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1、I 编编 号号 无锡太湖学院 毕毕业业设设计计（论论文文） 题目：题目：波峰焊焊接温度测试记录仪的设计 信机 系系 电子信息工程 专专 业业 I 无锡太湖学院本科毕业设计（论文）无锡太湖学院本科毕业设计（论文） 诚诚 信信 承承 诺诺 书书 本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文） 波峰焊焊接温度测 试记录仪的设计 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果， 除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用、表示致谢的内容外，本 毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。 班 级： 电信 83 学 号： 0822111 作者姓名： 波峰焊焊接参数的测量记录仪 II 江南大学太湖
2、学院 信机 系系 电子信息工程 专业专业 毕毕 业业 设设 计计论论 文文 任任 务务 书书 一、题目及专题：一、题目及专题： 1、题目 波峰焊焊接温度测试记录仪的设计 2、专题 对波峰焊焊接参数的测量记录仪进行控制电路及控制软件的设 计 二、课题来源及选题依据二、课题来源及选题依据 本课题是波峰焊焊接温度测试记录仪的设计。电路板的生产一般需要 进行波峰焊接，为保证波峰焊接的质量，要用一种能进入焊接设备内测量 和记录预热温度、焊接温度和焊接时间等参数的测温仪，这种进口测温仪 价格要几万元。本设计用 STC89C52 单片机设计制作功能类似但价格便宜 的焊接温度测试仪。其硬件电路由热电偶、信号调
3、理电路、A/D 转换、单 片机和数码管等组成，控制程序用 C 语言编写，适合已掌握电子技术和计 算机技术的学生作为毕业设计课题。 三、本设计（论文或其他）应达到的要求：三、本设计（论文或其他）应达到的要求： 1、进行方案设计，包括组成电路、器件配置、控制程序主框图。 III 2、进行器件选择及器件性能介绍，并绘制出电路图。 3、进行控制程序的框图设计，再进行软件程序的编制、注释，并修改、完 善。 4、列出参考资料依据，写出毕业设计小结。 5、按学院要求写出完整的符合要求的毕业论文。 四、接受任务学生：四、接受任务学生： 电信 83 班班 姓名姓名 罗玉怀 五、开始及完成日期：五、开始及完成日期
4、： 自自 2011 年年 10 月月 25 日日 至至 2012 年年 5 月月 22 日日 六、设计（论文）指导（或顾问）：六、设计（论文）指导（或顾问）： 指导教师指导教师 签名签名 签名签名 签名签名 教教研研室室主主任任 学科组组长研究所所长学科组组长研究所所长 签名签名 系主任系主任 签名签名 2011 年年 10 月月 25 日日 波峰焊焊接参数的测量记录仪 1 摘摘 要要 本课题是关于波峰焊参数测量记录仪的设计。在电子产品生产企业中，焊 接电路板都普遍使用波峰焊机和回流焊机。随着电路板上元器件集成度的提高 和元器件的微型化、复杂化，在印制电路板上焊接元件时对各种焊接设备设置 工艺
5、参数的要求越来越高。这就需要一种能随传送链进入焊接设备内，测量和 记录电路板上各元件的温度参数，并能将测量数据方便地显示出来的仪器。但 具有这样功能的测温仪器一般都是进口的，价格要几万元，一般的电子工厂只 有一台，既不够用又很容易损坏。能不能设计一种功能类似但价格便宜的焊接 温度测试仪呢？用单片机控制电路就能做到，本设计的就是这样的一种用单片 机控制的低成本的波峰焊焊接温度测试记录仪。 本设计的波峰焊焊接温度测试记录仪的控制电路使用 STC89C52 单片机作 为主控芯片，还有热电偶、信号调理电路、A/D 转换电路和数码显示电路等组 成，再配以 C 语言控制程序，达到波峰焊焊接温度测试记录仪规
6、定的功能。 测量时把测温仪放入波峰焊机的传送链上，波峰焊机内的温度参数经测温 仪上的热电偶测温后，经信号调理电路调理，经 A/D 转换输入单片机进行软件 处理和存贮。当测试完成后，电路板上的数码管会自动显示出预热温度、焊接 温度、焊接时间等测试数据，使焊接设备操作者能及时地调整好设备的工艺参 数。 关键词：关键词：波峰焊；单片机；A/D 转换；C 语言程序 2 Abstract This subject is designed for wave soldering parameters measuring recorders. Manufacturers of electronic produ
7、cts, soldering circuit boards are commonly used in wave soldering machines and reflow soldering machine. With the improvement of integration of the circuit board components and component miniaturization, more complicated, the increasingly high in the printed circuit board soldering components on a v
8、ariety of welding equipment set the process parameters. This requires a temperature parameter into the welding equipment, measure and record the circuit board components with the transmission chain, and can be easily measured data displayed instruments. But with such a function thermometer is genera
9、lly imported, the price of several million, only one general electronics factory, neither good enough and very easy to damage. Can not design a similar but cheaper soldering temperature tester? MCU control circuit can be done, this design is a low-cost microprocessor controlled wave soldering weldin
10、g temperature test recorder. The recorder control circuit of the design of the wave soldering soldering temperature test use STC89C52 MCU control procedures as the composition of the main chip, thermocouple, signal conditioning circuits, A / D converter circuit and digital display circuit, etc., whi
11、ch together with the C language , wave soldering to welding temperature under the test recorder function. Measurement when the thermometer into the chain of transmission of the wave soldering machine, thermometer thermocouple temperature parameter in the wave soldering machine, the signal conditioni
12、ng circuit conditioning, converted by A / D input single-chip software processing and storage. When the test is completed, the digital control circuit board will automatically display the test data of the preheating temperature, welding temperature, welding time, welding equipment operator to adjust
13、 the process parameters of good equipment in a timely manner. Keywords: wave soldering; microcontroller; A / D conversion; C language program. 3 目目 录录 摘 要2 ABSTRACT.3 目 录4 1 概述6 1.1 测温仪的介绍6 1.2 课题来源6 1.3 研究内容6 1.4 拟采取的研究方法7 1.5 研究计划及预期成果7 2 相关知识及原理介绍8 2.1 测温仪的使用方法8 2.2 单片机的介绍及分类8 2.2.1 单片机的介绍 .8 2.2
14、.2 单片机的分类 .10 2.2.3 STC89C52 单片机.10 2.3 K 式热电偶探头13 2.3.1 什么是热电偶13 2.3.2 热电偶探头的概述 .13 2.3.3 热电偶探头测温基本原理.14 2.3.4 热电偶探头的种类及结构形成.14 2.4 电磁继电器.15 2.4.1 继电器的工作原理和特性 .16 2.4.2 继电器主要技术参数 .16 2.4.3 继电器的选用 17 2.5 74HC138 3-8 译码器 .17 2.5.1 74HC138 功能 .18 2.5.2 74HC138 特性 .18 2.6 74HC245 8 位锁存器18 2.6.1 74HC245
15、 简介.18 2.6.2 74HC245 引脚定义.18 2.7 三端稳压器 LM780519 2.7.1 LM7805 介绍 19 2.7.2 LM7805 实际应用.19 2.7.3 引脚序号、引脚功能.19 2.7.4 LM7805 应用电路.20 4 2.7.5 LM7805 电参数.21 3 控制电路设计22 3.1 控制电路工作原理22 3.1.1.电源电路22 3.1.2 时钟和复位电路22 3.1.3 测温信号调理电路 AD595.23 3.1.4 模数转换电路 MAX14424 3.1.5 数码管电路.24 3.2 总原理图25 4 软件设计27 4.1 程序语言介绍27 4
16、.1.1 什么是 C 语言.27 4.1.2 C 语言的特点27 4.1.3 C 语言的优缺点 27 4.1.4 C 语言的结构特点 29 4.2 软件编程构思29 4.3 总程序流程图30 4.4 C 语言控制程序.30 5 经验与总结37 6 致 谢37 参考文献:37 波峰焊焊接参数的测量记录仪 1 1 1 绪论绪论 本课题是关于波峰焊参数测量记录仪的设计。在电子产品生产企业中，焊接电路板 都普遍使用波峰焊机和回流焊机。焊接温度是焊接过程中的一个重要参数，其过高或过 低都会影响焊接产品质量。过高，则会浪费焊接功率，降低生产率；过低，则会降低焊 接产品质量。因此，控制好焊接温度对于焊接产品
17、具有特别重要的意义。随着电路板集 成度的提高和元器件的微型化、复杂化，在印制电路板上焊接元件时对各种焊接设备： 波峰焊、回流焊等设备设置工艺参数的要求越来越高。这就需要一种能随传送链进入焊 接设备内，测量和记录电路板上各元件的预热温度、焊接温度和焊接时间等参数，并能 将测量数据方便地显示出来的仪器。但具有这样功能的测温仪器一般都是进口的，价格 要几万元，一般的电子工厂最多也只有一台，多条生产线根本不够用，并且一台仪器既 容易损坏又经常测试不准。能不能设计一种功能类似但价格便宜的焊接温度测试仪，并 能制作多台呢？用单片机控制电路就能做到，本设计的就是这样的一种用单片机控制的 低成本（约一百多元/
18、台）的波峰焊焊接温度测试记录仪。 1.1 本课题的研究内容和意义本课题的研究内容和意义 本设计的波峰焊焊接温度测试记录仪的控制电路使用 STC89C52 单片机作为主控芯 片，还有热电偶、信号调理电路、A/D 转换电路和数码显示电路等组成，再配以 C 语言 控制程序，达到能自动测量和记录波峰焊机的预热温度、焊接温度和焊接时间等工艺参 数的功能。使波峰焊设备的操作工可根据测得的这些数据能及时地调整好设备的工艺参 图 1.1：波峰焊焊接参数测试记录仪 无锡太湖学院学士学位论文 2 数。由于制作成本很低，每个工厂可配备多台单片机测温仪，这样就可及时掌握每台波 峰焊机的焊接参数，更好地控制电路板的焊接
19、质量。 本课题的研究内容是对波峰焊焊接温度测试记录仪控制电路的功能要求和单片机的 控制方法进行学习、研究，再进行测温仪方案的设计，包括组成电路、器件选择等。然 后使用 Protel 软件绘制出使用 STC89C52 单片机的控制电路图。再用 C 语言进行软件框 图设计和编制控制程序，要求电路设计和软件编程均能达到波峰焊焊接温度测试记录仪 规定的功能要求。 1.2 测温仪在国内外的发展概况测温仪在国内外的发展概况 1.2.11.2.1 测温仪概述测温仪概述 测温仪是温度计的一种，用红外线传输数字的原理来感应物体表面温度，操作比较 方便，特别是高温物体的测量。应用广泛，如钢铸造、炉温、机器零件、玻
20、璃及室温、 体温等各种物体表面温度的测量。目前用得比较多的是红外测温仪。红外测温仪器主要 有3种类型：红外热像仪、红外热电视、红外测温仪（点温仪） 。 测温仪技术在生产过程中，在产品质量控制和监测，设备在线故障诊断和安全保护 以及节约能源等方面发挥了着重要作用。 采用红外成像检测技术可以对正在运行的设备进行非接触检测，拍摄其温度场的分 布、测量任何部位的温度值，据此对各种外部及内部故障进行诊断，具有实时、遥测、 直观和定量测温等优点，用来检测发电厂、变电所和输电线路的运转设备和带电设备非 常方便、有效。 利用热像仪检测在线电气设备的方法是红外温度记录法。红外温度记录法是工业上 用来无损探测，检
21、测设备性能和掌握其运行状态的一项新技术。与传统的测温方式(如热 电偶、不同熔点的蜡片等放置在被测物表面或体内)相比，热像仪可在一定距离内实时、 定量、在线检测发热点的温度，通过扫描，还可以绘出设备在运行中的温度梯度热像图， 而且灵敏度高，不受电磁场干扰，便于现场使用。它可以在-202000的宽量程内以 0.05的高分辨率检测电气设备的热致故障，揭示出如导线接头或线夹发热，以及电气设 备中的局部过热点等等。测温仪是利用带电设备的致热效应，采用专用的设备获取从设 备表面发出的红外辐射信息，进而判断设备状况和缺陷性质的一门综合技术。 随着科学技术的发展和现代工业技术的需要，测温技术也不断地改进和提高
22、。由于 测温范围越来越广，根据不同的要求，又制造出不同需要的测温仪器。如：气体温度计 、 电阻温度计 、温差电偶温度计 、高温温度计 、指针式温度计 、玻璃管温度计 、压力 式温度计、半导体温度计 、热电偶温度计 、光测高温计 、液晶温度计 等。 1.2.21.2.2 红外温度测量仪红外温度测量仪 波峰焊焊接温度测试记录仪的设计 3 焊接温度是关系到焊接质量的关键参数之一， 控制合适的焊接温度对保证焊接质量 至关重要。非接触式红外测温仪为焊接在线温度监控提供了一种有效的技术手段。采用 红外测温仪可以实现在线焊接温度测量，并且可以进一步构成焊接温度自动控制系统。 红外测温是利用物体的热辐射特性与
23、温度之间的关系来实现非接触测温的一种方法。 任何物体受热后都将一部分热能转换为辐射能，理论和试验都证明辐射能量与温度成正 比。红外测温仪内设光学装置，可以收集来自物体的辐射红外线能量，并把该能量聚焦 在探测器上。辐射能量是以波动的方式传播的，并可以通过光电转换器件和其它相关的 辅助电路、光路构成的传感器，将辐射能量转换为电信号，并被放大、显示出来。对于 从室温到上千摄氏度这样的工业中常用的测温范围，辐射能量较高的光谱在近红外到红 外波段范围内，所以称作红外测温。 红外测温仪采用单片机及 LED 键盘控制电路和红外测温传感器电路实现，该测温仪 包括按键、音频输出和红外测温部分。 其中，按键部分：
24、按键开始测温，一直按下，听到声音表示测温完毕。音频输出部 分：主要是将单片机的两路音频输出端通过集成运放放大，经扬声器播放。 红外测温部分：主要是通过单片机 I/O 口的控制，将所测得的温度接收到单片机中， 实现在线温度测量。然后，单片机经过处理控制输出，来调整焊接功率的输出。 单片机作为该测温系统的控制中心，负责控制启动温度测量、接收测量数据、计算 温度值，并根据取得的键值控制播放显示过程，同时通过音频输出通道播报温度值;红外 测温传感器电路负责温度的测量、采集，并将采集数据通过数据端口传送到单片机;LED 键盘控制电路中的键盘，控制温度显示和播放，数码管显示温度值。 1.2.31.2.3
25、焊接温度测试仪焊接温度测试仪 焊接温度是焊接过程中的一个重要参数，其过高或过低都会影响焊接产品质量。过 高，则会浪费焊接功率，降低生产率;过低，则会降低焊接产品质量。因此，控制好焊接 温度对于焊接产品具有特别重要的意义。 如型号为 X4I 的焊接温度曲线测试仪,其性能和特点为: A A 效率高，连续存储数据 16 次，同时下载至计算机分组分析处理。 B B 采用模块化分析模式，简捷、快速分析系统可基于 PC（Windows）及 PDA（Pocket )进 行数据分析。 C C 功耗低，采用锂电池供电，连续使用长达 60 小时以上，快速充电 10 分钟即可使用。 D D 通信模式采用串口、USB
26、 及无线传输，适合多种工作环境及应用领域多层隔热保护，采 用不锈钢精制而成。 E E 可应对最严酷的无铅制程和承受苛刻的工业环境。 无锡太湖学院学士学位论文 4 1.3 本课题本课题应达到的要求应达到的要求 先复习单片机 MCS-51 系列的硬件构成及命令系统，分析研究波峰焊焊接温度测试记 录仪控制电路的功能要求。再进行方案设计，设计出要达到规定功能的单片机控制电路 的各组成部分：STC89C52 单片机作为主控芯片，还有热电偶、信号调理电路、A/D 转换 电路和数码显示电路等组成，再编制控制程序框图和 C 语言控制程序，使波峰焊焊接温 度测试记录仪达到能自动测量和记录波峰焊机的预热温度、焊接
27、温度和焊接时间等工艺 参数的功能。 通过对波峰焊焊接温度测试记录仪的设计制作，使我学会使用 Protel 软件绘制电路 图，用 C 语言编制单片机控制程序，初步涉及了电子产品的设计开发工作,为我今后走上 技术工作岗位是一次极好的学习和练兵机会。 2 相关知识及原理介绍相关知识及原理介绍 波峰焊焊接温度测试记录仪的设计涉及到很多的相关知识及元器件，在这里先分别 介绍一下，为后面的控制电路设计及控制软件设计作好准备。 2.1 波峰焊焊接温度测试记录仪波峰焊焊接温度测试记录仪 2.1.12.1.1 测试记录仪的构成测试记录仪的构成 测试记录仪由热电偶探头及引线、控制电路板、电池组和金属盒组成，热电偶
28、探头及 引线从金属盒一端安装的插座引出。金属盒用不锈钢薄板做成，有盖子可打开。金属盒 内包裹一层绝缘隔热材料，使安装在其内的电路板和电池组与外壳隔热和绝缘。 2.1.22.1.2 测试记录仪的使用方法测试记录仪的使用方法 A 把测试记录仪放在一块印制电路板上的中央，把热电偶探头插入电路板的元件孔中， 使探头能接触到波峰，把测试记录仪的电源开关打开，使之开始工作。 B 把放有测试记录仪的电路板放在波峰焊机的传送链条上，让电路板在波峰焊机内运行 一次。 C 取下印制电路板和测试记录仪，把测试记录仪的盒盖打开，可以看到 4 位数码管正在 不停地显示数字，记录下预热温度、焊接温度和焊接时间，完成后关掉
29、电源开关。 2.2 单片机单片机的介绍及分类的介绍及分类 单片机是测试记录仪控制电路中最为重要的一部分，测试记录仪的整体功能主要是 由它来控制完成的。 2.2.1 单单片片机机的的介介绍绍 单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit） ，常用 英文字母的缩写 MCU 表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。由于单片机在工业控 波峰焊焊接温度测试记录仪的设计 5 制领域的广泛应用，为使更多的业内人士、学生、爱好者，产品开发人员掌握单片机这 门技术，于是产生单片机开发板，比较有名的例如电子人 DZR-01A 单片机开发板。单片 机由芯片内仅有 CPU
30、 的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和 CPU 集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的 控制设备当中。INTEL 的 Z80 是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机 和专用处理器的发展便分道扬镳。 早期的单片机都是 8 位或 4 位的。其中最成功的是 INTEL 的 8031，因为简单可靠而 性能不错获得了很大的好评。此后在 8031 上发展出了 MCS51 系列单片机系统。基于这 一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高，开始出现 了 16 位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90 年
31、代后随着消费电子产 品大发展，单片机技术得到了巨大提高。随着 INTEL i960 系列特别是后来的 ARM 系列 的广泛应用，32 位单片机迅速取代 16 位单片机的高端地位，并且进入主流市场。而传统 的 8 位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起 80 年代提高了数百倍。目前，高 端的 32 位单片机主频已经超过 300MHz，性能直追 90 年代中期的专用处理器，而普通的 型号出厂价格跌落至 1 美元，最高端的型号也只有 10 美元。当代单片机系统已经不再只 在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。 而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚
32、至可以直接使用专用的 Windows 和 Linux 操作系统。 单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。事实上 单片机是世界上数量最多的计算机。现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中 都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等 电脑配件中都配有 1-2 部单片机。而个人电脑中也会有为数不少的单片机在工作。汽车上 一般配备 40 多部单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作！ 单片机的数量不仅远超过 PC 机和其他计算的总和，甚至比人类的数量还要多。 单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而
33、是把一个计算机 系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了 I/O 设备。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学 习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最 佳选择。 单片机内部也用和电脑功能类似的模块，比如 CPU，内存，并行总线，还有和硬盘 作用相同的存储器件，不同的是它的这些部件性能都相对我们的家用电脑弱很多，不过 价钱也是低的，一般不超过 10 元即可，用它来做一些控制电器一类不是很复杂的工作足 矣了。我们现在用的全自动滚筒洗衣机、排烟罩、VCD 等等的家电里面都可以看到它的 身影，它主要
34、是作为控制部分的核心部件。它是一种在线式实时控制计算机，在线式就 无锡太湖学院学士学位论文 6 是现场控制，需要的是有较强的抗干扰能力，较低的成本，这也是和离线式计算机的 （比如家用 PC）的主要区别。 2.2.2 单单片片机机的的分分类类 单片机作为计算机发展的一个重要领域，应用一个较科学的分类方法。根据目前发展 情况，从不同角度单片机大致可以分为通用型/专用型、总线型/非总线型及工控型/家电 型。 A A 通用型/专用型 这是按单片机适用范围来区分的。例如，80C51 是通用型单片机，它不 是为某种专用途设计的；专用型单片机是针对一类产品甚至某一个产品设计生产的，例 如为了满足电子体温计的
35、要求，在片内集成 ADC 接口等功能的温度测量控制电路。 B B 总线型/非总线型 这是按单片机是否提供并行总线来区分的。总线型单片机普遍设置 有并行地址总线、 数据总线、控制总线，这些引脚用以扩展并行外围器件都可通过串行 口与单片机连接，另外，许多单片机已把所需要的外围器件及外设接口集成一片内，因 此在许多情况下可以不要并行扩展总线，大大减省封装成本和芯片体积，这类单片机称 为非总线型单片机。 C C 控制型/家电型 这是按照单片机大致应用的领域进行区分的。一般而言，工控型寻址 范围大，运算 能力强；用于家电的单片机多为专用型，通常是小封装、低价格，外围器 件和外设接口集成度高。 显然，上述
36、分类并不是惟一的和严格的。例如，80C51 类单片 机既是通用型又是总线型，还可以作工控用。 2.2.3 STC89C52 单片机单片机 2.2.3.1 STC89C52 单片机的主要特点单片机的主要特点 STC89C52 是 STC 公司设计制造的低功耗,高性能 CMOS 8 位单片机,片内含 8k 可反 复擦写 1000 次的 Flash 只读程序存储器,器件采用高密度、非易失性存储技术制造,兼容标 准 MCS-51 指令系统及 80C51 引脚结构。STC89 系列单片机具有在系统可编程（ISP）特 性，可将程序直接下载进入单片机运行，可以不用仿真器，大部分 STC89 系列单片机在 销
37、售之前已在单片机内部固化有 ISP 系统引导程序，使用 STC-ISP 下载软件，配合 PC 端 的控制程序，即可把用户代码下载进单片机。 波峰焊焊接温度测试记录仪的设计 7 图 2.2.3.1 STC89C52 单片机引脚 2.2.3.2 主要性能主要性能 与 MCS-51 单片机产品兼容 、8K 字节在系统可编程 Flash 存储器、 1000 次擦写周 期、全静态操作：0Hz33Hz 、三级加密程序存储器 、 32 个可编程 I/O 口线、三个 16 位定时器/计数器八个中断源、全双工 UART 串行通道、 低功耗空闲和掉电模式 、掉电 后中断可唤醒 、看门狗定时器 、双数据指针、掉电标
38、识符。 2.2.3.3 功能特性描述功能特性描述 STC89C52 是一种低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系统可编程 Flash 存储器。使用高密度非易失性存储器技术制造，与工业 80C51 产品指令和引脚完 全兼容。片上 Flash 允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥 有灵巧的 8 位 CPU 和在线系统可编程 Flash，使得 STC89C52 为众多嵌入式控制应用系 统提供高灵活、超有效的解决方案。 STC89C52 具有以下标准功能： 8k 字节 Flash，256 字节 RAM， 32 位 I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三
39、个 16 位 定时器/计数 器，一个 6 向量 2 级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，STC89C52 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持 2 种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作， 允许 RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM 内容被保存， 振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。8 位微控制器 8K 字节在系统可编程 Flash。 P0 口：P0 口是一个 8 位漏极开路的双向 I/O 口。作为输出口，每位能驱动 8 个 TTL 逻辑电平。对 P0 端口写“1”时，引脚用作高阻抗输入。 当访问外部程序和数据
40、存储器时，P0 口也被作为低 8 位地址/数据复用。在这种模式 下， P0 具有内部上拉电阻。 无锡太湖学院学士学位论文 8 在 flash 编程时，P0 口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节。程序校 验时，需要外部上拉电阻。 P1 口：P1 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，p1 输出缓冲器能驱动 4 个 TTL 逻辑电平。对 P1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入 口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL） 。 此外，P1.0 和 P1.2 分别作定时器/计数器 2 的外部计数输入（P1.0/T2）
41、和时器/计数器 2 的触发输入（P1.1/T2EX） ，具体如下表所示。 在 flash 编程和校验时，P1 口接收低 8 位 地址字节。 P1 口引脚的第二功能 P1.0 T2（定时器/计数器 T2 的外部计数输入） ，时钟输出 P1.1 T2EX（定时器/计数器 T2 的捕捉/重载触发信号和方向控制） P1.5 MOSI（在线系统编程用） P1.6 MISO（在线系统编程用） P1.7 SCK（在线系统编程用） P2 口：P2 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P2 输出缓冲器能驱动 4 个 TTL 逻辑电平。对 P2 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为
42、输入 口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL） 。 在访问外部程序存储器或用 16 位地址读取外部数据存储器（例如执行 MOVX DPTR） 时，P2 口送出高八位地址。在这种应用中，P2 口使用很强的内部上拉发送 1。在使用 8 位地址（如 MOVX RI）访问外部数据存储器时，P2 口输出 P2 锁存器的 内容。在 flash 编程和校验时，P2 口也接收高 8 位地址字节和一些控制信号。 P3 口：P3 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，p2 输出缓冲器能驱动 4 个 TTL 逻辑电平。对 P3 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口
43、拉高，此时可以作为输入 口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL） 。 P3 口亦作为 STC89C52 特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在 flash 编程和校验时， P3 口也接收一些控制信号。 P3 口引脚的第二功能 P3.0 RXD(串行输入口) P3.1 TXD(串行输出口) P3.2 INTO(外中断 0) P3.3 INT1(外中断 1) P3.4 TO(定时/计数器 0) P3.5 T1(定时/计数器 1) 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) 波峰焊焊接温度测试记录仪的设计 9 此外，P3
44、口还接收一些用于 FLASH 闪存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是单 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。一般情况下，ALE 仍以时钟振荡频率的 1/6 输出固定的 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 FLASH 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 单元的 D0 位置位，可禁止
45、ALE 操作。该位置位后，只有一条 MOVX 和 MOVC 指令才能将 ALE 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 禁止位无效。 PSEN程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当 STC89C52 由外部程序存储器取指令（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，将跳过两次 PSEN 信号。 EA/VPP外部访问允许，欲使 CPU 仅访问外部程序存储器（地址为 0000H- FFFFH） ，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 E
46、A 端状态。 如 EA 端为高电平（接 Vcc 端） ，CPU 则执行内部程序存储器的指令。 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 是使用 12V 编程电压 Vpp。 2.32.3 热电偶热电偶 2 2. .3 3. .1 1 什么是热电偶什么是热电偶 热电偶是一种感温元件, 属于温度测量中的接触式测温。它能将温度信号转换成热 电势信号, 通过电气测量仪表的配合, 就能测量出被测的温度。 2 2. .3 3. .2 2 热热电电偶偶探探头头的的概概述述 图2.3.2.1 热电偶及引线 热电偶探头是工业上最常用的温度检测元件之一。其优点是： A
47、 A 测量精度高。因热电偶/探头直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。 无锡太湖学院学士学位论文 10 B B 测量范围广。常用的热电偶/探头从-50+1600均可边续测量，某些特殊热电偶/ 探头最低可测到-269热电偶/探头热电偶/探头 (如金铁镍铬)，最高可达+2800(如钨 -铼)。 C C 构造简单，使用方便。热电偶/探头通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大 小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。 2 2. .3 3. .3 3热热电电偶偶探探头头测测温温基基本本原原理理 将两种不同材料的导体或半导体 A 和 B 焊接起来，构成一个闭合回路，当导体 A 和 B 的两个执着
48、点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大 小的电流,这种现象称为热电效应。就是所谓的塞贝克效应。热电偶/探头就是利用这一 效应来工作的。 导体 A 和 B 称为热电极。温度较高的一 端 (T 叫工作端 ( 通常焊接在一起 ); 温度较低的一端 (To 叫自由端 ( 通常处于某个恒定的温度下 。 根据热电势与温度函数关系。可制成热电偶分度表。分度表是在自由端温度 To=00C 的条件下得到的。不同的热电偶具有不同的分度表。 在热电偶回路中接入第三种金属材料时, 只要该材料两个接点的温度相同, 热电偶 所产生的热电势将保持不变，即不受第三种金属接入回路中的影响。因此,
49、在热电偶测 温时, 可接入测量仪表, 测得热电势后, 即可知道被测介质的温度。 从理论上讲, 任何两种导体都可以配制成热电偶, 但实际上并不是所有材料都能制 作热电偶, 故对热电极材料必须满足以下几点： A A 热电偶材料受温度作用后能产生较高的热电势, 热电势和温度之间的关系最好呈 线性或近似线性的单值函数关系; B B 能测量较高的温度, 并在较宽的温度范国内应用, 经长期使用后, 物理、化学性 能及热电特性保持稳定; C C 要求材料的电阻温度系数要小, 电阻率高, 导电性能好, 热容量要小; D D 复现性要好, 便于大批生产和互换, 便于制定统一的分度表; E E 机械性能好, 材质均匀; F F 资源丰富, 价格便宜。 2 2. .3 3. .4 4热电偶探头的种类及结构形成热电偶探头的种类及结构形成 A A 热电偶/探头的种类 常用热电偶探头可分为： a a 标准热电偶探头 b b 非标准热电偶探头两大类。 所谓用标准热电偶探头是指国家标准规定了其热电势与温度的关系、允许误差、并 有统一的标准分度表的热电偶/探头，它有与其配套的显示仪表可供选用。非标准化热电 偶/探