基于DVCC实验箱的电厂锅炉省煤器出口水温检测系统接口设计.docx
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基于DVCC实验箱的电厂锅炉省煤器出口水温检测系统接口设计
目录
第1章论绪1
1.1设计目的1
1.2设计内容和要求1
第2章设计内容2
2.1总体设计2
2.2工作原理分析2
2.2.1单片机工作原理2
2.2.2A/D0809转换原理及各个引脚功能3
2.2.3通信模块设计4
2.2.4显示设计5
2.3硬件电路仿真5
第3章软件框架及程序7
3.1总体框图设计7
3.2程序设计7
第4章心得体会10
第5章参考文献11
第1章绪论
1.1设计目的
1．了解并掌握单片机的原理、结构、指令、输入输出接口及应用。
2．熟悉DVCC实验系统的软、硬件结构，并能利用此系统进行开发设计。
3．掌握汇编语言程序设计和调试。
4.掌握温度传感器的特性及输出信号特点并能实现信号的转换及最终的温度的显示。
1.2设计内容和要求
指标：
范围100-400℃。
1、基于DVCC实验箱，调通A/D转换器，并能实现对输入的信号进行转换。
2、根据温度传感器输出的信号特点，进行量纲的转换和数据的显示。
3、并最终将测出的温度数值实现远传（即具有和上位机PC机通讯的能力）。
第2章设计内容
2.1总体设计
随着微机测量和控制技术的迅速发展与广泛应用，以单片机为核心的温度采集与控制系统的研发与应用在很大程度上提高了生产生活中对温度的控制水平。
这次课程设计以单片机为控制核心,经过信号处理电路的处理，送给单片机进行数模转换，继而进行远传，上位机处理后进行显示。
从而构成电厂锅炉省煤器出口水温检测系统的整体设计。
该控制系统可以实时存储相关的温度数据并记录当前的时间，进行实时显示省煤器出口温度。
系统设计了相关的硬件电路和相关应用程序。
硬件电路主要包括单片机的信号处理电路、A/D转换电路以及通讯模块电路等。
图2-1硬件框图
2.2工作原理分析
2.2.1单片机工作原理
单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。
单片机集成度高。
包括CPU、4KB容量的ROM（8031无）、128B容量的RAM、2个16位定时/计数器、4个8位并行口、全双工串口行口。
系统结构简单，使用方便，实现模块化，单片机可靠性高，处理功能强，速度快。
图2-2单片机引脚图
2.2.2A/D0809转换原理及各个引脚功能
8位逐次逼近型A/D转换器，所有引脚的逻辑电平与TTL电平兼容。
带有锁存功能的8路模拟量转换开关，可对8路0～5V模拟量进行分时切换。
输出具有三态锁存功能。
分辨率：
8位，转换时间：
100μs。
不可调误差：
±1LBS，功耗：
15mW、工作电压：
+5V，参考电压标准值+5V。
ADC0809是CMOS的8位模/数转换器，采用逐次逼近原理进行A/D转换，芯片内有模拟多路转换开关和A/D转换两大部分，可对8路0～5V的输入模拟电压信号分时进行转换。
模拟多路开关由8路模拟开关和3位地址锁存译码器组成，可选通8路模拟输入中的任何一路，地址锁存信号ALE将3位地址信号ADDA、ADDB、ADDC进行锁存，然后由译码电路选通其中的一路，被选中的通道进行A/D转换。
A/D转换部分包括比较器、逐次逼近寄存器（SAR）、256R电阻网络、树状电子开关、控制与时序电路等。
另外ADC0809输出具有TTL三态锁存缓冲器，可直接连到CPU数据总线上。
IN0～IN7：
8路模拟量输入端；D0～D7：
8位数字量输出端；ADDA、ADDB、ADDC：
3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路；ALE：
地址锁存允许信号，输入，高电平有效；START：
A/D转换启动信号，输入，高电平有效；EOC：
A/D转换结束信号，输出，当A/D转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）；OE：
数据输出允许信号，输入，高电平有效。
当A/D转换结束时，此端输入一个高电平才能打开输出三态门，输出为数字量；CLK：
时钟脉冲输入端。
要求时钟频率不高640kHz；REF（+）、REF（-）：
基准电压；Vcc：
电源，单一+5V；GND：
地。
ADC0809工作时，首先输入3位地址，并使ALE为1，以将地址存入地址锁存器中。
此地址经译码可选通8路模拟输入之一到比较器。
START上升沿将逐次逼近寄存器复位；下降沿则启动A/D转换，之后，EOC输出信号变低，以指示转换正在进行，直到A/D转换完成，EOC变为高电平，指示A/D转换结束，并将结果数据存入锁存器，这个信号也可用作中断申请。
当OE输入高电平时，ADC的输出三态门打开，转换结果的数字量可输出到数据总线。
图2-3ADC0809内部结构图
2.2.3通信模块设计
MAX232线驱动器/接收器，专为EIA/TIA-232E以及V.28/V.24通信接口设计，尤其是无法提供±12V电源的应用。
图2-4MAX232引脚图及接线图
2.2.4显示设计
74HC164、74HCT164是高速硅门CMOS器件，与低功耗肖特基型TTL（LSTTL）器件的引脚兼容。
74HC164、74HCT164是8位边沿触发式移位寄存器，串行输入数据，然后并行输出。
数据通过两个输入端（DSA或DSB）之一串行输入；任一输入端可以用作高电平使能端，控制另一输入端的数据输入。
两个输入端或者连接在一起，或者把不用的输入端接高电平，一定不要悬空。
时钟（CP）每次由低变高时，数据右移一位，输入到Q0，Q0是两个数据输入端（DSA和DSB）的逻辑与，它将上升时钟沿之前保持一个建立时间的长度。
主复位（MR）输入端上的一个低电平将使其它所有输入端都无效，同时非同步地清除寄存器，强制所有的输出为低电平。
图2-5显示模块
2.3硬件电路仿真
硬件电路如下图所示，ADC0809采用查询方式，读写信号分别由单片机P3.6，P3.7引脚控制，转换完成信号送入单片机P3.2引脚。
显示电路由单片机P1.6，P1.7引脚控制。
单片机由TXD引脚将信号从RS232送入上位机。
图2-6硬件仿真接线图
第3章软件框架及程序
3.1总体框图设计
图3-1总程序框图
3.2程序设计
#include
#defineuintunsignedint
#defineucharunsignedchar
Unsignedcharcode
table[]={0xfc,0x60,0xda,0xf2,0x66,0xb6,0xbe,0xe0,0xfe,0xf6};
sbitSTA=P3^6;
sbitOE=P3^7;
sbitEOC=P3^2;
sbitAddr=P2^7;
sbitDATA=P1^6;
sbitTIME=P1^7;
ucharShow[4];
//**********延时模块**********
voidDelay_ms（uintms）{
intx,y;
for（x=0;x<=1000;x++）
for（y=0;y<=ms;y++）;
}
//**********显示模块**********
voidbyte_send（uintx）{
inti,a[7]={0,0,0,0,0,0,0};
x=table[x];
for（i=0;i<=7;i++）{
TIME=1;
TIME=0;
a[i]=x%2;
DATA=a[i];
x/=2;
TIME=1;
}
}
voidshow_send（uchars[4]）{
inti;
for（i=0;i<=3;i++）
byte_send（s[i]）;
}
//**********SCI模块**********
voidSCI_send（ucharx）{
SBUF=x;
while（!
TI）;
TI=0;
}
voidstr_send（uchars[4]）{
inti;
for（i=0;i<=3;i++）
SCI_send（s[3-i]）;
}
voidSIO_Init（void）{
SCON=0x40;
TMOD&=0x0F;
TMOD|=0x20;
TH1=0xFD;
TL1=0xFD;
PCON&=0x7F;
TR1=1;
}
//**********主程序**********
voidmain（void）{
uinta=0,b=0,c=0,d=0;
uintAD_value=0,value=0;
Addr=0;
SIO_Init（）;
EA=1;
while
（1）{
STA=1;
STA=0;
STA=1;
while（EOC==1）;
OE=0;
AD_value=P0;
Delay_ms（10）;
OE=1;
value=（AD_value*10/5）*6+1000;
a=value/1000;
b=（value/100）%10;
c=（value/10）%10;
d=value%10-1;
Show[0]=d;
Show[1]=c;
Show[2]=b;
Show[3]=a;
show_send（&Show）;
str_send（&Show）;
}
}
第4章心得体会
通过本次课程设计，增加了自己的知识面对自己所学的知识有了新的认识，并且运用到实践，对软件的掌握也更加熟练，了解了印刷电路板的设计和制作过程，了解了电路焊接的基本知识和掌握电路焊接的基本技巧，并利用仿真软件进行电路的调试，但是对于软件使用方面仍有不足，在今后应该加强。
实践过程中我们遇到了一些困难，但在解决问题的过程中，我们学会了团队合作精神和怎样发现问题、分析问题，进而解决问题，使我对课程设计增加了
浓厚的兴趣。
第5章参考文献
[1]付家才，《单片机控制工程实践技术》，北京：
化学工业出版社，2003年
[2]胡汉才，《单片机原理及接口设计》，北京：
清华大学出版社，2002年
[3]康华光，《模拟电子技术》，北京：
高等教育出版社，2004年
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