基于AT89S52單片機的溫度控制系統(tǒng)

0 引 言
在激光倍頻晶體溫度匹配中，有時需要很高的工作溫度。晶體升溫過程中，溫度過快變化會導(dǎo)致晶體出現(xiàn)破裂，因此在開機過程中需要操作人員不斷手動控制激光器晶體的溫度。為了避免這樣繁鎖的工作，我們以單片機AT89S52為核心制作了一套自動控制升降溫系統(tǒng)，有效的保證了晶體溫度在安全的速率下變化。由于熱敏電阻的非線性關(guān)系，一般的控溫儀正常控溫范圍有限。在對熱敏電阻和恒流源的特性進行分析后，將恒流源做了適當?shù)母倪M，擴展了控溫儀的控制范圍，使其在較寬的溫度范圍內(nèi)也具有較高的精度。

1 硬件系統(tǒng)設(shè)計
控制系統(tǒng)電路的核心器件是Atmel公司生產(chǎn)的AT89S52單片機。它是一種低功耗、低電壓、高性能的8位單片機，片內(nèi)帶有一個8KB的flash可編程、可擦除、只讀存儲器；它采用的工藝是Atmel公司的高密度非易失存儲器技術(shù)，而且其輸出引腳和指令系統(tǒng)都與MCS-51兼容。價格低廉、性能可靠、抗干擾能力強。因此廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制和嵌入式系統(tǒng)中。
圖1為該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，為了節(jié)省成本和體積，我們采用多路選擇開關(guān)CD4051和模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD7705協(xié)同工作組成多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

CD4051是NS公司生產(chǎn)的數(shù)控模擬開關(guān)，可控制最大輸入范圍約為士15V左右的模擬電壓，由輸入的3位地址碼決定八個通道中哪一個通道開通；選通通道具有非常低的輸入阻抗，約為80Ω，關(guān)閉的通道具有很低的漏電流，每一路約為10pA左右，處于工作狀態(tài)時功耗大約為1μW，是一款性能十分優(yōu)良的數(shù)控模擬開關(guān)。AD7705是一款16位串行模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，功耗非常低，在3V供電電壓和1MHz的主頻下，消耗功率小于1mW，供電電流小于8μA，轉(zhuǎn)換精度高，可達±0．003％，無誤碼。MAX541是由美信公司生產(chǎn)的串行輸入數(shù)模轉(zhuǎn)換器件，無需校準，功耗不超過l．5mW。AT24C02是Atmel公司生產(chǎn)的EEPROM器件，存儲容量256字節(jié)，可擦寫次數(shù)達100萬次，主要用來存儲設(shè)定溫度。PCF8574由Philips公司生產(chǎn)，它可將I2C串行輸入的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為8路并行輸出，用于器件的I／O口擴展。本系統(tǒng)中，將其8位輸出口直接連接在LCD12864的8位數(shù)據(jù)輸入口中。LCD12864是點陣型液晶，驅(qū)動方便，經(jīng)編碼后顯示內(nèi)容多樣化。系統(tǒng)的輸入模塊采用中斷掃描的4×4矩陣鍵盤，相比定時掃描方式，提高了MCU的使用效率。