目录
第一章 MSC51单片机的结构与原理 (2)
1.1 MSC51单片机的发展 (2)
1.2 单片机的结构 (2)
1.2.1 MSC51单片机的基本结构 (2)
1.2.2 单片机的内部结构 (3)
1.3 单片机的引脚 (4)
1.4 MCS51的存储器结构 (5)
1.4.1 程序存储器ROM (5)
1.4.2 数据存储器RAM (5)
第二章温度控制系统硬件设计 (7)
2.1 系统使用的仪器设备及芯片 (7)
2.2 实验相关芯片介绍 (7)
2.2.1 串行E2PROM芯片AT24C02 (7)
2.2.2 串行A/D转换芯片TLC1549 (8)
2.2.3 8D锁存器74573 (10)
2.3 LED数码管显示器 (11)
第三章温度控制系统软件设计 (13)
3.1 温度控制系统软件实验内容 (13)
3.2 软件设计 (13)
3.3 程序的修改 (14)
3.4 程序流程图 (15)
第四章心得体会 (16)
附录（源程序） (17)
第一章 MSC51单片机的结构与原理
1.1 MSC51单片机的发展
随着集成电路技术的发展，单片微型计算机的功能也不断增强，许多高性能的新型机种不断涌现出来。单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点，称为自动化和各个测控领域中广泛应用的器件，在工业生产中称为必不可少的器件，尤其是在日常生活中发挥的作用也越来越大。
单片机作为微型计算机的一个重要分支，应用面很广，发展很快。自单片机诞生至今，已发展为上百种系列的近千个机种。
1.2 单片机的结构
1.2.1 MSC51单片机的基本结构
图1.1 单片机的基本结构
图中包括:
1. 一个8位中央处理器CPU 数据处理、测试位，置位，复位，位操作
2. 数据存储器RAM（128B与 SFR）在程序运行时存储工作变量和资料
3. 程序存储器ROM（4KB或8KB）永久性存储应用程序，掩模ROM、EPROM、EEPROM
4. 并行输入/输出口（I/O）作系统总线、扩展外存、I/O接口芯片
5. 串行输入/输出口（2条）串行通信、扩展I / O接口芯片
6. 定时/计数器（16位）计满溢出、中断标志置位、向CPU提出中断请求，与CPU之间独立工作
7. 中断控制系统 2个外中断、2个定时/计数器中断、1个串行口终端
8. 时钟电路内振外振
1.2.2 单片机的内部结构
单片机由 CPU 、存储器（包括 RAM 和 ROM ）、 I/O 接口、定时 / 计数器、
中断控制功能等均集成在一块芯片上，片内各功能通过内部总线相互连接起来。
图1.2 单片机的内部结构
1.3 单片机的引脚
单片机实际有效的引脚共有40个，有三种封装形式。引脚主要有：主电源引脚GND和VCC,时钟电路引脚，控制信号引脚，输入输出引脚，RST复位引脚，XTAL1、XTAL2接外部晶体的引脚等。
下图是DIP封装形式，这是普通的40脚双列直插形式。为了尽可能缩小体积，减少引脚数，单片机的不少引脚具有第二功能，也称为复用功能。
图1.3 单片机引脚图
1.4 MCS51的存储器结构
MCS-51的程序存储器与数据存储器是分开的，体系结构为哈佛结构。
1.4.1 程序存储器ROM
1、程序存储器作用及寻址范围
作用：存放指令（程序）的存储器，用PC作地址指针。
寻址范围：0000～FFFFH，共64KB；片内、片外统一编址。
片内：PC=0000～0FFFH；片外：PC=1000～FFFFH
2、ROM低端的几个特殊入口地址
0000H：CPU开始执行指令时的第一个取指单元，执行时PC的内容从0000H 开始；
0003H～0002B：中断专用固定入口地址（系统规定）；
1.4.2 数据存储器RAM
1、片内128字节的数据存储器可分为三部分
（1）工作寄存器区0～3区
地址从00H~1FH，共有32个字节。每8个字节（记作R0~R7）构成一个区，共4个区。工作寄存器区的选择由程序状态字PSW中的RS1和RS0位的值来确定。
（2）位寻址区
该区域地址从20H到2FH，共16个字节，128位，使用指令可寻址到位。
（3）数据区
地址从30H到7FH，共80个字节，可作为用户数据存储器，按字节访问。用户堆栈通常在该区域开辟。
2、特殊功能寄存器区SFR
8051把CPU中的专用寄存器、并行端口锁存器、串行口与定时器/计数器内
的控制寄存器等集中安排到一个区域，离散地分布在地址80H~FFH范围内，这个区域称为特殊功能寄存器区SFR。
图1.4 片内数据存储器RAM地址空间
第二章温度控制系统硬件设计
2.1 系统使用的仪器设备及芯片
此温度控制系统使用的仪器和设备主要有PC机、WAVE软件、E51/S仿真器+POD8X5X仿真头、MULT_51C实验板、仿真器专用电源等，所使用的芯片有串行E2PROM芯片AT24C02、串行A/D转换芯片TLC1549、8D锁存器74573、LED数码显示器等。
2.2 实验相关芯片介绍
2.2.1 串行E2PROM芯片AT24C02
AT24C02是带I2C总线接口的E2PROM存储器，具有掉电记忆功能，并内含256×8位存储空间，具有+5V单电源供电、二线串行接口、低功耗CMOS技术、双向数据传输协议、8字节页面写模式、允许写部分页面、自定时写周期、内部结构 256X8(2K)、工作电压宽（2.5～5.5V）、擦写次数多（大于10000次）、写入速度快（小于10ms）高可靠性，数据保留时间长等特点。
图2.1 AT24C02芯片工作及引脚图
