基于单片机的水温控制系统的研究与设计毕业答辩分解
基于51单片机的水温控制系统设计毕业论文
基于51单片机的水温控制系统设计毕业论文基于单片机的水温控制系统摘要水在人们日常生活和工业生产中有着必不可少的作用，在不同环境和不同的需求中，水温的变化也对我们的生活和工业生产有着重要的影响，为了满足人们在各个领域所需要的水温，水温控制系统在各个领域也应运而生。
随着社会的发展，科技的进步，智能化已经是温控系统发展的主流方向，小到人们生活中的饮水机，大到工业生产中的大型水温加热控制设备等各种水温控制系统发展以趋于成熟。
传统靠人工控制的温度，湿度，液位等信号的测压、力控系统，外围电路比较复杂，测量精度较低，分辨率不高，需进行温度校正；并且他们的体积较大适用不方便，在工业生产中也可能应为各种认为的失误发生意外，针对此问题，本系统设计的目的就是实现一种可连续高精度持续调温的温度控制系统，它应用广泛，功能强大，操作简单，便于携带，是一款既实用又廉价的控制系统。
温度检测控制系统在工业生产中主要职责是对温度进行严格的监测，在温度发生变化不符合规定温度时，系统报警提示并做出相应的温度调整措施，以使得生产能够顺利进行，节省了大量的人工，产品的质量也得到充分的保障，同时也避免了各种潜在意外的发生。
从而提高企业的生产效率。
本系统以89C51单片机为核心，扩展外围控制电路，检测变送电路，按键电路，显示电路，复位电路，时钟电路，电源电路，报警电路；本系统的整体运行过程为：通过按键电路设定理想水温范围，实时水温通过检测变送电路模检测，并将检测到的物理量转化成电信号，然后放大电信号并将模拟量同过A/D 转换为单片机识别的数字量发送给单片机。
单片机系统将实时温度与设定温度进行对比，并通过显示电路将实时温度显示出来，如果实时温度大于设定的最高温度或者低于设定的最低温度一定时间，单片机将触发报警电路对过温或者低温进行警报，同时触发控制电路对水温的控制做出适当的调整，确保水温出在理想的温度值，满足需求。
系统检测变送电路中采用电流型温度传感器AD590将温度的变化量转变成电流量，然后采用OP-07将电流量转换为电压量。
基于单片机的水温控制系统设计答辩PPT
硬件仿真实现
水龙头温度控制系统是将上述温度输入模块、水阀控制模块、 温度数据采集模块、LCD显示模块与最小系统板相连，从而使 得各线正常，并且在LCD上显示了温度和输入的设定温度，而 步进电机则在同一时刻继续转动。
软件仿真实现
液晶显示模块的代码主要包括初始化设置和显示函数，通 过调用相应的指令和延时函数来实现显示屏的初始化和数据的 写入。温控步进电机的代码主要包括步进电机的正反转控制和 温度传感器的数据读取和转换。
Summary of Papers and Acknowledgements
论文概述
本文主要是设计一种水龙头水温控制系统，该 系统主要由水温设置模块、水阀控制模块、温度采 集模块等组成，利用温度设置模块输入温度，用单 片机对温度进行数据采集与设定的温度数据进行对 比判断，再用四相步进电机实现对冷、热水进水量 的控制，重复进行以上步骤，使温度不断逼近输入 温度。
2，温度数据采集模块程序使用数字型温度传感器DS18B20，通过初始化传感器、读取 和写入数据的操作，实现温度数据的采集和转换，并将采集到的温度值显示在LCD屏幕 上。
3，温控步进电机程序用于控制步进电机的旋转，根据实时温度和预设温度之间的差值， 控制步进电机的正转或反转，从而调节水阀的开合程度，实现温度控制。
01
background and significance of Topic selection
水龙头在人们生活中起到调节水流大小的作用，但现代人们对水龙 头的需求已不仅限于调节水流，更多关注外观、耐用性和水温控制等方 面。随着科技的发展，信息技术、计算机技术和电子技术的应用也进一 步改善了水温控制的需求。水温的控制在工业、农业生产中具有重要作 用，过高或过低的水温会造成资源浪费和损失。此外，水温的变化也会 影响人们的心情和生活体验。因此，将水龙头与科技技术相结合，实现 水温控制系统，能够提高生活质量和有效利用水资源。在设计水温控制 系统时，安全性是重要考虑因素之一。温度传感器需要与水接触，因此 必须具备防水功能，以确保水温数据的准确性和使用安全。温度控制和 流量控制是构成水温控制系统的关键，温度控制调节水温，流量控制控 制冷热水的进水量，以实现最终从水龙头流出的水温符合需求。
基于单片机的热水器水温水位控制系统毕业设计论文
基于单片机的电热水器水温水位控制系统设计摘要随着人们生活水平的提高，各种热水器的使用已相当普及。
与之相配套的控制仪也相继问世。
然而，目前市场上的各种热水器控制电路还与理想要求相差甚远。
因此我设计了新型的热水器水温水位控制系统来满足于当今的需求，该热水器智能控制系统主要由AT89S52单片机控制、DS18B20温度传感器、独立键盘、LED数码管和报警系统组成。
该系统能测量并显示水温、设置水温范围，若水温不处于所设置的水温范围则报警，同时还能对水位进行设置及加水，先设置好需要加水的水位段数，单片机会根据这个数进行判断是否加水。
通过软硬件调试使以上所述功能都能正常实现。
本次设计是对水温水位控制系统的智能化改进，采用单片机对其水温水位参数进行控制，提高了电器的工作稳定性，同时引进了数字传感器对水温进行数据采集，这样也就提高了系统的控制精度，以其自身的控制精度高、稳定性好和成本低的独特优点在今后将会由广泛的实用价值，其基于单片机的改进方法也具用广泛的应用意义。
关键词：单片机；DS18B20；水温水位控制Electric Water Heater Water Temperature-Level ControlSystem Based on SCMAbstractWith the improvement of people's living standard, the use of various water the various water a new type of water nowdays. The design of solar water independent keyboard ,LED and alarm system.The system can measure and display water temperature ,set the range of water temperature,of the water temperature is not in the range of setting temperature is alarming.At the same time,you can set the water level and add water,first,need to set up the water level above the water,single-chip will determine whether add the water or not according to the number.Through be normal.For other related parameters, it also meaning using. The revivification of the water control system is an intelligent product. To its own control of , stability and low cost of the advantages, in the future there will be a wide range of practical value.The design of the water temperature control system is to improve the intellectualized. A monolithic integrated circuits is to control the level of parameter and improve the stability of the electrical work, and meantime, What’s more, its based on single ways of improvement meaning.Keywords: singlechip; water level’s examination; water temperature’s examination目录摘要 (I)A BSTRACT (III)第1章绪论 (1)1.1选题的意义 (1)1.2电热水器发展现状 (1)1.3课题任务 (3)第2章系统设计方案 (5)2.1.1系统原理 (5)2.1.2子系统工作原理 (5)2.2设计方案 (6)2.2.1系统设计方案的选择 (6)2.2.2各部件控制系统方案 (8)第3章系统硬件设计 (11)3.1系统总体设计 (11)3.2各单元电路设计 (13)3.2.1控制单元设计 (13)3.2.2显示单元设计 (19)3.2.3检测单元设计 (25)第4章系统软件设计 (33)4.1主程序设计 (33)4.2子程序设计 (33)4.2.1温度采集 (33)4.2.2控制按键设计 (34)4.2.3读温度 (35)第5章系统调试 (37)5.1硬件调试 (37)5.1.1调试步骤 (37)5.1.2液位检测 (37)5.1.3温度检测 (38)5.2软件调试 (38)5.2.1P ROTEUS仿真 (38)5.2.2软件调试过程 (39)5.3系统联调 (39)总结 (43)参考文献 (45)致谢 (47)第1章绪论1.1选题的意义随着电子技术的发展，特别是随着大规模集成电路的产生，给人们的生活带来了根本性的变化，如果说微型计算机的出现使现代的科学研究得到了质的飞跃，那么可编程控制器的出现则是给现代工业控制测控领域带来了一次新的革命。
基于单片机的水温控制系统设计-毕业设计.
基于单片机的水温控制系统设计学生：指导教师：内容摘要：说起温度控制系统，大家并不陌生了，在我们生活中许许多多的家用电器都可以涉及到温度的控制，像存储美食的电冰箱，为我们带来凉爽的空调都会用到温度控制系统，为我们带来热气腾腾开水的饮水机等等。
而本文介绍了水温控制系统的基本原理，本系统可以用于饮水机等电路，整个系统的核心就是AT89C51单片机，它是这个系统的主控制单元，对于水温控制当然温度控制系统也是必不可少的，这个系统则应用了DS18B20为温度传感器的温度控制系统，采集温度后利用数码管显示当前温度，并通过继电器对其加热等。
总而言之水温控制系统在生活中的大量应用为我们带来了方便，提高了我们的生活质量。
关键词：水温控制系统单片机 AT89C51 DS18B20 继电器Design for microcomputer temperature control system Abstract:Speaking of temperature control system, everybody is not strange, in our life, many household appliances can be involved in temperature control, like food storage refrigerator, bring us cool air conditioning, the temperature control system is used for us a steaming hot water drinking machine, and so on. Water temperature control system are introduced in this paper, the basic principle of this system can be used for water dispensers circuit, such as the core of the whole system is AT89C51 single chip microcomputer, it is the main control unit to the system, the water temperature control temperature control system is also indispensable, of course, the application system, the temperature control system of temperature sensor DS18B20, after collecting temperature using digital tube display the current temperature, and through the relay on the heating, etc. Overall water temperature control system in the life of a large number of applications for our brought convenient, improve the quality of our life.Keywords:water temperature control system of single chip microcomputer AT89C51 DS18B20 relay.目录前言 (1)1 水温控制器背景 (1)2 方案比较 (1)2.1 控制电路的方案比较 (1)2.2 温度采集模块 (2)2.3 显示模块 (2)2.4 温度控制模块 (2)3 硬件电路 (3)3.1 硬件框图 (3)3.2 功能介绍 (3)3.2.1 控制电路模块 (3)3.2.2 温度采集模块功能 (6)3.2.3 温度控制模块功能 (7)3.2.4 显示模块功能 (8)4 软件设计 (10)4.1 主程序流程图 (10)4.2 温度采集程序 (11)4.2.1 温度转换 (12)4.3 按键处理 (13)4.4 显示模块 (13)5 调试说明 (15)5.1 温度采集误差 (15)5.2 水温控制测试 (16)5.3 温度突变测试 (17)6 结束语 (18)附录 (19)参考文献 (21)基于单片机的水温控制系统设计前言电饭煲，电冰箱,电空调在我们生活中随处可见，为我们的生活带来了极大的方便,这一切的功劳都归属于水温控制系统的诞生。
基于单片机应用的温度控制器设计答辩ppt
数经据过温采放度集大控滤程制波序系电设统路经计将过电热信敏号电转阻换传为感标器准将信温号度供信单号片转机换采为集电。信号，又
STC12C5A60S2单片机有8路10位高速A/D转换器，转换口在P1口， 速度可达到250KHz，属于逐次比较型ADC。逐次比较型ADC由一个 比较器和D/A转换器构成，通过逐次比较逻辑，从最高位开始，顺序 地对每一输入电压与内置D/A转换器输出进行比较，经过多次比较， 使转换所得的数字量逐次逼近输入模拟量对应值。数据采集程序流程
增量式算法则表现为在上次通电时间比例的基础上，还需要增加或减
少的通电时间比例；位置式算法则直接指明本周期内要通电多长时间。
本系统采用的是位置式PID算法。
PWM算法的实现
• 在固定周期的脉宽调制中，设一个周期的时间为一秒，将 一个周期平分成一百份。每一份为10个毫秒，在一个周期 内的份数由一个变量P控制，而每一份的时间用一个定时 器来控制，当每次中断来时P加1，当P到一百十把P赋值 成0，开始下一个周期。而在温度控制程序中，另外设定 一个变量M,每次M也加一，M到一百十也赋值为零，并且 每次M和P进行比较，当M<P时便可以让温度元件开始工 作，于是开始控温。要实现温度突变时改变超调量，可以 将温度和设定的温度进行比较，当温度差值大于某个范围 时，可以改变P的初值，这样就可以进行迅速加热，达到 快熟调节温度。当温度和设定值接近时可以将P的值减小， 从而缓慢加热。
基于单片机的水温控制系统毕业设计论文
攀枝花学院本科毕业设计（论文）基于单片机的水温控制系统学生姓名：学生学号：指导教师：助理指导教师：攀枝花学院本科毕业设计（论文）摘要二〇一五年五月摘要随着工农业生产水平和人们生活水平的提高，对工农业环境和生活环境的要求也越来越高，工农业生产设备越来越趋向于自动控制控制乃至于智能控制，人们的日常用品也越趋于智能化和自动化，针对目前社会发展的实际需要，自动控制水温报警系统能应用于许多日常生活和工农业，所以本文的设计也应运而生。
本设计就通过51 系列单片机做出一个自动控制水温报警系统的模型。
本设计主要包括硬件和软件设计两个部分。
硬件部分包括单片机控制电路、传感器电路、驱动执行报警电路、数码管控制电路等部分组成。
处理器采用51 系列单片机AT89C51。
整个系统是在系统软件控制下工作的。
软件部分可以归划成以下几个模块：数据采集、按键控制、蜂鸣器报警、外接温度控制设备和显示等子函数模块。
本设计实现自动控制水温功能，即实时感测当前系统工作区的温度信息，温度信息通过数码管显示屏直观的显示出来，我们再根据自己对水温的实用需求，通过按键可以设置一个温度的控制范围，当温度值小于或者超出我们设定的范围时，本系统可以自动执行相应的加热和制冷工作，并接通蜂鸣器使其报警。
关键词：AT89c51 单片机，按键控制，数码管显示，AT24C02，DS18B20攀枝花学院本科毕业设计（论文）ABSTRACTABSTRACTAs the level of industrial and agricultural production and peopleliving standard rise, demand for industrial and agricultural environment and living environment is becoming more and more high, industrial and agricultural production equipment is more and more tend to automaticcontrol and intelligent control, People's Daily supplies are more tend to be more intelligent and automation, aiming at the practical needs of social development, the automatic control water temperature alarm system can be applied to a lot of daily life and industry and agriculture, so the design of this article also arises at the historic moment.This design by 51 series single chip microcomputer to make a model of automatic control temperature alarm system. This design mainly includes the design of hardware and software two parts. Hardware part includes single chip microcomputer control circuit, sensor circuit, driver execution alarm circuit, digital tube control circuit and other parts. The processor with 51 series microcontroller AT89C51. The whole system is the system software work under control. Software part can be as the following several modules: data collection, button control, buzzer alarm, external temperature control equipment and display DengZi function module.This design to realize automatic control water temperature function, the real-time temperature sensing the current system of information, the temperature information through digital tube display intuitive display, we again according to the practical demand for water temperature, through the buttons can set a temperature control range, when the temperature is less than or beyond the scope of we set, the system can automatically perform the corresponding heating and cooling, and turn on the buzzer alarm.Key words：AT89c51, button control, digital tube display, AT24C02,DS18B20,目录摘要 (I)ABSTRAC.T (II)前言 (1)1绪论 (2)1.1课题背景 (2)1.2国内外现状及研究水平 (2)1.3本课题的发展趋势 (3)2设计要求与方案论证 (4)2.1设计要求 (4)2.2系统基本方案选择和论证 (4)2.2.1单片机芯片的选择方案和论证 (4)2.2.2温度传感器设计方案论证 (5)2.2.3掉电保持方案论证 (5)2.3电路设计最终方案决定 (5)3系统的硬件设计 (7)3.1AT89C51 介绍 (7)3.1.1................................................................................................................. AT89C51 主要功能及 PDIP封装 (7)3.1.2............................................................................................................... A T89C51 引脚介绍 (7)3.1.3单片机最小系统 (8)3.2DS18B20 传感器介绍 (9)3.2.1............................................................................................................... D S18B20 概述 (9)3.2.2............................................................................................................. D S18B20 的内部结构 (10)3.3数码管介绍 (11)3.4AT24C02 简介 (11)4系统的软件设计 (14)4.1软件设计架构 (14)4.2主控制程序 (15)4.3DS18B20 的程序流程图 (16)5系统仿真 (17)5.1仿真软件 Proteus 的简介 (17)5.2keil uVision2 ..................................................... 编程开发工具的简介175.3仿真设计的预期目标 (17)5.3.1仿真设计的实现 (17)5.3.2最终仿真图 (18)6PCB 画图及实物制作 (19)6.1制作过程理论实践概述 (19)6.2设计原理图 (19)6.3印制电路板制作流程 (21)6.4最终实物图 (22)7组装与调试 (24)7.1系统组装 (24)7.2硬件调试 (24)7.3软件调试 (25)7.4硬件软件联合调试 (25)结论 (26)参考文献 (27)致谢 (28)附录 A 电路仿真图 (29)附录 B 实物展示 (30)附录 C C 语言程序 (31)附录 D PCB原理图 (43)前言随着社会的发展, 科学技术的进步和增强安全意识,在锅炉房大型工厂和学校越来越多关注工作环境是否是安全的, 所以水温控制变得尤为重要,因此, 本文的设计也应运而生。
基于51单片机的水温控制系统设计毕业论文
基于51单片机的水温控制系统设计毕业论文基于51单片机的水温控制系统设计毕业论文基于单片机的水温控制系统摘要水在人们日常生活和工业生产中有着必不可少的作用，在不同环境和不同的需求中，水温的变化也对我们的生活和工业生产有着重要的影响，为了满足人们在各个领域所需要的水温，水温控制系统在各个领域也应运而生。
随着社会的发展，科技的进步，智能化已经是温控系统发展的主流方向，小到人们生活中的饮水机，大到工业生产中的大型水温加热控制设备等各种水温控制系统发展以趋于成熟。
传统靠人工控制的温度，湿度，液位等信号的测压、力控系统，外围电路比较复杂，测量精度较低，分辨率不高，需进行温度校正；并且他们的体积较大适用不方便，在工业生产中也可能应为各种认为的失误发生意外，针对此问题，本系统设计的目的就是实现一种可连续高精度持续调温的温度控制系统，它应用广泛，功能强大，操作简单，便于携带，是一款既实用又廉价的控制系统。
温度检测控制系统在工业生产中主要职责是对温度进行严格的监测，在温度发生变化不符合规定温度时，系统报警提示并做出相应的温度调整措施，以使得生产能够顺利进行，节省了大量的人工，产品的质量也得到充分的保障，同时也避免了各种潜在意外的发生。
从而提高企业的生产效率。
本系统以89C51单片机为核心，扩展外围控制电路，检测变送电路，按键电路，显示电路，复位电路，时钟电路，电源电路，报警电路；本系统的整体运行过程为：通过按键电路设定理想水温范围，实时水温通过检测变送电路模检测，并将检测到的物理量转化成电信号，然后放大电信号并将模拟量同过A/D 转换为单片机识别的数字量发送给单片机。
单片机系统将实时温度与设定温度进行对比，并通过显示电路将实时温度显示出来，如果实时温度大于设定的最高温度或者低于设定的最低温度一定时间，单片机将触发报警电路对过温或者低温进行警报，同时触发控制电路对水温的控制做出适当的调整，确保水温出在理想的温度值，满足需求。
毕业答辩-单片机数显温度控制仪
各位老师，下午好！我叫赵宇，是07级电子信息科学与技术系1班的学生，我的论文题目是基于单片机的温度控制仪的设计。
论文是在戴振宏导师的悉心指导下完成的，在这里我向我的戴老师表示深深的谢意，同时向各位老师参加我的论文答辩表示衷心的感谢。
下面我将本论文设计的目的和主要内容向各位老师作一汇报，恳请各位老师批评指导。
首先，我想谈谈这个毕业论文设计的目的及意义。
随着人们生活质量的提高，现代社会中的温度控制仪可以应用在农业生产、工业控制、数据采集、智能化仪表、家用电器等方面。
如农业生产中的大棚，对温度有一定的要求，温度的变化极有可能对植物造成极大的影响。
因此，这就需要一种能够及时检测温度变化以及显示温度变化的设备，提供温度数据值，使人们对温度的变化做及时的调整，温度控制仪就可根据人们不同的应用环境自行设置该环境的温度值，及时的反映生产、生活中温度的变化，使人们能及时看到温度变化的第一手资料，提示人们温度变化的情况，协助人们能及时的调整，起到温度报警作用，使温度控制仪更好的服务于社会生产、生活。
其次，我想谈谈这篇论文的结构和主要内容。
本设计核心部件为AT89C51，信号采集及处理部分由DS18B20 构成，进入单片机后经处理后通过LCD1604 显示温度，信号显示采用液晶屏为5X7 点阵，一行可显示16 字，四行。
其他组成部分为实时时钟发生电路，产生同现在相同的时间和具体日期，通过LCD1604 液晶模块显示。
在软件设计部分有对测量的温度进行上下值的设定，当测量超过限定值，通过超限报警处理电路对其进行处理分别显示不同的二极管灯亮，蜂鸣器产生长鸣。
硬件中包括一个复位开关。
开机后，所有器件初始化，DS1302 产生实时时间日期，温度传感器DS18B20开始进行温度测量和计算，最后通过LCD 液晶显示器显示结果。
在测量结果中有超过设定的温度上下限的，通过超限模块作出反应。
本文分成3个部分.第一部分是硬件设计部分。
这部分主要内容有1 AT89C51，DS1820，LCD1604 DS1302等芯片介绍2复位电路部分，传感器电路部分，时钟电路部分，显示电路部分，超限处理电路部分等模块功能介绍3整体电路图……第二部分是软件设计部分。
毕业设计(论文)-基于单片机的水温控制设计
毕业设计（论文）任务书题目：系（分院）专业班学生姓名：指导教师：职称：教研室主任：系（分院）主任：任务书下发日期：年月日毕业设计（论文）指导教师评阅意见本科生毕业设计---------基于单片机的水温控制设计题目：水温自动控制系统学生姓名：XXXX专业：XXXX班级：XXXX指导教师：XXXX目录声明 (1)摘要 (2)第一章绪论 (4)第二章总体方案设计 (6) (6) (7) (8)第三张相关器件介绍 (10)第四章系统硬件设计 (15) (15) (15) (16)第五章系统软件设计 (20) (20) (20) (21) (22)第六章系统调试 (24)设计总结与展望 (25)参考文献 (26)致谢 (27)附录 (28)吉林技术工程师范学院本科毕业设计诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文，是本人在知道教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中注明的引用征文外，本论文不含其它个人或集体已经发表或撰写的作品成果，对本文作出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式表明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担作者签名2010 05 12摘要基于单片机水温控制系统目前的水温控制系统大多数采用由模拟传感器·多路模拟开关·A/D 转换器及单片机等组成的传输系统，这种系统需要布置大量的测温电缆，才能把现场传感器的信号送到采集卡上，安装和差些复杂，成本也高。
同时线路上传送的是模拟信号，易受干扰和损耗，测量误差也比较大，不利于控制者根据温度变化作出及时决定。
在这样的形式下，开发一种实时性高·精度高·能够综合处理多点信息的系统就很有必要。
水温控制在工业和日常生活中应用广泛，分类较多，不同水温控制系统的控制方法也不尽相同，其中以PID控制阀最为常见。
本设计主要介绍基于单片机的水温控制系统的相关理论和实践进行研究。
设计了一种用DS18B20温度传感器和AT89S52单片机为核心系统的水温控制系统，给出了该设计详细的原理说明和具体的设计电路详细叙述了系统的硬件电路的设计要点和结构及软件的设计要点，同时给出了各个重要子程序的流程图。
基于单片机的水温控制电路设计(含程序+中英文翻译)大学毕设论文
基于单片机的水温控制电路设计序言无论是工业控制领域还是消费电子领域，温度控制的应用都非常广泛，如工业控制中的锅炉、加热炉的控制，消费电子领域的热水器、饮水机的控制，内部都涉及到温度控制[1]。
传统靠人工控制的温度、湿度、液位等信号的测压﹑力控系统，外围电路比较复杂，测量精度较低，分辨力不高，需进行温度校准(非线性校准、温度补偿、传感器标定等)；且它们的体积较大、使用不够方便。
随着社会的发展、科技的进步以及人们生活水平的逐步提高，各种方便于生产的自动控制系统开始进入了人们的生活，以单片机为核心的温度采集系统就是其中之一[2]。
采用MCS-51单片机对温度进行控制，不仅具有控制方便、简单和灵活等优点，而且可以大幅度提高温度控制的技术指标。
本文正是介绍一个基于单片机的水温控制电路来控制电炉内的水温。
水温控制在工业及日常生活中应用广泛,分类较多,不同水温控制系统的控制方法也不尽相同,其中以PID控制法最为常见,但是,常规调节三个参数的整定一般需要经验丰富的工程技术人员来完成,步骤繁琐复杂,既耗时又耗力.而且当对象特征变化时,又要重新整定,并且在现代工业控制过程中，许多被控对象机理复杂,这种情况下,采用常规PID调节器，三个参数的整定比较困难，为此本文提出了采用归一参数整定法，即只整定一个参数,这样减少了许多工作量，提高了工作效率，为实现简易的自整定控制带来方便[3]。
本设计单片机控制部分采用AT89C51单片机为核心，采用软件编程，实现用PID算法来控制PWM波的产生，进而控制电炉的加热来实现温度控制。
适用于环境参数经常变化的小型水温控制电路。
设计中使用7407同相器作为数码管和固态继电器的驱动。
第一章设计任务1.1功能1.总的工作功能本设计的任务是：用电炉对水加热，基于单片机设计一个电炉水加热控制电路。
要求显示实际温度和门限温度，并且要求门限水温可以由人工通过键盘来设定。
电路可以通过对实际温度和门限温度的差值的处理来控制继电器进而控制电炉的开关，从而对水温进行控制，使水温保持在一定温度上。
基于单片机的水温控制系统毕业设计
基于单片机的水温控制系统毕业设计第2章设计方案本设计中的芯片可以采用二种方案。
方案一：采用普通电阻式温度传感器，放大器，A/D转换器作为测量温度的电路。
采用两种不同材质的导体，如在某点互相连接在一起，对这个连接点加热，在它们不加热的部位就会出现电位差。
这个电位差的数值与不加热部位测量点的温度有关，和这两种导体的材质有关。
热电偶传感器有自己的优点和缺陷，它灵敏度比较低，容易受到环境干扰信号的影响，也容易受到前置放大器温度漂移的影响，因此不适合测量微小的温度变化[5]。
由于热电偶温度传感器的灵敏度与材料的粗细无关，用非常细的材料也能够做成温度传感器。
也由于制作热电偶的金属材料具有很好的延展性，这种细微的测温元件有极高的响应速度，可以测量快速变化的过程。
硬件电路复杂，需要设计A/D转换电路，以及与其相关的编程，总体设计起来较困难，软件、硬件调试复杂，硬件成本较高。
而且器传感器有以下缺点：它灵敏度比较低，容易受到环境干扰信号的影响，也容易受到前置放大器温度漂移的影响[1]。
所以总体来说，在硬件、软件上的成本都比较高，而且易受外部环境的影响，系统工作不稳定。
方案二：采用数字可编程温度传感器作为温度检测元件。
数字可编程温度传感器可以直接读出被测温度值。
不需要将温度传感器的输出信号接到A/D转换器上，减少了系统的硬件电路的成本和整个系统的体积同时具有极强的抗干扰纠错能力；负压特性：电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁，但不能正常工作[6]。
由于采用的是具有一总线特点的温度传感器，所以电路连接简单；而且该传感器拥有强大的通信协议，同过几个简单的操作就可以实现传感器与单片机的交互，包括复位传感器、对传感器读写数据、对传感器写命令[6]。
软件、硬件易于调试，制作成本较低。
也使得系统所测结果精度大大提高。
通过以上二种方案的论证和比较，从设计的实用性、方便性和成本等诸多方面考虑，最终选择了以DS18B20为温度测量和传输元件的设计，这样设计在本次毕业设计中能够在经费有限的情况下，进行最优的实现方法。
温控制系统答辩
2
U5:A U3:AU3:B U3:C
7404 7404 7404 7404
5
3
1
1
Q1
NPN
LS1
+5V
R3
SPEAKER +12V
4.7k
U5
3 2 1
VCC DQ
68.0
GND
DS18B20
4
6
六、PROTESUPEAKSER 仿
+U122V
真
NOT
1、温度采集+5V 及其对应显示
R3
4.7k
八、总结
（3）PROTEUS仿真。除了课题中涉及到的 硬件和软件设计之外，还使用PROTEUS软 件对系统所涉及的温度调整及其显示、温度 采集及其显示两部分进行了仿真。
（4）硬件电路实物焊接与调试。在完成对系 统硬件电路设计、软件设计、PROTEUS仿 真后，对实物电路进行了焊接与调试。
谢谢各位老师！
VCC R8 300 J1
OPTOISO1
R9 R10 R11 R12 R13 R14 R15 R16 220 220 220 220 220 220 220 220
VCC
Q1 PNP1
Q2 PNP1
Q3 PNP1
Q4 PNP1
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R20
200
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VCC
R9
C4
300
104
104
1
6
2
7
3
VCC
8 4
9
5
RS232
四、硬件电路设计
AT89C51单片机：对整个系统起 到控制、协调作用，使系统能够正常 稳定工作。
毕业设计论文答辩热水器水温水位控制的设计
、电源局部
电源局部由由整流电路、滤波电路、稳压电路 等组成，其原理图如以下图所示。
热水器水温水位控制装置原理图
五、软件设计
➢ 系统主程序流程图 ➢ 正常工作状态子程序流程图 ➢ 设定预置水位子程序流程图 ➢ 设定预置温度子程序流程图
本设计为用户
提供了三个工作 状态, 按K1切换 工作状态，其三 个状态分别为正 常工作、设定预 置温度、设定预 置水位。其程序 流程图如下图。
在必要时可以手动上水,当水位到达设定水位时， 系统自动报警，提示用户关闭手动上水。
水温水位在正常时由8位LED数码管同时显示。 如果系统接触不良，在LED上显示--℃。.
四、硬件的实现
➢ 水温检测局部 ➢ 水位检测局部 ➢ 智能控制器局部 ➢ 执行器局部 ➢ 显示局部 ➢ 电源局部
、水温检测局部
图4.5.1 电磁式继电器外形图
电磁继电器的特性参数
1.额定工作电压或额定工作电流：指继电器工 作时线圈需要的电压或电流。 2.直流电阻：指线圈的直流电阻。 3.吸合电流：指继电器能够产生吸合动作的最 小电流。要使继电器可靠吸合，给定电压可以 等于或略高于额定工作电压。一般不要大于额 定工作电压的倍。否那么会烧毁线圈。
一、概述 二、系统方案的设计 三、系统的工作原理 四、硬件的实现 五、软件的设计 六、结束语
一、系统的概述
太阳能是目前最为“干净〞的能源之一。 随着消费者环保和绿色意识的提高，太阳能 热水器已经开始走进千家万户。这里介绍一 种低本钱、高性能、全自动的太阳能热水器 控制器。它用数字方式显示水温、水位；全 自动水位控制，水位低于设定值或水温高于 设定值时自动上水，上水到规定水位时自动 停止上水〔水位水温的上限可由用户自行设 定)；可以通过触摸键手动上水、停水；水温 低于设定值时自动加热；系统还有故障显示 和故障报警功能.
(完整版)基于单片机的水温控制系统毕业设计论文
优秀论文审核通过未经允许切勿外传基于单片机的水温控制系统设计摘要温度控制系统可以说是无所不在，热水器系统、空调系统、冰箱、电饭煲、电风扇等家电产品以至手持式高速高效的计算机和电子设备，均需要提供温度控制功能。
本系统的设计可以用于热水器温度控制系统和饮水机等各种电器电路中。
它以单片机AT80C51为核心，通过3个数码管显示温度和4个按键实现人机对话，使用单总线温度转换芯片DS18B20实时采集温度并通过数码管显示，并提供各种运行指示灯用来指示系统现在所处状态，如：温度设置、加热、停止加热等，整个系统通过四个按键来设置加热温度和控制运行模式。
关键词：单片机、数码管显示、单总线、DS18B20.Based Temperature Control SystemAbstractTemperature control system can be said to be ubiquitous, water can be used for drinking water -machine dialogue, the use of single-chip bus temperature conversion temperature DS18B20 real-time acquisition and through the digital display and offers a variety of operating light to indicate system now live in the state, such as: temperature setting, ，共同点。
输出控制接点的共同接点。
●NC：Normal Close常闭点。
以Com为共同点，NC与COM在平时是呈导通状态的。
●NO：Normal Open常开点。
NO与COM在平时是呈开路状态的，当继电器动作时，NO与COM导通，NC与COM则呈开路状态。
基于单片机的水温控制系统课程设计毕业设计(论文)
第1节引言水温控制在工业及日常生活中应用广泛,分类较多,不同水温控制系统的控制方法也不尽相同,其中以PID控制法最为常见。
单片机控制部分采用AT89C51单片机为核心，采用软件编程，实现用PID算法来控制PWM波的产生，进而控制电炉的加热来实现温度控制。
然而,单纯的PID算法无法适应不同的温度环境,在某个特定场合运行性能非常良好的温度控制器,到了新环境往往无法很好胜任,甚至使系统变得不稳定,需要重新改变 PID 调节参数值以取得佳性能。
本文首先用PID算法来控制PWM波的产生，进而控制电炉的加热来实现温度控制。
然后在模型参考自适应算法 MRAC基础上,用单片机实现了自适应控制,弥补了传统 PID控制结构在特定场合下性能下降的不足,设计了一套实用的温度测控系统,使它在不同时间常数下均可以达到技术指标。
此外还有效减少了输出继电器的开关次数,适用于环境参数经常变化的小型水温控制系统。
1.1水温控制系统概述温度控制是无论是在工业生产过程中，还是在日常生活中都起着非常重要的作用，过低的温度或过高的温度都会使水资源失去应有的作用，从而造成水资源的巨大浪费。
特别是在当前全球水资源极度缺乏的情况下，我们更应该掌握好对水温的控制，把身边的水资源好好地利用起来。
在现代冶金、石油、化工及电力生产过程中，温度是极为重要而又普遍的热工参数之一。
在环境恶劣或温度较高等场合下，为了保证生产过程正常安全地进行，提高产品的质量和数量，以及减轻工人的劳动强度、节约能源，要求对加热炉炉温进行测、显示、控制，使之达到工艺标准，以单片机为核心设计的炉温控制系统，可以同时采集多个数据，并将数据通过通讯口送至上位机进行显示和控制。
那么无论是哪种控制，我们都希望水温控制系统能够有很高的精确度（起码是在满足我们要求的范围内），帮助我们实现我们想要的控制，解决身边的问题。
在计算机没有发明之前，这些控制都是我们难以想象的。
而当今，随着电子行业的迅猛发展，计算机技术和传感器技术的不断改进，而且计算机和传感器的价格也日益降低，可靠性逐步提高，用信息技术来实现水温控制并提高控制的精确度不仅是可以达到的而且是容易实现的。
基于单片机的温度控制系统设计毕业论文
分类号：TP212单位代码：科技大学本科专业职业生涯设计基于单片机的温度控制系统设计2012 年 4 月10日摘要近年来随着计算机在社会领域的渗透, 单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。
本文从硬件和软件两方面来讲述对烘干箱温度的自动控制过程,在控制过程中主要应用AT89C51、ADC0809、LED显示器、LM324比较器，而主要是通过DS18B20数字温度传感器采集环境温度，以单片机为核心控制部件，并通过四位数码管显示实时温度的一种数字温度计。
软件方面采用汇编语言来进行程序设计，使指令的执行速度快，节省存储空间。
为了便于扩展和更改，软件的设计采用模块化结构，使程序设计的逻辑关系更加简洁明了，使硬件在软件的控制下协调运作。
关键词：单片机系统；传感器；数据采集；模数转换器；温度AbstractIn recent years along with computer penetration in the social sphere, SCM applications are constantly deepening, led the traditional control test at the same time ever updated..In this paper, from two aspects of hardware and software about automatic temperature control process, the control process is mainly used AT89C51, ADC0809, LED display, LM324 comparator, but mainly through the DS18B20 digital temperature sensor to collect the environmental temperature, the single-chip microcomputer as the core control component, and through four digital tube display real-time temperature of a digital thermometer. Software using assembly language to program design, so that the instruction execution speed, save the memory space. In order to facilitate the expansion and the change, the software design uses the modular structure, make the logic relation of designing program more concise, making hardware tocoordinatetheoperation under the software control.Keywords: SCM system; sensor; data acquisition; a / D converter temperature;目录1 绪论 (3)1.1课题的背景及其意义 (3)1.2课题研究的容及要求 (4)1．2.1 课题的主要研究的容 (4)2 AT89C51系列单片机介绍及硬件设计 (6)2.1 AT89C51系列单片机介绍 (6)2.1.1 AT89C51系列基本组成及特性 (6)2.1.2 AT89C51系列引脚功能 (7)2.1.3 AT89C51系列单片机的功能单元 (9)2．2 硬件设计 (12)2.2.1 温度采样部分 (12)2.2．2 控制温度 (14)2.2.3 模数转换部分 (15)2.2.4 模数转换技术 (15)2.2.5 积分型模数转换器 (15)2.2.6 显示部分 (16)3 软件设计 (18)3.1主程序流程图 (18)3.2 读温度子程序 (19)3.3 计算温度子程序 (19)3.4按键流程图 (20)3.5 显示流程图 (22)结论 (24)参考文献 (25)辞 (26)1 绪论1.1课题的背景及其意义现代工业设计，工程建设及日常生活中温度控制都起着重要的作用，早期的温度控制主要用于工厂时间生产中，能起到实时采集温度数据，提高生产效率，产品质量之用。
基于单片机的温度控制器设计-毕业答辩
若实际温度小 若实际温度等 若实际温度大 于设置温度 于设置温度 于设置温度 升温及电器闭合 升温及电器断开 升温及电器断开 降温继电器断开 降温继电器断开 降温继电器闭合
若实际温度大 若实际温度等 若实际温度小 于设置温度 于设置温度 于设置温度 升温及电器断开 降温继电器闭合 升温及电器断开 升温及电器闭合 降温继电器断开 降温继电器断开
D5
LED-BIBY
D4
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D3
LED-BIBY
4.7k
R12
470
R13
470
R14
470
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470
四、仿真
仿真2：
LCD1
LM016L
VSS VDD VEE
RS RW E 4 5 6
1 2 3
Q1 Q2
PNP
U1
PNP 19 XTAL1 P0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 P2.0/A8 P2.1/A9 P2.2/A10 P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0 P3.3/INT1 P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6/WR P3.7/RD 39 38 37 36 35 34 33 32 21 22 23 24 25 26 27 28 10 11 12 13 14 15 16 17
7 8 9 10 11 12 13 14
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
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D2
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基于单片机的数字温度计的毕业论文(含答辩ppt)
毕业设计论文系部电气工程系专业应用电子技术姓名周敏学号 22 题目数字温度计目录一、引言二、系统方案论证与比较（一）、方案一（二）、方案二（三）、方案比较（四）、方案代替三、系统器件选择（一）、单片机的选择(二) 、AT89S51 引脚功能介绍（三）、温度传感器的选择1、LM35 简单介绍2、LM35 使用中的注意事项四、硬件设计电路五、软件设计（一）、主程序（二）、各模块流程设计六、系统调试（一）、调试方法（2）、调试结果七、总结八、致谢一、引言随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中数字温度计就是一个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。
本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用。
本毕业设计介绍了温度计的测量和控制之间的关系：检测是控制的基础和前提，而检测的精度必须高于控制的精确度，否则无从实现控制的精度要求。
不仅如此，检测还涉及国计民生各个部门，可以说在所以科学技术领域无时不在进行检测。
科学技术的发展和检测技术的发展是密切相关的。
现代化的检测手段能达到的精度、灵敏度及测量范围等，在很大程度上决定了科学技术的发展水平。
同时，科学技术的发展达到的水平越高，又为检测技术、传感器技术提供了新的前提手段。
目前温度计的发展很快，从原始的玻璃管温度计发展到了现在的热电阻温度计、热电偶温度计、数字温度计、电子温度计等等。
目前的温度计中传感器是它的重要组成部分，它的精度灵敏度基本决定了温度计的精度、测量范围、控制范围和用途等。
传感器应用极其广泛，目前已经研制出多种新型传感器。
综上所述，数字温度计加入传感器和单片机是很重要的，单片机应用系统开发技术是当前最流行最普遍的实用技术之一，大多数电子产品与设备都采用单片机技术的支持。
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实现
AT89C51系列单片机工作原理的研究
•AT89C51基本功能描述 AT89C51是一种低损耗、高性能、CMOS八位微处理器，而且在其片种还有4k字节 的在线可重复编程快擦快写程序存储器，能重复写入/擦除1000次，数据保存时 间为十年。AT89C51可构成真正的单片机最小应用系统，缩小系统体积, 增加系 统的可靠性，降低了系统成本。只要程序长度小于4k, 四个I/O口全部提供给用 户。可用5V电压编程，而且写入时间仅10毫秒, 仅为8751/87C51 的擦除时间的 百分之一，与8751/87C51的12V电压擦写相比, 不易损坏器件, 没有两种电源的 要求，改写时不拔下芯片，适合许多嵌入式控制领域。AT89C51 芯片提供三级 程序存储器锁定加密， 提供了方便灵活而可靠的硬加密手段, 能完全保证程序 或系统不被仿制。
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实现
AT89C51系列单片机工作原理的研究
⑶ RST/VPD：复位/备用电源。 ① RST（Reset）功能：复位信号输入端。 ② VPD功能：在Vcc掉电情况下，接备用电源。 ⑷ EA/Vpp：内外ROM选择/片内EPROM编程电源。 ① EA功能：内外ROM选择端。 ② Vpp功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，施加编程电源Vpp。 ⒋ I/O线 80C51共有4个8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32个引脚。P3口还具有 第二功能，用于特殊信号输入输出和控制信号（属控制总线）。
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实现
AT89C51系列单片机工作原理的研究
AT89C51有40引脚双列直插（DIP）形式。其与80C51引脚结构基本相同，其逻 辑引脚图如图2.1所示。
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实现
硬件设计
本设计采用按键作为输入控制，通过温度多采样单元采集温度信息， 经过LM324放大器放大及ADC0809数模转换器将其转换，由主机 AT89C51进行处理并将实际温度值和设定温度值分别显示在共阳极数 码显示管LED上。 电子探温技术已经应用到气象温度监测领域，其测得的温度数据输入 微机进行统计处理及保存。如果根据事先设定参数对测得数据进行实 时运算处理，根据其结果控制应用设备，就可以实现对应用设备的温 度监控。气象探温设备等专业仪器都使用感温探头、转换电路和A/D 转换器，测量精度高、速度快，但成本较高。本文采用电容充电电路， 仅需要两个外部元件即可测出温度，无须转换电路、放大电路、A/D 转换器，采用单片机技术完成运算处理，降低了成本，电路简单，稳 定可靠，功耗小，特别适合于电池供电。接入交流接触器，就可以控 制取暖风机，电加热器、空调等设备，适用于农业、养殖、大型超市、 商场、宾馆、办公等一般性低精度要求的温度控制。如对精度要求较 高，只需将电阻、电容测温电路换成感温探头，并添加转换电路及 A/D转换器。
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现状
课题研究现状
温度控制技术按照控制目标的不同可分为两类：动态温度跟踪与恒值温 度控制。动态温度跟踪实现的控制目标是使被控对象的温度值按预先设 定好的曲线进行变化。恒值温度控制的目的是使被控对象的温度恒定在 某一数值上，且要求其波动幅度（即稳态误差）不能超过某一给定值。 20世纪80年代开始，国外在单回路PID控制器中引入了参数整定和自适 应控制理论，PID控制理论从此进入了高速发展阶段。 目前国内温控仪表的发展，相对国外而言在性能方面还存在一定的差距， 它们之间最大的差别主要还是在控制算法方面，具体表现为国内温控仪 在全量程范围内温度控制精度低，自适应性较差。这种不足的原因是多 方面造成的，如针对不同的温控对象，由于控制算法的不足而导致控制 精度不稳定等。
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现状
课题的背景及其意义
目前国内温度监控系统的研究正在飞速的发展，被广泛用于工农业生产、 科学研究和生活等领域等方面，但对温度要求比较严格的场合，我国的 设备根本无法胜任,更提供不了具有建设性的、有价值决策的数据。而 国际上新型温度监控器正从模拟式向数字式、由集成化向智能化、网络 化的方向发展。另一方面智能温度监控器正朝着低功耗、智能化、高精 度、安全性及研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展。
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Байду номын сангаас
框架
实现
AT89C51系列单片机工作原理的研究
硬件设计
软件设计
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实现
AT89C51系列单片机工作原理的研究
•AT89C51及80C51系列基本组成及特性
AT89C51是一种带4k字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM— Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory ）的低电压， 高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。而在众多的51系列单片机中， 要算 ATMEL 公司的AT89C51更实用，也是一种高效微控制器，因为 它不但和8051指令、管脚完全兼容，而且其片内的4K程序存储器是 FLASH工艺的，这种工艺的存储器，用户可以用电的方式达到瞬间擦 除、改写。而这种单片机对开发设备的要求很低，开发时间也大大 缩短。
论文题目： 基于单片机的水温控 制系统的研究与设计
指导老师： 张老师 学生姓名： 学号：
论文提纲
现状
框架 实现 创新 总结 致谢 参考文献
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现状
课题的背景及其意义
现代工业设计，工程建设及日常生活中温度控制都起着重要的作用，早 期的温度控制主要用于工厂时间生产中，能起到实时采集温度数据，提 高生产效率，产品质量之用。随着人们生活质量的提高，现代社会中的 温度控制不仅应用在工厂生产方面也应用于酒店，厂房以及家庭生活中， 在有些应用中，如高精度的生产厂房，对温度的要求极其严格，温度的 变化极有可能对生产的产品造成极大的影响。因此，这就需要一种能够 及时检测温度变化以及温度变化的设备，提供温度数据值，使人们对温 度的变化做及时的调整，多点温度控制可根据人们不同的应用环境自行 设置该环境的温度值，及时反映生产，生活中温度变化使人们能及时看 到温度变化的第一手资料，提示人们温度变化情况，协助人们能及时的 调整，起到温度报警作用，使温度控制更好的服务于社会生产，生活。
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实现
AT89C51系列单片机工作原理的研究
•AT89C51及80C51系列引脚功能 单片机的40个引脚大致可分为4类：电源、时钟、控制和I/O引脚[6]。 ⒈ 电源 ⑴ VCC - 芯片电源，接+5V； ⑵ VSS - 接地端； •⒉ 时钟 XTAL1、XTAL2 - 晶体振荡电路反相输入端和输出端。 •⒊ 控制线：控制线共有4根 ⑴ ALE/PROG：地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲 ①ALE功能：用来锁存P0口送出的低8位地址； ② PROG功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲。 ⑵ PSEN：外ROM读选通信号。