基于AT89C51的自动测量和控制系统设计

Atmel公司的AT89C51是一种低功耗、高性能的片内含有4KB快闪可编程/擦除只读存储器（FPEROM）的8位CMOS微控制器，使用高密度、非易失存储器技术制造，并且与80C51引脚和指令系统完全兼容。在控制系统中，有许多场合需要对温度进行测控。在以往的温度测控系统中，大多采用对温度传感器采集到的信号放大，经A/D转换，然后送入单片机进行处理，要提高精度，就必须采用高精度的放大器和A/D转换器。.
本文所设计的基于AT89C51的温度测量和控制系统，采用铂电阻PT100作为温度传感器，信号处理采用双积分电路，系统成本低，测温精度高，动态响应快，稳定性好，具有良好的可靠性和有效性。
温度采集及控制原理
　　温度测量是系统的核心部分，其精度直接关系到控制系统的可靠性。在设计中，采用铂电阻PT100为测温元件。PT100具有性能稳定、抗氧化能力强和测量精度高等优点。选用三线制的设计方法，可以弥补传感器线路过长，线路电阻造成的测量误差，精度高，电路简单。
温度测控模块主要由以下几个单元组成：信号输入单元、八个单元双积分电路、微控制器单元和通讯接口单元等组成。
软件结构
虽然汇编语言是一种常用的单片机软件语言，它能直接操作硬件，指令的执行速度快。但其指令系统的固有格式受硬件结构的限制很大，且难于编写与调试，可移植性也差。我们所设计的温度采集系统的微控制器AT89C51的程序是采用C51语言编写。C51语言具有许多强大的功能，如提供丰富的库函数供用户直接调用，完整的编译控制指令为程序调试提供必要的符号信息等等。
开发平台是Keil公司的Keil C7.0。使用Keil C7.0语言编译器，可以缩短开发周期，降低开发成本，而且易于调试和维护，可靠性高，可移植性好，即使在代码的使用效率上，也完全可以和汇编语言相比，因此目前它已成为开发AT89C51单片机的常用工具。
软件的设计是由主程序和子程序组成。主程序主要完成对系统硬件电路的初始化，设置堆栈指针、各缓冲区首地址、T0、T1工作方式及串口的初始化等。T0工作在定时方式作为巡回监测的定时器，T1作为串口的波特率发生器，P0口作为数据通道，并和P2口配合作地址端口，P1口和P3口则作为状态标志使用。
基于Atmel公司AT89C51单片机完成的温度测量和控制系统, 由于采用具有良好线性度，可靠稳定性的铂电阻，具有抗干扰能力强，可适应各种复杂的测温场合，只需升级软件即可大幅度提高精度，具有很强的扩展性，结构开放, 效率高，操作简单，组网方便。该系统也可广泛应用于高精密度的工业测控、数据采集等领域中。