单片机粮仓多点温度巡回检测系统课程设计Word格式.doc

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3.3.1ADC0809介绍 7

3.3.2ADC0809各管脚功能 7

3.3.3硬件连接电路 8

3.4LED显示电路的设计 9

3.4.1LED数码管 9

3.4.2LED数码管编码方式 10

3.4.3LED数码管显示方式和典型应用电路 11

3.5报警电路的设计 12

3.6整体电路图 13

4软件部分设计 14

4.1A/D转换程序流程图 14

4.2显示程序流程图 14

4.3报警程序流程图 15

4.4主程序流程图 15

结束语 18

参考文献 19

附录 20

致谢 23

1引言

1.1本设计的意义

随着电子技术、计算机技术、通信技术的迅速发展，工业测控领域采用先进的技术对现场的工业生产参数进行检测，监测是实现工业自动化的重要标志。

据不完全统计，在工业生产中被监测最多的参数应该是压力、流量、温度三大参数。

无论在石油、化工、煤炭、水利等行业，还是电力、机械、航空、国防等部门，都离不开对这些参数的监测。

当然除此之外，还有诸如液位、扭矩、密度、浓度、速度、位移、距离、电参数等众多物理参数的监测，但用的最多的恐怕还是温度的监测，可以说温度的测量是一个“永恒”的话题。

温度测量的领域十分广泛，其实，不仅在工业领域，而且在民用领域、军用领域，温度的测量随处可见。

在工业领域，电力系统的安全运行关系到整个工业的发展和人民生活的稳定，其中一个重要的方面是电气设备自身的安全运行，由于绝大多数的电气设备采用封闭式结构，散热效果差，热积累大，并长期处于高电压、大电流和满负荷运行，其结果造成热量集结加剧，温升直接危害电器设备的绝缘，这就要求对电气设备的温度状况进行测量控制。

如发电厂的发电机组随着电压增高和容量增大，解决定子铁心和绕组温升的问题就日益突出。

对全封闭的高压开关电器，也存在对其开关触头温度的监测问题，电机的轴温，胶带滚筒的表面温度，工业冷却循环水温，加热设备的炉温，啤酒的麦芽发酵温度，各种化工原料在化学反应时控制的温度等等。

在民用领域，超市的食品架内温度，人们生活空间环境的温度，空调的控制温度，人体繁荣体温检测，冰箱、冰柜的温度测量等等。

随着计算机的发展，程序控制也逐渐成为了工业生产中的主要角色，各种各样的检测系统应运而生。

基于单片机的温度检测系统具有以前温度检测所无法具有的优点，因为系统为程序控制，所以实现形式非常灵活，而且可以实现很多新功能，而且对于日益复杂化的工业生产，对于多点温度检测的需求也很大程度上提高了。

单片机系统具有体积小，功耗小的特点，而且可以对采集的数据进行软件处理，所以用单片机进行多路温度检测，具有非常实际的意义。

1.2国内外现状分析

随着世界进入信息化时代，自动化、信息化成为世界各国发展重要方向之一。

传感器作为自动化和信息系统的前端器件，是制造业自动化和信息化的基础；

现代传感器技术集约了多种学科的尖端成果、是国际上发展最迅速的高新技术之一；

是传统产业技术改造和升级的“功效倍增器”，成为衡量一个国家科技发展的重要指标。

单片机是完全按嵌入式系统要求设计的单芯片形态的嵌入式系统，它广泛应用在中、小型工控领域，是电子系统智能化的最重要的工具。

温度传感器也从传统类型向集成化、微型化、多功能发展，且随着材料行业对传感器敏感材料进一步的开发，传感器新敏感材料不断推出，高新材料已广泛用于新型传感器制造研发中，如光纤传感器，光纤传感器等等，我国与国外先进国家相比，还处于落后状态。

本设计主要涉及到微控制器和温度传感器的应用。

二者的发展直接影响着温度检测方面的设计和应用。

1.3单片机的概念和特点

现代社会中，尽管PC机的应用已经相当普遍，但是，在工控领域，在日益追求小而精、轻而薄的自动化控制器、自动化仪器仪表、家电产品等方面,PC机仍有所不相适宜的地方。

而工业控制、仪器仪表、家电产品等市场广阔，要求PC机技术与之相适应。

在这种情况下，单片机应运而生了（也称作微型计算机）。

微型计算机的基本机构是由中央处理器、储存器、和I/O设备构成的。

所谓的单片机是指将微型计算机3个单元的多个分体中的主要功能用1个集成电路芯片来实现，该芯片具有一个微型计算机的基本功能。

这种超大规模集成电路芯片即称为单片微型计算机，通常简称单片机。

单片机具有以下特点：

（1）受集成度限制，片内存储容量较小，一般8位单片机的ROM小于8/16K字节，RAM小于256字节，但可在外部扩展，通常ROM、RAM可分别扩展至64K字节。

（2）可靠性好。

芯片本身是按工业测控环境要求设计的，其抗工业噪声干扰优于一般通用CPU；

程序指令及常数、表格固化在ROM中不易破坏；

许多信号通道均在一个芯片内，故可靠性高。

（3）易扩展。

片内具有计算机正常运行所必需的部件。

芯片外部有许多供扩展用的三总线及并行、串行输入/输出管脚，很容易构成各种规模的计算机应用系统。

（4）控制功能强。

为了满足工业控制要求，一般单片机的指令系统中具有极丰富的条件分支转移指令、I/O口的逻辑操作以及位处理功能。

一般说来，单片机的逻辑控制功能及运行速度均高于同一档次的微处理器。

（5）一般单片机内无监控程序或系统通用管理软件，只放置有用户调试好的应用程序。

但近年来也开始出现了在片内固化有BASIC解释程序的单片机。

1.4单片机的发展与趋势

由于单片机具有以上特点，因此在工业控制、数据采集、智能仪器仪表、智能化设备和各种家用电器等领域得到广泛的应用。

随着微电子工艺水平的提高，近十年来单片微型计算机有了飞速的发展。

归纳起来，它是沿着两条路发展的：

1.改进集成电路制造工艺，提高芯片的工作速度，降低工作电压和降低功耗：

2.在保留共同的CPU体系结构，最基本的外设装置（如异步串行口，定时器等）和一套公用的指令系统的基础上，根据不同的应用领域，把不同的外设装置集成到芯片内，在同一个家族内繁衍滋生出各种型号的单片机。

另外在单片机的应用中，可靠性是首要因素，为了扩大单片机的应用范围和领域，提高单片机自身的可靠性是一种有效方法。

近年来，单片机的生产厂家在单片机设计上采用了各种提高可靠性的新技术，主要表现在一下几点：

（1）EFT（ElectricalFastTransient）技术

（2）低噪音布线技术及驱动技术

（3）采用低频时钟

总之，单片机在目前的发展形势下，表现出几大趋势：

l可靠性及应用水平越来越高，和internet连接已是一种明显的走向；

l所集成的部件越来越多；

l功耗越来越低；

l和模拟电路结合越来越多。

1.5.单片机选择

⑴本系统采用单片机为控制核心。

单片机/MCU主要有51基本型和52增强型，而相比之下52型比51型功能更为强大，ROM和RAM存储空间更大，52还兼容51指令系统。

基于本系统设计内容的需要，综合考虑后，我们选择单片机ATME公司的AT89C52为控制核心；

主要基于考虑AT89C52是一个低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256bytes的随机存取数据存储器（RAM）、6个中断源；

时钟频率0-24MHz；

器件采用高密度、非易失性存储技术生产，并兼容标准MCS-51指令系统，功能强大。

（2）AT89C52介绍

AT89C52是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8Kbytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和256Kbytes的随机存取数据存储器，器件采用ATMEL公司的高密度，非易失性存储技术生产，与标准MCS-51指令系统及8052产品引脚兼容，片内置通用8位中央处理器和FLASH存储单元，功能强大，AT89C52单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。

主要性能参数：

l与MCS-51产品指令和引脚完全兼容

l8K字节可重擦写FLASH闪存存储器

l1000次写/擦循环

l时钟频率：

0Hz—24MHz

l三级加密存储器

l256字节内部RAM

l32个可编程I/O口线

l3个16位定时/计数器图3.1引脚图

l6个中断源

l可编程串行UART通道

l低功耗的空闲和掉电模式

l片内振荡器和时钟电路

AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，片内振荡器及时钟电路，AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。

同时，AT89C52可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。

空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。

掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一个硬件复位。

其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发本.AT89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。

AT89C52引脚功能：

·

Vcc：

电源电压

·

GND：

地

P0口：

P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口，也即地址/数据总线复用口。

作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路，对端口P0写“1”时，可作为高阻抗输入端用。

在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问器件激活内部上拉电阻。

在Flash编程时，P0口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。

P1口：

P1是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P1的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。

对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。

作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（IIL）。

与AT89C51不同之处是，P1.0和P1.1还可分别作为定时/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和输入（P1.1/T2EX），参见表2-1。

Flash编程和程序校验期间，P1接收低8位地址。

表2-1为P1.0和P1.1的第二功能

表3-1P1.0和P1.1的第二功能

P2口：

P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。

对端口P2写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，同时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（IIL）。

在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器（例如执行MOV@DPTR指令）时，P2口送出高8位地址数据。

在访问8位地址的外部数据存储器（如执行MOV@RI指令）时，P2口输出P2锁存器的内容。

Flash编程或校验时，P2亦接收高位地址和一些控制信号。

P3口：

P3口时一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。

P3