基于AT89S52单片机温度采集毕业设计论文Word格式文档下载.docx

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本设计是以单片机为核心的最小温度采集系统。

它主要是采用热敏传感器采集温度并进行信号处理。

再经过A／D转换电路转换成数字信号后，送给单片机进行信号处理与计算。

计算的结果从显示台上显示出来。

。

本设计中模块的功能如下：

（1）温度采集电路：

将被测温度量经过温度传感器转换为供给A／D转换的电量。

（2）A／D转换电路：

是将电量转换成可供单片机识别接收的二进制数值。

（3）单片机：

对接收到的二进制数值按照设计目的进行相应的处理。

（4）显示器：

是将采集到的温度并经过单片机的处理完毕后的结果显示出来，让人们能看到此时此处的温度值。

1.1硬件电路设计

硬件线路如下图所示

由图可知，ADC0809输出部分直接与89C51的P1口相连；

ADC0809的CLOCK端与89C51的ALE相连；

P2.O与ADC0809的START和ALE脚相连；

ADC0809的OE端与P2.1相连，通过对P2.O和P2.1的置位，启动A/D和读取A/D转换结果；

P2.2与ADC0809的转换结束信号EOC相连，可以采用查询测得；

P2.5～P2.7分别与ADC0809的通道地址线A、B、C相连，通过对P2.5～P2.7分别置位修改来选择不同的输入通道；

通过串行输出，其中CD4094

（1）作为LED显示的段码，CD4094

（2）分别控制4只LED的位选。

本设计中只用了3路模拟量输入（IN0～IN2），模拟检测参数为温度。

温度的检测应当是由温度传感器转换成电信号，再经过放大到合适的幅度送A／D转换器转换成数字量。

为了设计方便，采用电位器改变电压来模拟输入量。

2模块设计及软件应用

2．1电源模块

本系统对供电要求不高，只要有l2V／40mA和5V／30mA就足够了。

所以我只采用一块12V／50InA和5V／28mA。

所以本系统是采用7812与7805两稳压管构成。

2．2温度采集模块

在温度采集模块里面本文采用的是热电偶。

热电偶是一种感温元件，它能将温度信号转换成热电势信号，通过电气测量仪表的配合，就能测量出被测的温度。

热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。

其优点是：

（1）测量精度高。

因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。

（2）测量范围广。

常用的热电偶从一15～lOO℃均可连续测量，某些特殊热电偶最低可测到一269℃（如金铁镍铬），最高可达+2800℃。

（3）构造简单，使用方便。

热电偶通常是由两种不同的金属丝组成．而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。

常用热电偶可分为标准热电偶和非标准热电偶两大类。

所调测量。

而本设计所谈到的温度采集系统主要是应用在普通场合的测量，故采用标准热电偶。

热电偶的输出是一个随温度变化的电压信号，它必须加上补偿电路才能正常工作，并且用标准热电偶是指国家标准规定了其热电势与温度的关系，允许误差、并有统一的标准分度表的热电偶，它有与其配套的显示仪表可供选用。

非标准化热电偶在使用范围或数量级上均不及标准化热电偶，一般也没有统一的分度表，主要用于某些特殊场合的它的输出也要转换为O～10V的电压范围传送A／D转换电路。

当温度传感器感应到温度范围在一l5～loo℃，通过放大器进行放大，可变电阻阻值变大，把温度转变为电压，通过RDO一，RDO+，RDP—OUT输出。

没有感应到时，放大器没有工作，无信号输出，RDO一，RDO+，RDP一0uT输出的电平可以判断出温度传感器是否检到温度。

温度采集模块电路（如图）

2．3显示模块

由于各位的段选线并联，段选码的输出都是相同的。

因此，同一时刻如果各位位选线都处于选通状态，4位LED将显示相同的字符。

若要各位LED能够显示出与本位相应的字符，就必顺采用扫描显示方式，即在某一时刻，只让某一位的位选线处于选通状态，而其他各位的位选线处于截止状态，同时，段选线上输出对应显示位的字符字形码。

4位LED轮流选通，由于人限的视觉暂留现象，只要每位显示间隔足够短，就可得到多位同时亮的效果。

系统无需扩展程序存储器。

可根据系统程序大小选择片内带不同容量闪存的单片机，这里我采用ADC0809，该单片机每个I／O口的拉电流只有l～2mA，但在灌电流驱动状态下能达到20mA左右，如果采用共阴极管需要加驱动电路，而采用共阳极管则不需要驱动电路，可使电路得到简化。

2．4A／D转换模块

2．4．1805l单片机的引脚描述

Intel公司生产的8051单片机为字长8位的单片微型计算机，由中央处理器、片内RAM、片内ROM、两个16位的定时计数器、四个8位的r／O口（P0、PI、P2、P3）、一个全双工的串行口、五个中断源以及时钟等组成。

芯片结构图如图6所示。

下面按其引脚功能分为四部分叙述这40条引脚的功能。

（1）主电源引脚VcC和VssVcc——（40脚）接+5V电压}VSS一一（20脚）接地。

（2）外接晶体引脚XTALl和XTAL2XTALl（19脚）接外部晶体的一个引脚。

XTAL2（18脚）接外晶体的另一端。

（3）控制或与其它电源复用引脚RsT／VPD、ALE／PROG、PSEN和EA／VPP

（a）RsT／VPD（9脚）当振荡器运行时，在此脚上出现两个机器周期的高电平将使单片机复位。

（b）ALE／PROG（30脚）：

当访问外部存贮器时，ALE（允许地址锁存）的输出用于锁存地址的低位字节。

即使不访问外部存储器，ALE端仍以不变的频率周期性地出现正脉冲信号，此频率为振荡器频率的l／6。

因此，它可用作对外输出的时钟，或用于定时目的。

对于EPROM单片机（如8751），在EPROM编程期间，此引脚用于输入编程脉冲（PR0G）。

（c）PSEN（29脚）：

此脚的输出是外部程序存储器的读选通信号。

（d）EA／VPP（引脚）：

当EA端保持高电平时，访问内部程序存储器，但在PC（程序计数器）值超过0FFFH（对851／875l／80C51）或1FFFH（对8052）时，将自动转向执行外部程序存储器内的程序。

当EA保持低电平时，则只访问外部程序存储器，不管是否有内部程序存储器。

对于常用的8051来说，无内部程序存储器，所以EA脚必须常接地。

（4）输入／输出（I／O）引脚PO、Pl、P2、P3（共32根）

（a）PO口（39脚至32脚）：

是双向8位三态I／O口，在外接存储器时，与地址总线的低8位及数据总线复用，能以吸收电流的方

式驱动8个LS型的TTL负载。

（b）P1口（1脚至8脚）：

是准双向8位I／O口。

（c）P2口（21脚至28脚）：

（d）P3口（10脚至17脚）：

是准双向8位I／O口，在MCS5l中，和单片机直接接口。

ADC0809的内部逻辑结构

由图7可知，ADC0809由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A／D转换器和一个三态输出锁存器组成这8个引脚还用于专门功能，是复用双功能口。

4.274LS164引脚图及引脚功能（如图）

74LS164引脚图

CLOCK：

时钟输入端

CLEAR：

同步清除输入端（低电平有效）

A，B：

串行数据输入端

QA－QH：

输出端

当清除端（CLEAR）为低电平时，输出端（QA－QH）均为低电平。

串行数据输入端（A，B）可控制数据。

当A、B任意一个为低电平，则禁止新数据输入，在时钟端（CLOCK）脉冲上升沿作用下Q0为低电平。

当A、B有一个为高电平，则另一个就允许输入数据，并在CLOCK上升沿作用下决定Q0的状态。

2．4．2ADC0809转换的原理及应用

ADc0809是带有8位A／D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件。

它是逐次逼近武A／D转换器，可以。

多路开关

可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用A／D转换器进行转换。

三态输出锁器用于锁存A／D转换完的数字量，当OE端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数

据。

（2）引脚结构（见图8）

图8ADC0809引脚图

IN0一IN7：

8条模拟量输入通道。

ADc0809对输入模拟量要求：

信号单极性，电压范围是0～5V，若信号太小，必须进行放大，输入的模拟量在转换过程中应该保持不变，如若模拟量变化太快，则需在输入前增加采样保持电路。

地址输入和控制线：

4条。

ALE为地址锁存允许输入线，高电平有效。

当ALE线为高电平时，地址锁存与译码器将A，B，C三条地址线的地址信号进行锁存，经译码后被选中的通道的模拟量进转换器进行转换。

A，B和C为地址输入线，用于选通IN0一IN7上的一路模拟量输入。

数字量输出及控制线：

ll条

ST为转换启动信号。

当ST上跳沿时，所有内部寄存器清零；

下跳沿时，开始进行A／D转换；

在转换期间，sT应保持低电平。

EOC为转换结束信号。

当EOC为高电平时，表明转换结束；

否则，表明正在进行A／D转换。

OE为输出允许信号，用于控制三条输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。

OE=1，输出转换得到的数据}0E=0，输出数据线呈高阻状态。

D7一DO为数字量输出线。

CLK为时钟输入信号线。

因ADc0809的内部没有时钟电路，所需时钟信号必须由外界提供，通常使用频率为500kHz，VREF（+）。

VREF（-）为参考电压输入。

（3）ADC0809应用说明

（a）ADC0809内部带有输出锁存器。

可以与AT89s51单片机直接相连。

（b）初始化时，使ST和OE信号全为低电平。

（c）送要转换的哪一通道的地址到A，B，C端口上。

（d）在ST端给出一个至少有10011s宽的正脉冲信号。

（e）是否转换完毕，我们根据E0c信号来判断。

（f）当EOC变为高电平时，这时给0E为高电平，转换的数据就输出给单片机了。

A／D转换器的转换速率就是能够重复进行数据转换的速度，即每秒转换的次数。

而完成一次A／D转换所需的时间，则是转换速率的倒数。

启动ADC0809的工作过程：

先送通道号地址到ADDA～ADDC，由ALE信号锁存通道号地址后，让START有效启动A／D转换，即执行一条MOVX@DPTR，A指令产生WR信号，使ALE．START有效，锁存通道号并启动A／D转换。

A／D转换完后，EOC端发出一正脉冲，接着执行MOVXA，@DPTR产生RD信号，使0E端有效。

，打开锁存器三态门，8位数据就读入到cPu中。

a8051单片机与ADC0809的接口连接如图9所示

b热敏电阻与ADC0809连接方式（如下图）

热敏电阻与ADC0809连接图

程序流程图

主程序流程图如图所示，T0中断服务程序流程图如图所示，温度采样及模数转换子程序流程图如图所示，温度计算子程序流程图如图所示。

主程序参考框图

定时中断T0服务程序参考框图

定时中断T1服务程序参考框图

温度巡回检测子程序参考框图

显示子程序参考框图

软件程序：

定时器TO中断服务程序

定时器T1中断服务程序

显示子程序

温度巡检子程序

4结语：

本课题是设计了一个以单片机为核心的最小温度采集系统。

经过A／D转换电路转换成数字信号后，送给单片机进行信号处理与计算。

计算的结果从八段数码管上显示出来。

致谢信

大学生活一晃而过，回收走过的岁月，心中倍感激动，当我写完这篇毕业论文的时候，有一种如释重负的感觉，感慨良多。

首先诚挚的感谢我的论文指导老师东方老师，她在忙碌的教学工作中挤出时间来审查、修改我的论文，尤其是对一个在校外工作实习学生最大的关怀，在这里我想对她说一声谢谢，还有教过我的所有老师，你们的严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；

你们循序善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪.

感谢三年中陪伴在我身边的同学、朋友，感谢他们为我提出的有

益的建议和意见，有了他们的支持、鼓励和帮助，我才能充实的度过了三年的学习生活.

最后要感谢的就是养育我的父母，他们给了我无私的爱，我深知他们为我求学和生活所付出的巨大的牺牲和努力，至今我一直无以为报，在这里仅表达我对他们的深深地思念和感恩。

在这里我想对他们说一声，爸妈儿子不会令你们失望的.

最后，衷心的感谢在百忙之中抽出时间审阅论文的各位老师，谢谢！

8参考文献

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何立民.北京航空航天大学出版社

2、《51系列单片机高级实例开发指南》 

李军.北京航空航天大学出版社

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