1、 1 前前 言言 在工业生产环境中，温度、湿度、电流、流速、开关量、电压、电流、压力 和流量都是常用的主要被控参数。其中，温度控制也越来越重要。在工业生产的 很多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行 检测和控制。采用单片机对温度进行控制不仅具有控制方便、简单和灵活性大等 优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大的提高产品的质 量和数量。因此，单片机对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的控制 问题。 单片机是一种集 CPU、RAM、ROM、I/O 接口和中断系统等部分于一体的器件， 只需要外加电源和晶振就可实现对数字信息的处理和控制。因此，单片
2、机广泛用 于现代工业控制中。 本论文侧重介绍“单片机温度自动监测控制系统”的软件设计及相关内容。 论文的主要内容包括：滤波、采样、键盘、LED 显示和报警系统，加热控制系统， 单片机 MCS-51 的开发以及系统应用软件开发等。作为控制系统中的一个典型实 验设计，单片机温度控制系统综合运用了微机原理、自动控制原理、模拟电子技 术、数字控制技术、键盘显示技术等诸多方面的知识，是对所学知识的一次综合 测试。 2 第第 1 1 章章 绪绪 论论 1.1 概述概述 随着现代工业的逐步发展，在工业生产中，温度、压力、流量和液位是四种 最常见的过程变量。 其中， 温度是一个非常重要的过程变量。 例如： 在
3、冶金工业、 化工工业、电力工业、机械加工和食品加工等许多领域，都需要对各种加热炉、 热处理炉、反应炉和锅炉的温度进行控制。然而，用常规的控制方法，潜力是有 限的，难以满足较高的性能要求。采用单片机来对它们进行控制不仅具有控制方 便、简单和灵活性大的优点，而且可以大幅度提高被测温度的技术指标，从而能 够大大提高产品的质量和数量。因此，单片机对温度的控制问题是一个工业生产 中经常会遇到的控制问题。 1.2 单片机技术简介单片机技术简介 1.2.1单片机的发展概况单片机的发展概况 1970 年微型计算机研制成功之后，随之即出现了单片机（即单片微型计算 机） 美国 Intel公司 1971 年生产的
4、4 位单片机 4004 和 1972 年生产的雏形 8 位单片机 8008，这也算是单片机的第一次公众亮相。 1976 年 Intel公司首先推出能称为单片机的 MCS-48 系列单片微型计算机。 它以体积小、功能全、价格低等特点，赢得了广泛的应用，同时一些与单片机有 关公司都争相推出各自的单片机。 1978 年下半年 Motorola 公司推出 M6800 系列单片机，Zilog公司相继推出 Z8单片机系列。 1980年Intel公司在MCS-48系列基础上又推出高性能的MCS-51 系列单片机。这类单片机均带有串行 I/O 口，定时器/计数器为 16 位，片内存储 容量（RAM，ROM）都
5、相应增大，并有优先级中断处理功能，单片机的功能、 寻址范围都比早期的扩大了，它们是当时单片机应用的主流产品。 1982 年 Mostek 公司和 Intel公司先后又推出了性能更高的 16 位单片机 MK68200 和 MCS-96 系列，NS 公司和 NEC 公司也分别在原有 8 位单片机的基 础上推出了 16 位单片机 HPC16040 和 PD783 系列。 1987 年 Intel公司又宣布了性能比 8096 高两倍的 CMOS 型 80C196，1988 年推出带 EPROM 的 87C196 单片机。由于 16 位单片机推出的时间较迟、价格 昂贵、开发设备有限等多种原因，至今还未得
6、到广泛应用。而 8 位单片机已能满 3 足大部分应用的需要，因此，在推出 16 位单片机的同时，高性能的新型 8 位单 片机也不断问世。 纵观这短短的 20 年，经历了 4 次更新换代，单片机正朝着集成化、多功能、 多选择、 高速度、 低功耗、 扩大存储容量和加强 I/O 功能及结构兼容的方向发展。 新一代的 80C51 系列单片机除了上述的结构特性外，其最主要的技特点是向外 部接口电路扩展，以实现微控制器（microcontroller）完善的控制功能为己任。 这一系列单片机为外部提供了相当完善的总线结构， 为系统的扩展和配置打下了 良好的基础。由于 80C51 系列单片机所具有的一系列优越的特点，获得广泛使 用指日可待。 1.2.2 单片机技术的应用单片机技术的应用 随着计算机技术的发展和在控制系统中的广泛应用，以及设备向小型化、智 能化发展，作为高新技术之一的单片机以其体积小、功能强、价格低廉、使用灵 活等优势， 显示出很强的生命力。 它和一般的集成电路相比有较好的抗干扰能力， 对环境的温度和湿度都有较好的适应性，可以在工业条件下稳定工作。且单片机 广泛地应用于
