基于单片机的智能温控风扇(2)

如图2-1所示。

5V电源数码管显示下载接口AT89S52单片机芯片蜂鸣器报警继电器控制电扇执行18B20温度采集

图2-1 硬件总体框图

3、硬件设计

3.1 AT89C51单片机概述

在20世纪70年代时，当时的微电子技术正处在一个发展阶段，集成电路也属于中规模的发展时期，对于新材料新工艺尚未进入成熟阶段，单片机也是如此，仍处在一个初级的发展阶段，元件集成规模还比较小，功能也比较简单，一般包括CPU、RAM，有的还包括了一些比较简单的I/O口，将I/O口集成到芯片上，单片机还组要将一些外围的其他处理电路共同构成一个完整的计算系统。类似的单片机还有Z80微处理器。

1976年由INTEL公司推出的MCS-48单片机，这个时期的单片机才是真正的8位单片微型计算机，因此逐渐推向了市场。MCS-48单片机由于它的体积小，功能全，价格低在市场上得到了广泛的应用，这为单片机的发展奠定了基础，在单片机的发展史上增添了亮丽的一笔，一个重要的里程碑。

其后单片机进入多功能强大的发展阶段，由若干但公司研发约有几十个品种，将近300多个系列，此时才算是真正进入单片机时代，普遍的单片机均集成CPU、RAM、ROM、I/O接口也很多、中断系统相当丰富，并且部分单片机还自带A/D转换器，功能性很强大强大，RAM和ROM的容量也日趋增长，寻址空间可达64kB，此时的单片机发展到了一个新纪元，应用领域也日趋广泛，单片机控制的智能化的电器也便走上了发展道路。

上个世纪90年代单片机如雨后春笋一般，MOTOROLA公司推出MC68HC系列单片

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机， 随后NTEL公司推出了80960超级32位单片机并且将相关产品投放市场，成为单片机发展历史上的一个里程碑。 3.1.1 AT89C51单片机组成 如图3-1所示 XTAL2XTAL1ROM/EPROM/FLASH4KRAM128BSFR21个时钟电路定时/计数器CPU总线控制终端系统5中断源、2优先级串行口全双工1个并行口4个RSTEAALEPSENP0图3-1 AT89C51单片机组成结构图 P1P2P3 目前使用较为广泛的主要是89C5X系列的单片机，都采用了标准的MCS-51控制内核，并且此系列单片机品种齐全、性能可靠、小体积、价格便宜、供货充足、调试和编程都十分方便，所以应用比较广泛。

AT89C51是CMOS 结构8位单片机，具有低功耗、电压低、性能好等优点，该单片机内部具有一个内存大小为8KB的FLASH EPPROM，可反复擦除程序10000次，设计时采用了CMOS和ATMEL公司的高集成度、数据不易丢失的存储器技术，片内FLASH存储器可以使用常规的非易失性存储编程器进行编写。因此，STC89C52是一种功能强大，使用灵活并且价格低廉的单片机，可广泛应用于各个控制领域。

AT89C51单片机的主要特性如下：

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1.8KB可反复擦写程序的FLASH存储器； 2.全表态工作 ：0～24HZ； 3.256x8字节的内部RAM；

4.32个外部双向输入、输出IO口；

3.1.2．AT89C51单片机的引脚结构。 如图3-2所示。

图3-2 AT89C51单片机的管脚分布

表3-1 AT89C51单片机的引脚功能 引脚 VCC GND P0口 P1 P2 P3 RST 引脚功能 电源电压 接地 P0口是双向8位三态IO口，每个IO口都可以独立控制，它不带上拉电路，主要用作数据和地址的输入输出。 P1口试一个普通的输入输出口，其内部带有上拉电阻，也就是说不需要外接上拉电阻。在对其进行数据读写操作时方法同P0口。 P2口与P1口功能相同，在使用时除像P1口做驱动口外还与P0口构成地址的高8位，与P0口形成16位地址的输入输出数据操作。 P3端口除普通IO口功能外，还有第二功能。 单片机复位引脚，当RST复位引脚上出现两个或两个以上机器周期高电平再变为低电平，单片机将完成复位动作。 表3-2 P3口的第二功能表

端口引脚

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第二功能

P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 RXD(串行输出口) TXD(串行输入口) INT0（外部中断0） INT1（外部中断1） T0(定时/计数器0) T1(定时/计数器1) WR(外部数据写) RD(外部数据读) XTAL1：外接时钟引脚。单片机外接晶振电路的输入端。片内震荡电路的输入端。 XTAL2：外接时钟引脚。单片机外接晶振电路的输出端。片内震荡电路的输出端。

3.2 DS18B20 单线数字温度传感器 温度传感器介绍

DS18B20 是数字温度传感器。其主要优点是体积小、价格低、精度高。用它做温度测量系统的设计时，可以使电路更简单，在一根通信线以上，可以挂很多的DS18B20温度传感器，使用非常方便。

数字温度传感器DS18B20的实物图。 如图3-3所示

图3-3 DS18B20 实物图

DS18B20 数字温度传感器主要由4 部分组成：64 位的ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH 和TL及配置寄存器。

数字温度传感器DS18B20的内部结构。 如图3-4所示。

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图3-4 DS18B20 内部结构图

表3-3 DS18B20传感器引脚图

序号 1 2 3

名称 GND DQ VDD 地信号 DS18B20引脚功能说明 数据输入/输出引脚，单总线接口。 可选择的VDD引脚。 4、系统电路设计

4.1 单片机最小系统电路设计

4.1.1 AT89C51单片机的最小系统。 如图4-1所示。

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