北交单片机课程设计报告温度计Word格式文档下载.docx
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学时安排（天）
1
方案论证和系统设计
2
完成电路仿真，写预习报告
3
电路调试
4
写设计总结报告与答辩
合计
5
设计调试地点：
电气楼410
2．执行要求
微机原理与接口技术课程成绩优秀的可以自拟题目，其余的同学都是指定题目。
，每组不得超过2人，要求学生在教师的指导下，独力完成所设计的详细电路（包括计算和器件选型）。
严禁抄袭，严禁两篇设计报告雷同。
第一章系统方案设计
整体设计思路
1.本实验要求温度计的范围-10℃～100℃，并且显示两位小数，所以我们需要四个LED,前两个显示温度的整数部分，后两个显示小数部分，根据给出的元件，我们用AD590做温度传感器，可以把绝对温度转换成电压电流信号。
2.把得到的电压电流信号输入0832以后得到数字信号，即为要采样接收的数据，根据要求，所测温度为-10℃～100℃，则温度每变化一摄氏度输出电压变化10mv，又根据0度时输出电压为2.73V得出电压的变化范围是2.63V-3.73V。
这是采集到的数据为：
2.73*255/5=139
3.那么实际的温度计算公式为：
（采集到的数据-139）*5*100/255。
温度为正时：
高八位放在B中，除以10得到的商为十位数，余数为各位；
低八位放在A中，除以10，商为第一位小数，余数为第二位小数。
温度为负值：
高八位的数小于10放在个位数字，十位数显示符号，得到的低八位放在A中，，除以10，商为第一位小数，余数为第二位小数。
由此就得到了所要显示的温度。
4.第一个LED的字形地址偏移量放在40H，将40H送入P0.5；
第二个LED的字形地址偏移量放在41H，将40H送入P0.4；
第三个LED的字形地址偏移量放在42H，将40H送入P0.3；
第四个LED的字形地址偏移量放在43H，将40H送入P0.2。
由此得到的整体框架图为：
初始化
温度显示
主要元件的相关资料
一．所用芯片以及器件：
80S51、AD590、ADC0832、74HC245、电阻若干、二极管若干、三极管若干、七段数码管
二．所用器件的相关介绍
1.AD590参数介绍
（1）流过器件的电流（μA）等于器件所处环境的热力学温度（开尔文）度数：
Ir/T=1
（1）
式中，Ir—流过器件（AD590）的电流，单位为μA；
T—热力学温度，单位为K；
（2）AD590的测温范围为-55℃~+150℃；
（3）AD590的电源电压范围为4～30V，可以承受44V正向电压和20V反向电压，因而器件即使反接也不会被损坏；
（4）输出电阻为710mΩ；
（5）精度高，AD590在-55℃~+-150℃范围内，非线性误差仅为±
0.3℃。
对于为什么使用10K欧电阻
而AD590输出端输出电流，经过10K的电阻，转换为电压值。
OP07为一射极跟随器，A=1，用于提高输入阻抗。
两个二极管用于隔离干扰。
电流-电压转换公式如下：
AD590的灵敏度：
经过10K电阻后：
故10K的电阻用来使精度达到0.1
2.ADC0832引脚介绍
CS———片选端,低电平有效。
CH0,CH1———两路模拟信号输入端。
DI———两路模拟输入选择输入端。
DO———模数转换结果串行输出端。
CLK———串行时钟输入端。
VCC/REF———正电源端和基准电压输入端。
GND———电源地
ADC0832为8位分辨率A/D转换芯片，其最高分辨可达256级，可以适应一般的模拟量转换要求。
其内部电源输入与参考电压的复用，使得芯片的模拟电压输入在0~5V之间。
芯片转换时间仅为32μS，据有双数据输出可作为数据校验，以减少数据误差，转换速度快且稳定性能强。
独立的芯片使能输入，使多器件挂接和处理器控制变的更加方便。
通过DI数据输入端，可以轻易的实现通道功能的选择。
正常情况下ADC0832与单片机的接口应为4条数据线，分别是CS、CLK、DO、DI。
但由于DO端与DI端在通信时并未同时有效并与单片机的接口是双向的，所以电路设计时可以将DO和DI并联在一根数据线上使用。
当ADC0832未工作时其CS输入端应为高电平，此时芯片禁用，CLK和DO/DI的电平可任意。
当要进行A/D转换时，须先将CS使能端置于低电平并且保持低电平直到转换完全结束。
此时芯片开始转换工作，同时由处理器向芯片时钟输入端CLK输入时钟脉冲，DO/DI端则使用DI端输入通道功能选择的数据信号。
在第1个时钟脉冲的下沉之前DI端必须是高电平，表示启始信号。
在第2、3个脉冲下沉之前DI端应输入2位数据用于选择通道功能
当CS由高变低时,选中ADC0832。
在时钟的上升沿,DI端的数据移入ADC0832内部的多路地址移位寄存器。
在第一个时钟期间,DI为高,表示启动位,紧接着输入两位配置位。
当输入启动位和配置位后,选通输入模拟通道,转换开始。
转换开始后,经过一个时钟周期延迟,以使选定的通道稳定。
ADC0832接着在第4个时钟下降沿输出转换数据。
数据输出时先输出最高位（D7～D0）;
输出完转换结果后,又以最低位开始重新输出一遍数据（D7～D0）,两次发送的最低位共用。
当片选CS为高时,内部所有寄存器清0,输出变为高阻态。
如果要再进行一次模/数转换,片选CS必须再次从高向低跳变,后面再输入启动位和配置位。
3.89S51引脚图以及介绍
89S51管脚图
89S51管脚的作用及其工作原理
VCC：
供电电压。
GND：
接地。
P0口：
P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：
P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：
P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。
并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：
P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。
当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。
作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：
口管脚备选功能
P3.0RXD（串行输入口）
P3.1TXD（串行输出口）
P3.2/INT0（外部中断0）
P3.3/INT1（外部中断1）
P3.4T0（记时器0外部输入）
P3.5T1（记时器1外部输入）
P3.6/WR（外部数据存储器写选通）
P3.7/RD（外部数据存储器读选通）
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST：
复位输入。
当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG：
当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。
在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。
在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。
因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。
然而要注意的是：
每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。
如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。
此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。
另外，该引脚被略微拉高。
如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
/PSEN：
外部程序存储器的选通信号。
在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。
但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。
/EA/VPP：
当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。
注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；
当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。
在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。
XTAL1：
反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2：
来自反向振荡器的输出。
第二章仿真
实验原理图：
仿真结果
负温度
正温度
PCB
实验程序
ADDIBITP3.0;
伪指令
ADDOBITP3.1
ADCLKBITP3.2
ADCSBITP3.3
LED1EQU40H;
第一个LED的字形地址偏移量放在40H
LED2EQU41H;
第一个LED的字形地址偏移量放在41H
LED3EQU42H;
第一个LED的字形地址偏移量放在42H
LED4EQU43H;
第一个LED的字形地址偏移量放在43H
ORG0000H
AJMPMAIN
ORG0030H
MAIN:
MOVSP,#60H
MOVR4,#5
TEST:
LCALLADC0832;
调用AD转换程序
LCALLBCDCON;
调用数值转换程序
LP:
LCALLDISPLAY;
调用显示程序
DJNZR4,LP
SJMPTEST
ADC0832:
SETBADDI;
初始化通道选择
CLRADCLK
NOP
CLRADCS;
拉低/CS端
SETBADCLK;
拉高CLK端
CLRADCLK;
拉低CLK端,形成下降沿
SETBADDI
拉低CLK端,形成下降沿2
CLRADDI;
1-0选择1通道
拉低CLK端,形成下降沿3
MOVR7,#8;
准备送下后8个时钟脉冲
AD1:
MOVC,ADDO;
接收数据
MOVACC.0,C
RLA;
左移一次
SETBADCLK
形成一次时钟脉冲
DJNZR7,AD1;
循环7次
SETBADCS;
拉高/CS端
拉低CLK端
SETBADDO;
拉高数据端,回到初始状态
MOV30H,A;
数据放在30H
ADDA,#7
MOV30H,A
RET
BCDCON:
CLRC
SUBBA,#139;
与0摄氏度作判断
JNCABOVEZERO;
有借位往下执行，没有借位跳转ABOVEZERO
BELOWZERO:
MOVA,#139
SUBBA,30H
MOVB,#05H
MULAB
MOVB,#64H
MOVR1,A
MOVA,B
MOVB,#0AH
DIVAB
MOVLED1,0AH;
最高位显示负号
MOVLED2,B;
显示个位
MOVA,R1
MOVLED3,A;
显示第一位小数
MOVLED4,B;
显示第二位小数
ABOVEZERO:
MOVLED1,A;
显示十位
DISPLAY:
;
显示子程序
SETBP0.2
SETBP0.3
SETBP0.4
SETBP0.5
MOVDPTR,#TAB
MOVA,40H
MOVCA,@A+DPTR;
查字形表
MOVP2,A;
P2口作字形,P0口做字位
CLRP0.5;
开
ACALLDELAY
SETBP0.5;
关
MOVA,41H
MOVP2,A
SETBP2.7
CLRP0.4
MOVA,42H
CLRP0.3
MOVA,43H
MOVCA,@A+DPTR
CLRP0.2
DELAY:
MOVR7,#01H
DELAY1:
MOVR6,#0FFH
DELAY2:
DJNZR6,DELAY2
DJNZR7,DELAY1
TAB:
DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,40H
第三章调试
1.在本程序中，每次AD采样都得采样10次并求平均值，以达到减小误差更接近实际值的目的。
采样结束后将数字量与139（零度）相比较，然后转入相应的显示程序。
而显示程序共执行了255次，以达到延长显示时间防止示数显示出现跳跃等问题。
2.开始的时候不知道怎么设置温度显示数码管的小数点，后来，经过查阅资料，知道了在子程序现实中，第二个数码管显示的程序中加入SETBP2.7，便可以实现。
3.在实验过程中有些焊点没有焊实,导致数码管显示出现状况,后来将短接的焊点分开后,数码管显示正常.
第四章结论
经过仿真以及调试后，调节电位器可以调节数码管示数。
用打火机烧AD590，显示示数会大幅度升高。
室温下最终在数码管上实际显示可调数据为17.52-21.36
数码管上数据显示比较稳定
参考文献
［1］李维波，MATLAB在电气工程中的应用，中国电力出版社，2007
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