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单片机原理及应用课程设计 第 1 页 共 18 页

基于单片机的微波炉模拟系统设计

学生：张亚振 指导老师：吴敏 廖娟

（安徽农业大学工学院 机械设计制造及自动化 ）

摘要：该设计是基于51单片机系统，采用keil软件编程，温度传感器测量温度。能实现测量温度，并能在LCD上显示出来，并且在设定温度可报警的功能，具有操作简单易于实现，精确测量温度等特点。

关键词：AT89C51 测温传感器 LCD显示屏

1 总体设计方案

1.1设计原理及相关说明 1.2总体设计框图

微波炉模拟控制设计框图

电源电路复位电路显示电路温度传感器蜂鸣器单片机晶振电路

2 各芯片的设计及其调用

2.1 AT89C51单片机主控模块

单片机的主控模块如图2，它以单片机STC12C5A60S2为核心，STC12C5A60S2系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期（1T）的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051系列单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8-12倍。内部集成MAX810专用复位电路，2路PWM，8路高速10位A/D转换（250K/S，即25万次/秒），针对电机控制，强干扰场合。其主要性能特点如下：

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增强型8051CPU，1T，单时钟/机器周期，指令代码完全兼容传统8051；工作电压：5.5V-3.5V；工作频率范围：0-35MHz，相当于普通8051的0-420MHz；用户应用程序空间60K字节；片上集成1280字节RAM；通用I/O口（36个），复位后为：准双向口/弱上拉（普通8051传统I/O口）；可设置成4种模式：准双向口/弱上拉，强推挽/强上拉，仅为输入/高阻，开漏，每个I/O口驱动能力均能达到20mA,但整个芯片最大不要超过120mA；ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无需专用仿真器，可通过串口（P3.0/P3.1）直接下载应用程序，数秒即可完成一片；有EEPROM功能；看门狗；内部集成MAX810专用复位电路（外部晶振12M以下时，复位脚可直接1K电阻到地）；A/D转换，10位精度ADC，共8路，转换速度可达250K/S；具备双串口；工作温度范围：-40 - +85C（工业级），0 – 75oC（商业级）；40管脚封装

由图2可知，单片机的18和19管脚接时钟电路，19管脚接外部晶振和微调电容的一端，在片内它是振荡器倒相放大器的输入，18管脚接外部晶振和微调电容的另一端，在片内它是振荡器倒相放大器的输出，9引脚是复位输入端，接上电容、电阻及开关后构成上电复位电路。

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图2 主控制器 STC12C5A60S2

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2.2 DS18B20温度传感器模块

2.2.1 DS18B20的主要特性

●对于正负温度，其格式分别为0000XXXXXXXXyyyy,1111MMMMMMMMnnnn。由于这16位补码表示的数据中，低4位用于表示小数位，其分辨率为1/2^4=0.0625℃，然后乘以0.0625即可得到浮点型温度值。

●独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯

●DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测温

●DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部 传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内

●温范围－55℃～+125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃ ●可编程 的分辨率为9～12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可实现高精度测温

●在9位分辨率时最多在 93.75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字，速度更快

●测量结果直接输出数字温度信号，以\一 线总线\串行传送给CPU，同时可传送CRC校验码，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

●适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电

2.2.2 DS18B20 的外形和内部结构

图6 DS18B20 外部结构

DS18B20外部结构如图6，本设计采用PR-35封装，各引脚定义如下：