whenthetemperatureishigherthanthesetonthelimit，lightredleds.Giventhesystemframeworkandprogramflowchartandprinciplechart,andinProtelhardwareplatformtorealizethefunctionofthedesign.Keywords：SCMTemperaturecontrolsystemTemperaturesensors目录TOC\o”1—3"\h\z\uHYPERLINK\l”_Toc295836733"摘要I第一章前言1HYPERLINK\l”_Toc295836736”1。1温度控制系统设计发展历史及意义1HYPERLINK\l”_Toc295836737”1.2温度控制系统的目的11。3温度控制系统完成的功能1第二章总体设计方案2HYPERLINK\l”_Toc295836740”2。1方案一2_Toc295836742"3.1DS18B20简介5HYPERLINK\l”_Toc295836743"3。1。1DS18B20封装与引脚5HYPERLINK\l”_Toc295836744”3.1.2DS18B20的简单性能53.3DS18B20的测温原理6HYPERLINK\l”_Toc295836747”3。3.1测温原理:63.3.2DS18B20的温度采集过程9HYPERLINK\l”_Toc295836749”第四章单片机接口设计10HYPERLINK\l”_Toc295836750"4。1设计原则104。2单片机引脚连接10HYPERLINK\l”_Toc295836752"4。2。1单片机引脚图10HYPERLINK\l”_Toc295836753"4.2。2串口引脚11第五章硬件电路设计12_Toc295836758"5。2.2程序组成16HYPERLINK\l”_Toc295836759”结束语20HYPERLINK\l”_Toc295836760"致谢21,外接电源供电DS18B20发送“1”计数器计数器斜率累加器减到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。2测温原理内部装置3。3。2DS18B20的温度采集过程由于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.温度的采集流程如图3。3所示.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3.3DS18B20测温流程第四章单片机接口设计4。1设计原则DS18B20有2种供电方式，一种是直流电源，还有一种是寄生虫方式供电。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。电源是利用直流稳压电源。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单片机引脚连接4。2。1单片机引脚图单片机引脚如图4。1所示。图4.1单片机引脚4。2.2串口引脚串口引脚的连接图如附录1.第五章硬件电路设计5。1主要硬件电路设计硬件电路主要包括:显示电路,DS18B20温度传感器检测电路，按键电路,晶振电路，二极管显示报警电路，电源电路。(1）显示电路显示电路采用了7段共阴数码管扫描电路,通过单片机的P0.0到P0.7八个端口接数码管的八个引脚,数码管的9号引脚接地.用来显示当前检测的温度值，精确度为0。1。如图5.1所示。节约了单片机的输出端口，便于程序的编写。本设计中还有一组数码管由P2.0到P2。7连接，除接口不同外其他一样，如图5.2。图5.1显示测量结果电路图图5.2显示限定温度电路(2）DS18B20温度传感器检测电路温度采集通过数字化的温度传感器DS18B20，通过QD接向单片机的P3。0口.DS18B20温度传感器电路如图5。3所示。图5。3温度传感器电路引脚图（3)按键电路按键电路如图5.4所示.由K2、K3、K4三个按键控制上、下限温度值。P3.1接口接K4按键.P3.2接口接入K3按键.P3.3接口接K2按键。1。K2温度上下限减少键：减少温度上下限的值。

2。K3温度上下限增加键:增加温度上下限的值.

3.K4温控开关键:进入温控的切换键.图5.4按键电路图（4)晶振控制电路晶振采用的是12MHZ的标准晶振。接入单片机的XTAL1、XTAL2.晶振控制电路如图5.5所示。图5.5晶振控制电路图（5）复位电路复位电路采用了人工复位的方式，按下按键K1使单片机复位。直接接到单片机的RESET引脚。复位电路如图5.6所示图5。6复位电路图（6）二极管显示报警电路二极管显示报警电路如图5.7所示.通过单片机的P3。4和P3.5两个端口送出，采用的是高电平驱动，使其发光发出警告。图5.7二极管显示电路（8)电源部分电源部分才用的是直流稳压电源，产生5V的稳定直流电压。电源设计部分如图5.8所示。图5。8电源部分电路5.2软件系统设计5。2.1软件系统设计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C51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。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AT89C-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AT89C-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）。5.2.2程序组成系统程序主要包括主程序，读出温度子程序，写入子程序,门限调节子程序等。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5.9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5.9主程序流程图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，程序流程图如图5。10所示。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。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终止图5。10读出温度子程序3）写入子程序写入子程序的流程图如5.11所示。开始开始进位C清0进位C清0终止R2是否为0P3.0置0延时46US带进位右移延时12USP3.0清0终止R2是否为0P3.0置0延时46US带进位右移延时12USP3.0清0图5.11写入子程序4)门限调节子程序门限调节子程序流程如图5。12所示。图5。12门限调节电路结束语本文详细讲述了系统设计方案，并给出了相关程序流程。本设计应用性比较强，可以应用在仓库温度、大棚温度、机房温度、水池等的监控。另外，如果把本设计方案扩展为多点温度控制，加上上位机,则可以实现远程温度监控系统,将具有更大的应用价值。本文的创新点在于详细设计了基于单片机AT89C51的温度监控系统,设计程序已经。此系统可广泛用于温度在DS18B20测温范围之内的场合,有良好的应用前景。由于单片机的各种优越的特性，使得它的经济效益显的更加突出，有很好的实用性。附录附录1原理电路总设计图附录2源程序： FK1EQU24H；F(k）实测温度FKEQU25H；F(k)实测温度暂存RKEQU26H；R（k)给定温度SHI1EQU30H；实测温度十位SHI2EQU31H；实测温度个位SHI3EQU32H；实测温度小数位GAOEQU33H；给定温度十位ZHOEQU34H；给定温度个位DIEQU35H;给定温度小数位CNTEQU37H;按键消抖计数器LSBEQU50H；检测温度低8位MSBEQU51H;检测温度高8位K_INMBITP3.1;DI位设定温度按键K_INHBITP3。2;ZHO位设定温度按键KIBITP3.3；GAO位设定温度按键DQBITP3.0；DS18B20的温度输入口ORG0000H；主程序入口地址AJMPMAIN；跳转到主程序ORG000BH；T0中断入口地址ORG001BH;T1中断入口地址ORG0050HMAIN：MOVSP,＃60H;堆栈指针初始化MOVGAO，＃0;置设定值显示十位初值MOVZHO，＃0;置设定值显示个位初值MOVDI,＃0;置设定值显示小数位初值MOVCNT,＃10；MOVTMOD，#11H；定时器T0、T1初始化（方式1)MOVTH0,#3CH;T0定时器定时常数MOVTL0，#0B0H；MOVTH1，＃0FCH;T1定时器定时常数MOVTL1,#18H;SETBPT1；T1优先中断MOVIE，#8AH；中断使能SETBTR0；启动定时器T0SETBTR1；启动定时器T1LOOP：ACALLGETTMP;调用测温子程序ACALLBBLD;调用二十进制子程序ACALLTER；调用拆字子程序ACALLXIAOSHU；调用小数处理子程序ACALLDISP1;调用测得温度显示程序ACALLKEY；调用按键处理子程序ACALLIDTB;调用十二进制转换子程序ACALLCHK1；调用报警子程序ACALLDISP2;调用设定温度显示子程序AJMPLOOP;循环；＊*＊＊**＊测温子程序＊***＊＊GETTMP:ACALLRESET_PULSEACALLPRESENCEMOVA,＃0CCHACALLWRITE_BYTE；发跳过ROM命令MOVA，＃44HACALLWRITE_BYTE;发出温度转换命令JNBDQ，＄ACALLRESET_PULSEACALLPRESENCEMOVA，#0CCH;发跳过ROM命令ACALLWRITE_BYTEMOVA，＃0BEH；发读存储器命令ACALLWRITE_BYTEACALLREAD_BYTEMOVLSB,A；温度值低位字节送LSBACALLREAD_BYTEMOVMSB，A;温度值高位字节送MSBACALLRESET_PULSEACALLPRESENCEMOVA,MSBSWAPAANLA，＃70HMOVFK，AMOVA,LSBSWAPAANLA，＃0FHORLFK，AMOVFK1，FKRET;＊**＊＊读DS18B20的程序＊*＊*＊*＊READ_BYTE:MOVR6,＃8READ1：CLRDQNOPNOPSETBDQNOPNOPNOPMOVR5,AMOVC，DQMOVA，R5MOVR7,＃30DJNZR7，$RRCADJNZR6，READ1RETPRESENCE：JBDQ,$JNBDQ，＄RETRESET_PULSE：CLRDQMOVR7,#250DJNZR7，$SETBDQMOVR7，#10DJNZR7,$RET；***＊＊*＊＊*＊写DS18B20的程序***＊＊＊*WRITE_BYTE:MOVR6,#8WRITE:RRCAJCWRITE1CLRDQMOVR7，#30DJNZR7，$SETBDQNOPNOPNOPNOPDJNZR6,WRITERETWRITE1:CLRDQNOPNOPNOPNOPSETBDQMOVR7，＃30DJNZR7,$DJNZR6,WRITERET;＊****＊二十进制转换子程序＊****BBLD:CLRAMOVR2，AMOVR7，#8BBCD1：CLRCMOVA,FKRLCAMOVFK,AMOVA,R2ADDCA,R2DAAMOVR2,ADJNZR7,BBCD1RET；＊＊**＊*拆字子程序**＊＊＊**TER:MOVA，R2ANLA,#0FHMOVSHI2,AMOVA,R2SWAPAANLA,＃0FHMOVSHI1,ARET;****＊**小数部分处理子程序＊*＊*＊＊XIAOSHU:CLRCMOVR3,＃3MOVA,50HLOOP2：RRCADJNZR3，LOOP2ANLA，＃01HCJNEA,＃01H，XIAOSHU2MOVSHI3，#5RETXIAOSHU2:MOVSHI3,#0RET；***＊*＊按键部分处理子程序＊＊＊***＊KEY:MOVCNT，#80JBK_INM,KEY1ACALLDISP1ACALLDISP2ACALLDISP1ACALLDISP2JBK_INM,KEY1WAIT0:JBK_INM,KEY2ACALLDISP1ACALLDISP2DJNZCNT，WAIT0KEY2:MOVA，DIADDA，#5DAAMOVDI,ASUBBA,＃09HJCKEY1MOVDI，＃0KEY1：MOVCNT，＃80JBK_INH，KEY4ACALLDISP1ACALLDISP2ACALLDISP1ACALLDISP2JBK_INH，KEY4WAIT1：JBK_INH,KEY3ACALLDISP1ACALLDISP2DJNZCNT,WAIT1KEY3：MOVA,ZHOADDA,＃1DAAMOVZHO，ACJNEA,#10H,KEY4MOVZHO,＃0KEY4：MOVCNT,＃80JBKI，KEY_BACKACALLDISP1ACALLDISP2ACALLDISP1ACALLDISP2JBKI，KEY_BACKWAIT2:JBKI,KEY5ACALLDISP1ACALLDISP2DJNZCNT,WAIT2KEY5:MOVA，GAOADDA,＃1DAAMOVGAO，ACJNEA，#10H,KEY_BACKMOVGAO,#0KEY_BACK:RET;*＊＊**＊延时程序1＊＊*＊**D0.6S:MOVR3，＃64HDEL3:MOVR4，＃384HDEL4：NOPNOPNOPDJNZR4,DEL4DJNZR3，DEL3RET；*＊＊**＊实测温度显示部分子程序*＊*＊**＊DISP1:MOVDPTR,#TABMOVA，SHI1MOVCA，＠A+DPTRMOVP0,AMOVP1，#3FHCLRP1。0ACALLTMMOVA，SHI2MOVCA，@A+DPTRMOVP0,AMOVP1,#3FHSETBP0。7CLRP1。1ACALLTMMOVA,SHI3MOVCA,@A+DPTRMOVP0，AMOVP1,＃3FHCLRP1。2ACALLTM；＊*＊＊＊＊实测温度显示部分子程序＊＊**＊**DISP2:MOVDPTR，#TABMOVA,GAOMOVCA,@A+DPTRMOVP2,AMOVP1,#3FHCLRP1.3ACALLTMMOVA,ZHOMOVCA,＠A+DPTRMOVP2，AMOVP1,#3FHSETBP2.7CLRP1。4ACALLTMMOVA,DIMOVCA,@A+DPTRMOVP2，AMOVP1，＃3FHCLRP1。5ACALLTMRETTAB:DB3FH，06H，5BH，4FH,66H，6DH，7DH,07H,7FH，6FH;*＊＊＊显示延时子程序＊＊*＊＊**TM:MOVR1,＃30TM1:MOVR2，#25TM2:DJNZR2,TM2DJNZR1，TM1RET；＊*＊＊*＊＊十二进制转换子程序＊**＊＊＊*IDTB：MOVR0,＃33HMOVR2,#1MOVA，＠R0MOV52H，ADITB1：MOVA,52HMOVB,#10MULABMOV52H,AMOVA,BINCR0MOVA，52HADDA,＠R0MOV52H，AMOVRK,52HRET；＊*＊＊＊＊*设定温度越线报警子程序*＊＊＊*CHK1:MOVA,DICLRCSUBBA,#0MOVA,ZHOSUBBA,#0MOVA，GAOSUBBA,#4JCOUTBMOVA,DICLRCSUBBA,＃5MOVA，ZHOSUBBA，#0MOVA，GAOSUBBA,#9JNCOUTAMOVA，＃00HRETOUTA：MOVGAO，#9MOVZHO，#0MOVDI,#0CLRP3.4ACALLD0。6SSETBP3。4RETOUTB：MOVGAO，#4MOVZHO，#0MOVDI,#0CLRP3。4ACALLD0.6SSETBP3。4RETEND参考文献1．张友德主编《单片微型机原理，应用与实验》复旦大学出版社出版19932．何立民主编《单片机应用技术选编（1）》北京航空航天大学出版社20003.韦珑珅；杨荣松;基于DS18B20的单片机多点温度测量系统机械与电子4.赵娜;赵刚;于珍珠;郭守清；基于51单片机的温度测量系统，2007,（02）5.StevenF。Barrett，DanielJ。Pack。EmbeddedSystem［M].北京:电子工业出版社，20066.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，20027.阎石.数字电子技术基础(第三版)[M].北京：高等教育出版社，19898．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，19989．李广弟。单片机基础［M]。北京：北京航空航天大学出版社，199410．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，200011．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］南昌工程学院毕业设计（论文)成绩评定和评语姓名班级学号Ⅰ.毕业设计（论文)题目：Ⅱ。指导教师评语及评分评语：评分：指导教师:年月日Ⅲ。答辩委员会（小组）评语及评分评语：评分：总评成绩:答辩委员会（小组）负责人：年月

外文原文：

Deｓｉgｎ

ｏf

thｅ

Tempｅｒatｕrｅ

Control

Syｓｔｅm

Ｂased

on

AT８9C51

ABSTRACT

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ｐrｉnciple

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tｅmperaｔure

coｎtrol

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ｂａsｅｄ

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ｃｏntrｏｌleｒ

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thｅ

temｐeraｔure

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ｏf

thｅ

１—Wｉre

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Ｔhe

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can

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1

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Cｏｍmercial

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inclｕde

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syｓｔｅmｓ，

printeｒｓ,

phoｔocopiｅｒs,

aiｒ

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cｏｎtroｌ

sｙｓtｅmｓ,

ｄｉsk

dｒｉｖｅs,

and

mｅdicａl

instrｕmenｔs.

The

aｕtｏmoｔｉve

inｄustry

ｕsｅ

MCS

51

mｉcrｏcoｎtroｌｌｅｒｓ

in

engine-conｔrol

ｓysteｍs,

aiｒbａｇs，

ｓｕspenｓiｏn

sysｔemｓ，

and

antiloｃk

brakiｎg

sｙstｅｍs

(ＡＢS)。

The

AT89Ｃ5１

is

ｅspｅciａlly

well

suiｔed

ｔo

ａpplicatioｎs

that

benefit

frｏm

its

prｏcesｓｉng

spｅeｄ

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

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

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

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

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

the

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

ｔｏｔal

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

coｍponｅｎt

lｅvel

aｎd

ｓysteｍ

leveｌ

unｄｅｒ

ｗorst

ｃase

enｖｉroｎmｅnｔal

and

ｖoltage

ｃonditionｓ．

This

completｅ

anｄ

thｏrougｈ

ｖａlidatioｎ

neceｓｓiｔａtes

not

only

ａ

welｌ—defｉned

ｐrｏcｅss

buｔ

also

a

pｒopeｒ

eｎviroｎmeｎt

and

ｔｏolｓ

to

faciｌｉtate

aｎd

execｕte

tｈe

ｍｉssioｎ

ｓucｃesｓfully.

Intel

Chandlｅr

Platform

Eｎginｅering

grｏup

pｒｏvｉdes

post

silicon

sｙstｅm

vａｌidaｔion

（SV）

ｏf

various

micro－coｎｔrollerｓ

and

proｃessors．

The

syｓtem

ｖalｉｄａtｉon

prｏceｓｓ

cａn

be

broｋｅn

inｔo

tｈree

mａjor

parts.

Ｔhe

tｙpe

of

tｈｅ

devｉcｅ

and

ｉts

apｐlｉcａtion

rｅｑｕirementｓ

detｅｒmiｎｅ

wｈｉｃh

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

16—bittimｅr/cｏｕnｔers，

a

fiｖe

ｖeｃtoｒ

twｏ－level

iｎterrupｔ

ａrcｈｉteｃtuｒe，

a

full

dupｌe

sｅr—iaｌ

ｐorｔ,

on－chｉｐ

ｏｓcilｌａtoｒ

anｄ

clock

ciｒcuitrｙ。

Ｉｎ

additiｏn,

the

ＡT8９C５１

is

ｄesｉｇnｅｄ

ｗith

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/ｃounters,

seｒｉａl

poｒｔ

ａｎd

inteｒrｕpｔ

sys

—tｅｍ

ｔｏ

ｃoｎtｉnue

ｆuｎctioning。

The

Power—down

Mｏde

sａvesthe

ＲAM

ｃoｎtenｔｓ

but

freeｚes

the

oscｉｌ–latｏr

disabling

all

ｏther

chip

ｆunctioｎs

uｎtil

ｔｈe

nexｔ

hardwaｒｅ

ｒeseｔ.

1.３Pｉn

Descriptｉｏn

ＶＣC

Suppｌy

ｖoltage。

GND

Ground。

Poｒt

0:Port

0

iｓ

an

8－bit

opｅｎ—dｒaiｎ

ｂi－ｄirｅctional

I/O

poｒt。

Aｓ

aｎ

ouｔpuｔ

porｔ,

eaｃh

piｎ

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

the

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

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

8－bit

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

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

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

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

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.

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

sourｃe

ｃｕrrenｔ

（IIL）

becａｕse

of

thｅ

ｉnternaｌ

pull

upｓ。

Pｏｒt

2

emitｓ

the

hｉgh—orｄer

ａddｒess

byte

ｄｕｒinｇ

fｅｔches

frｏm

eｘtｅrnal

proｇraｍ

ｍemory

and

ｄurｉng

ａccesses

to

eｘｔernａｌ

data

mｅmoｒy

tｈat

use

16－bit

addrｅsses

(MOVX@DPTR)。

In

thiｓ

apｐlicatｉoｎ，

it

uses

stｒong

interｎal

pull—ｕｐs

wｈeｎ

emｉttｉｎｇ

1s.

Ｄurｉng

acｃesses

to

extｅrnaｌ

dａta

memory

ｔhat

use

8—bit

aｄdreｓses

（ＭOVX

＠

RＩ)，

Port

2

emitｓ

the

contents

of

thｅ

P2

S