内蒙古科技大学毕业设计说明书（毕业论文）
本章小节：
本章首先介绍了PID算法的概念、特点和适用性。并阐明了比例、积分、微分项的作用，给出了PID运算的离散化公式。又分析并列出了控制系统的模拟信号和控制信号。最后绘出了系统的结构框图，并对控制系统的工作过程作了必要的说明。
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第三章 铝混合炉控制系统的硬件设计
3.1 中央处理单元设计 3.1.1 单片机选型依据
本系统中，模拟量变化的速度比较缓慢，开关量的切换频率也不高，因此对控制系统的实时性要求低；对炉内铝液温度控制为690~710摄氏度，允许的变化范围较大，精度要求不高。普通的51系列单片机就能很好地满足控制要求。信号的转换可通过单独的AD、DA芯片实现，并可同时接到P0口总线上，通过译码芯片逐一选通，I/O口的数量也同时得以扩展。综上选择STC公司生产的89C52RC单片机。 3.1.2 STC89C52RC单片机简介[5][12]
STC89C52RC单片机是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超强抗干扰的单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机。 主要特性如下：
1.增强型8051单片机，6时钟周期每机器周期和12时钟周期每 机器周期可以任意选择，指令代码完全兼容传统8051.
2.工作电压：5.5V～3.3V（5V供电单片机）/3.8V～2.0V（3V供电单片机） 3.工作频率：0～40MHz，相当于一般8051的0～80MHz，实际上，工作频率可以达到48MHz。
4.提供给用户的应用程序存储空间8K字节。 5.片上集成了512字节的RAM
6.通用I/O口（32个），复位后为：P1/P2/P3为准双向口/弱上拉，P0口是漏极开路输出，作为地址总线时，不用外加上拉电阻，作为I/O口用时，需要外加上拉电阻。 7.ISP（在系统运行时可编程）/IAP（在应用时可编程），不需要专用编程器和仿真器，
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可以通过串行口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）来直接下载所需的用户程序，所需时间短。 8.具有E方PROM功能。 9.具备看门狗技术。
10.有3个16位的定时器/计数器。即定时器T0、T1、T2
11.外部中断4路，下降沿中断或低电平触发电路，Power Down模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒
12.通用异步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个UART 13.工作温度范围：-40～+85℃（工业级）/0～75℃（商业级） 14.PDIP封装
STC89C52RC单片机的工作模式
1.掉电模式：典型功耗<0.1μA,可由外部中断唤醒，中断返回后，继续执行原程序 2.空闲模式：典型功耗2mA
3.正常工作模式：典型功耗4Ma～7mA
掉电模式可由外部中断唤醒，适用于水表、气表等电池供电系统及便携设备
图3.0 STC89C52RC单片机示意图
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P0端口（P0.0～P0.7，39～32引脚）：P0口是一个漏极开路的8位双向I/O口。作为输出端口，每个引脚能驱动8个TTL负载，对端口P0写入“1”时，可以作为高阻抗输入。在访问外部程序和数据存储器时，P0口也可以提供低8位地址和8位数据的复用总线。此时，P0口内部上拉电阻有效。
P1/P2/P3端口（P1.0～P1.7，1～8引脚）：P1/P2/P3口是8位的双向I/O口，其内部有上拉电阻。P1/P2/P3口的缓冲器可以驱动（吸收或输出电流的方式）4个TTL门电路。对该端口写入1时，内部自带的上拉电阻会把端口电位拉高，这时可把P1/P2/P3口作为输入口。P1/P2/P3口用作输入口时，因为它的内部有上拉电阻，被外部低电平拉低了的引脚就将输出电流（错误！未找到引用源。）。
P3口除作为一般I/O口外，还有其他一些复用功能，如下表所示： 引脚号 P3.0 P3.1 P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 复用功能 RXD TXD 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 T0 T1 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 RST（9引脚）：复位信号输入口。若要单片机复位，则输入高电平时间需要至少为2T，其中T为机器周期。看门狗计时完成后，RST引脚输出96个晶振周期的高电平。特殊寄存器AUXR（地址8EH）上的DISRTO位可以使此功能无效。DISRTO默认状态下复位高电平有效。
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ALE/错误！未找到引用源。（30引脚）：地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低8位地址的输出脉冲。在Flash编程时，此引脚（错误！未找到引用源。）也用作编程输入脉冲。
在一般情况下，ALE以晶振六分之一的固定频率输出脉冲，可用来作外部定时器或时钟使用。然而，特别强调，在每次访问外部数据存储器时，ALE脉冲将会跳过。
如果需要，通过将地址位8EH的SFR的第0位置“1”，ALE操作将无效。这一位置“1”，ALE仅在执行MOVX或MOV指令时有效。否则，ALE将被微弱拉高。这个ALE使能标志位（地址位8EH的SFR的第0位）的设置对微控制器处于外部执行模式下无效。
错误！未找到引用源。（29引脚）：外部程序存储器选通信号（错误！未找到引用源。）是外部程序存储器选通信号。当AT89C51RC从外部程序存储器执行外部代码时，错误！未找到引用源。在每个机器周期被激活两次，而访问外部数据存储器时，错误！未找到引用源。将不被激活。
错误！未找到引用源。/VPP（31引脚）：访问外部程序存储器控制信号。为使能从0000H到FFFFH的外部程序存储器读取指令，错误！未找到引用源。必须接GND。注意加密方式1时，错误！未找到引用源。将内部锁定位RESET。为了执行内部程序指令，错误！未找到引用源。应该接VCC。在Flash编程期间，错误！未找到引用源。也接收12伏VPP电压。
XTAL1（19引脚）：振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。 XTAL2（18引脚）：振荡器反相放大器的输入端。
3.2 地址空间分配
由于本设计扩展的芯片较多，且P0口总线上需同时挂接AD、DA转换芯片，因此采
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