基于AT89S52单片机的温度控制系统

0 引 言
在激光倍频晶体温度匹配中，有时需要很高的工作温度。晶体升温过程中，温度过快变化会导致晶体出现破裂，因此在开机过程中需要操作人员不断手动控制激光器晶体的温度。为了避免这样繁锁的工作，我们以单片机AT89S52为核心制作了一套自动控制升降温系统，有效的保证了晶体温度在安全的速率下变化。由于热敏电阻的非线性关系，一般的控温仪正常控温范围有限。在对热敏电阻和恒流源的特性进行分析后，将恒流源做了适当的改进，扩展了控温仪的控制范围，使其在较宽的温度范围内也具有较高的精度。

1 硬件系统设计
控制系统电路的核心器件是Atmel公司生产的AT89S52单片机。它是一种低功耗、低电压、高性能的8位单片机，片内带有一个8KB的flash可编程、可擦除、只读存储器；它采用的工艺是Atmel公司的高密度非易失存储器技术，而且其输出引脚和指令系统都与MCS-51兼容。价格低廉、性能可靠、抗干扰能力强。因此广泛应用于工业控制和嵌入式系统中。
图1为该系统的结构框图，为了节省成本和体积，我们采用多路选择开关CD4051和模数转换器AD7705协同工作组成多路数据采集系统。

CD4051是NS公司生产的数控模拟开关，可控制最大输入范围约为士15V左右的模拟电压，由输入的3位地址码决定八个通道中哪一个通道开通；选通通道具有非常低的输入阻抗，约为80Ω，关闭的通道具有很低的漏电流，每一路约为10pA左右，处于工作状态时功耗大约为1μW，是一款性能十分优良的数控模拟开关。AD7705是一款16位串行模数转换芯片，功耗非常低，在3V供电电压和1MHz的主频下，消耗功率小于1mW，供电电流小于8μA，转换精度高，可达±0．003％，无误码。MAX541是由美信公司生产的串行输入数模转换器件，无需校准，功耗不超过l．5mW。AT24C02是Atmel公司生产的EEPROM器件，存储容量256字节，可擦写次数达100万次，主要用来存储设定温度。PCF8574由Philips公司生产，它可将I2C串行输入的数据转换为8路并行输出，用于器件的I／O口扩展。本系统中，将其8位输出口直接连接在LCD12864的8位数据输入口中。LCD12864是点阵型液晶，驱动方便，经编码后显示内容多样化。系统的输入模块采用中断扫描的4×4矩阵键盘，相比定时扫描方式，提高了MCU的使用效率。