第 2 章 设计的理论基础
整个控制系统分为硬件电路设计和软件程序设计两部分。根据系统具体要求,
可以对每一个具体部分进行分析设计。但要实现对各部分的设计,需要充分了解
各部分的理论基础。本设计系统的基本组成单元包括:单片机控制单元,18B20
温度检测电路,LCD1602 显示屏,直流马达,蜂鸣器报警装置。本章将逐一进
行介绍。
2.1 AT89C52 的工作原理
2.1.1 CPU 的结构
CPU 是单片机内部的核心部分,是单片机的指挥和执行机构,它决定了单
片机的主要功能特性。从功能上看,CPU 包括两个基本部分:运算器和控制器。
下面说明控制器和运算器
[1]
。
运算器包括算术逻辑运算部件 ALU、累加器 ACCC、B 寄存器、暂存寄存
器 TMP1 和 TMP2、程序状态寄存器 PSW、BCD 码运算调整电路等。为了提高
数据处理和位操作能力,片内设有一些专用的寄存器,而且还增强了为处理逻辑
电路的功能。在进行位操作是,进位位 CY 作为位操作累加器,整个位操作系统
构成一台布尔处理机。
2.1.2 CPU 的结构 I/O 口结构
AT89C52 单片机有 4 个 8 位并行 I/O 接口,记作 P0、P1、P2 和 P3,每个端
口都是 8 位准双向口,共占 32 根引脚。每一条 I/O 线都能独立地用作输入或输
出。每个端口都包括一个锁存器,一个输出驱动器和输入缓冲器,作输出时数据
可以锁存,作输入时数据可以缓冲,但是这四个通道的功能完全不同。
在无片外扩展存储器的系统中,这四个端口的每一位都可以作为准双向 I/O
端口使用,在具有片外扩展存储器系统中,P2 口送出高 8 位地址,P0 口为双向
总线,分时送出低 8 位地址和数据的输入/输出。
2.1.3 程序存储器
程序存储器用于存放编好的程序和表格常数,通常该区域具有不同的保护措
施,以防止该区域的内容被破坏。程序存储器通过 16 位程序计数器寻址,寻址
能力为 64K 字节。这似的能在 6K 地址空间内任意寻址,但没有指令使程序能控
制从程序存储器空间转移到数据存储空间。对 AT89C52 芯片来说,片内有 4K
字节 ROM/EPROM,片外可扩展 60K 字节 EPROM,片内和片外程序存储器统