学士论文毕业设计论文单片机多点温度控制系统.docx
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学士论文毕业设计论文单片机多点温度控制系统
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学号
本科毕业论文
（****专业）
单片机多点温度控制系统
姓名
专业
指导教师
单片机多点温度控制系统
【摘要】
随着电子技术发展，特别是随着大规模的集成电路的产生，给人们的是生活带来了根本性质变化。
微型计算机的出现使现代的科学研究得到质的飞跃，而单片机技术的出现则是给现代工业控制以及日常生活带来了极大的方便，正是电子技术的发展推动了工业生产及人们的日常生活水平。
单片机多点温度控制利用具有极高的性价比，体积小，重量轻，抗干扰能力强对环境的要求不高,但可靠性，运算精度高的8751系列单片机，同时利用AD590温度传感器采集温度，利用8255实现对本系统人工温度的设置，设置值在LED上显示。
关键词：
8751单片机AD590温度传感器8255芯片LED
【Abstract】
Alongwiththeelectronictechnologydevelopment,speciallyalongwiththelarge-scaleintegratedcircuitproduction,wasthelifehasbroughtthebasicnaturechangeforthepeople.waspreciselytheelectronictechnologydevelopmentimpelledtheindustrialproductionandpeople'sdailylifelevel.Themonolithicintegratedcircuitmulti-spotstemperaturecontrolusehastheextremelyhighnaturalpricecomparedto,volumesmall,weightlight,theantijammingabilityisstrongtotheenvironmentrequestisnothigh,Butthereliability,theoperationprecisionhigh8,751seriesmonolithicintegratedcircuits,atthesametimeusetheAD590temperaturesensorgatheringtemperature,willuse8,255realizationstothissystemartificialtemperatureestablishment,theestablishmentvaluedemonstratedonLED.
Keywords:
8751one-chipcomputerAD590temperaturesensorsADC08048255ChipLED
【目录】
第一章前言1
第二章总体设计2
2.1背景2
2.2电路原理图2
2.3技术特点2
第三章芯片介绍3
3.18751芯片3
3.1.1电源引脚3
3.1.2外接晶振引脚3
3.1.3输入输出引脚4
3.1.4控制引脚4
3.1.5存储器结构4
3.28255可编程并行接口芯片5
3.3ADC0804转换器6
3.4AD590传感器7
3.5LED七段数码管8
3.6BCD七段译码器74479
第四章程序设计及流程图11
4.1LED显示程序11
4.2程序流程图12
第五章硬件设计14
5.1键盘控制输入显示电路14
5.28751与8255的连接15
5.3ADC0804外围电路15
第六章结论16
【谢辞】17
【参考文献】17
第一章前言
电子技术的飞速发展，给人类的生活带来了根本的的变革，特别是随着大规模集成电路的产生而出现了微型计算机，更是将人类社会带入了一个新的时代。
利用微机的强大功能。
人们可以完成各种各样的控制。
然而，微机造价高，对于大多数的工业控制来说，也并不需要微机那样强大的功能，于是单片机就运用而生了。
单片机其实就是一个简化的微机，将微机的CPU，存储器，I/O接口。
定时器/计数器等集成在一片芯片上就是单片机了，它主要用来完成各种控制功能。
相对微机来说，单片机价格低，非常适合于应用在简单的控制场合以降低成本。
另外，单片机是按照工业控制要求设计的，其可靠性很高，可在工业现场复杂的环境下运行。
单片机依靠其高的可靠性和极高的性价比，在工业控制，数据采集，智能化仪表，家用电器等方面得到极为广泛的应用。
现代工业设计，工程建设及日常生活中温度控制都起着重要的作用，早期的温度控制主要用于工厂时间生产中，能起到实时采集温度数据，提高生产效率，产品质量之用。
随着人们生活质量的提高，现代社会中的温度控制不仅应用在工厂生产方面也应用于酒店，厂房以及家庭生活中，在有些应用中，如高精度的生产厂房，对温度的要求极其严格，温度的变化极有可能对生产的产品造成极大的影响。
因此，这就需要一种能够及时检测温度变化以及温度变化的设备，提供温度数据值，使人们对温度的变化做及时的调整，多点温度控制可根据人们不同的应用环境自行设置该环境的温度值，及时反映生产，生活中温度变化使人们能及时看到温度变化的第一手资料，提示人们温度变化情况，协助人们能及时的调整，起到温度报警作用，使温度控制更好的服务于社会生产，生活。
多点温度控制采用具有扩展性速度快特点的8751单片机进行设计，温度采集使用AD590温度传感器，其检测温度范围-55·C—150·C，该温度传感器具有非常高的线性输出性能。
利用8位分辨率的ADC0804进行模/数（A/D）转换。
同时采用可编程的8255芯片用于键盘输入扫描，LED数码管显示相对应的温度
第二章总体设计
2.1背景
电子技术的飞速发展，方便人们的生产，生活。
特别是单片机技术的进步，在生产中应用十分广泛，人们设计各种各样的电路来控制生产中的操作。
2.2电路原理图
采用8751单片机芯片，通过P1，P2口与外围电路相连接，外围电路ADC0804转换器，8255芯片分别与8751的P0相关引脚相连接，LED显示专用芯片7447与8751单片机P1引脚连接驱动LED显示工作。
可编程并行接口8255用于键盘4*3输入的控制，ADC0804通过引脚6与AD590温度传感器连接，把模拟量转换成电压值，系统原理图如下：
图1
2.3技术特点
8位处理能力的8751单片机，I/O端口都是双向。
8255可编成并行接口LSI芯片，多功能的I/O器件，可作为电路接口。
ADC08048位逐次逼近A/D转换器。
工作温度0ºC--+70ºC。
AD590温度采集，产生的电流与绝对温度成正比，有非常好的线性输出性
第三章芯片介绍
3.18751芯片
8751单片机有40个引脚，引脚图如下：
图2
.1.1电源引脚
VCC（第40引脚）：
接电源+5V
GND（第20引脚）：
接电源负极，即接地。
.1.2外接晶振引脚
XTAL1（第19脚）：
片内反相放大器输入端
XTAL2（第18脚）：
片内反相放大器输出端
.1.3输入输出引脚
P0.0~P0.7（第39—32脚）：
P0口的8个引脚。
P0口是一个漏极开路的8位准
双向I/O口，每位驱动8个LSTTL负载。
在访问外部存储器或进行I/O口扩展时，它分时作为低8位地址总线和双向数据总线。
P1.0—P1.7（第1-8脚）：
P1口的8个引脚。
P1口是一个8位的准双向I/O口，
每一位可直接驱动4个LSTTL负载。
P2.0-P2.7（第21—28脚）：
P2口的8个引脚。
P2口也是一个8位双向I/O口，
每一位可直接驱动4个LSTTL负载，在访问外部存储器时它作为高8位地址总线。
P3.0—P3.7（第10-17脚）：
P3口8个引脚。
P3口除作为普通8位准双向I/O口外，还具有第二功能。
P3.0：
RXD（串行输入口，串行通信时，信号由此输入单片机）。
P3.1：
TXD（串行输出口，串行通信时，单片机由此把信号输出）。
P3.2：
/INT0（外部中断0输入口）。
P3.3：
/INT1（外部中断1输入口）
P3.4：
T0（定时器0外部输入口）
P3.5：
T1（定时器1外部输入口）
P3.6；/WR（片外数据存储器写选通输出口）
P3.7：
/RD（片外数据存储器读选通输出口）
.1.4控制引脚
/PROG（第30引脚）：
地址锁存有效信号输出端。
/EA（第31脚）：
外部程序存储器选用端。
/PSEN（第29脚）：
程序存储允许输出端。
RST（第9脚）：
复位信号输入端。
.1.5存储器结构
分为程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM）。
片内外统一编址64K字节的ROM，
128（或256）字节的片内的RAM和64K字节的片外RAM。
P2.0-P2.7（第21—28脚）：
P2口的8个引脚。
P2口也是一个8位双向I/O口，
每一位可直接驱动4个LSTTL负载，在访问外部存储器时它作为高8位地址总线。
P3.0—P3.7（第10-17脚）：
P3口8个引脚。
P3口除作为普通8位准双向I/O口外，还具有第二功能。
P0.0~P0.7（第39—32脚）：
P0口的8个引脚。
P0口是一个漏极开路的8位准
双向I/O口，每位驱动8个LSTTL负载。
在访问外部存储器或进行I/O口扩展时，它分时作为低8位地址总线和双向数据总线。
3.28255可编程并行接口芯片
8255的引脚及说
图3
引脚说明:
（1）D0-D7：
8位三态双向输出/输入通道是8255与CPU接口的数据总线。
（2）RESET：
高电平动作。
复位时，8255的PA，PB，PC口与控制寄存器将被取消，PA，PB，PC口皆为设定为输入口模式。
（3）/CS；芯片选择。
低电平动作。
当/CS=0时，8255被选择；/CS=1时，8255无法与CPU做数据传输。
（4）/RD：
读取使能，低点平动作。
/RD=0，且/CS=0时，CPU从8255读取数
（5）/WR：
写入使能，低点平动作。
/WR=0，且/CS=0时，CPU将数据写入8255
（6）A0，A1：
地址选择线，用来选择8255的PA口，PB口，PC口和控制寄存器。
A1A0
被选中的端口名
00
PA口
01
PB口
10
PC口
11
控制寄存器
（1）PA0-PA7：
8位数据输出锁定/缓冲器及8位输入锁定。
PB0-PB7：
8位数据输入/输出锁定/缓冲器及8位输入缓冲器。
（2）PC0-PC7：
8位数据输出锁定/缓冲器及8位输入缓冲器。
（3）8255控制字
当A1=1，A0=1时，选择控制寄存器，控制字格式由D7决定。
当D7=1时。
控制字代表8255A组和B组的工作模式控制字，而当D7=0时，控制代表PC口位的设定或清除。
可作为PA口与PB口的控制信号。
模式设定控制模式字如下：
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
3.3ADC0804转换器
引脚说明及说明
图4
1．8位COMS逐次逼近型A/D转换器；
2．三态锁定输出；
3．存取时间：
135微妙
4．分辨率：
8位；
5．转换时间：
100微妙；
6．总误差：
1LSB；
7．工作温度：
ADC0804LCN—0度—+70度；
8．ADC0804——-40度—+85度；
引脚说明:
/CS：
芯片选择信号
/RD：
外部读取转换结果的控制脚输出信号。
/WR：
用来启动转换的控制输入
CLKIN，CLKR：
时钟输入或者震荡元件（R，C），频率约限制在100KHZ—
1460KHZ，如果使用RC电路则振荡频率为1/（1.1RC）。
/INTR：
中断请求信号输出，低电平动作。
VIN（+），VIN（-）：
差动模拟电压输入。
AGND，DGND：
模拟信号以及数字信号的接地。
VREF：
辅助参考电压。
DB0—DB7：
8位数字输出。
VCC：
电源供应以及作为电路的参考电压。
3.4AD590传感器
OPA3OPA2OPA1
图5
功能说明：
第一步；先调AD590的可变电阻VR1。
如以0ºC为参考值则对应使其电压输出为2.72V；如以25ºC为参考值，则对应为2.98V
第二步：
设VR2使0ºC时，OPA2的输出为2.73V-2.73V=0V，而25ºC时，OPA2的输出为2.73V-2.98V=-0.25V（反相）（零位调整）。
第三步；通过OPA3放大5倍，如OPA2的输出-0.25V，则OPA3的输出为1.25V。
根据采集量，计算出温度值：
设温度为4BH，查表为1.5V计算如下：
1.5/5（OPA3）+2.73（OPA2）=3.032V
3.032V/10K=303.2uA
303.2uA-273.uA=30uA→30
3.5LED七段数码管
LED显示器是于发光二极管组成的，用来显示特定的的显示器。
7段数码管发光二极管使用灵活，简单方便，当有电流通过时，相应的发光二极管就点亮；当电流消灭没有电流时，发光二极管就灭。
同样。
共阳极LED显示器。
就是将所有发光二极管的阳极接到一起，接到电源正极。
这样，当某个发光二极管的阴极加有低电平，该发光二极管即被点亮。
常用7段数码管LED显示器，共阴极和共阳极结构如下图：
图6
LED显示器是于发光二极管组成的，用来显示特定的的显示器。
7段数码管发光二极管使用灵活，简单方便，当有电流通过时，相应的发光二极管就点亮；当电流消灭没有电流时，发光二极管就灭。
同样。
共阳极LED显示器。
就是将所有发光二极管的阳极接到一起，接到电源正极。
这样，当某个发光二极管的阴极加有低电平，该发光二极管即被点亮。
通过a,b,c,d,e,f,g,dp各点和公共点的电位，就可以控制个发光二极管的亮暗，而不同的发光的亮暗组合就可以显示不同的数字（dp点是来表示小数点，在显示数字中不起作用）。
比如，要显示“3”，则只需点亮a,b,c,d,g5个发光二极管，而其他均为暗，对于共阴极LED显示器来说，就是在在这些引脚上输入高电平即可。
LED显示器字符段码表如下
P0.0~P0.7（第39—32脚）：
P0口的8个引脚。
P0口是一个漏极开路的8位准
双向I/O口，每位驱动8个LSTTL负载。
在访问外部存储器或进行I/O口扩展时，它分时作为低8位地址总线和双向数据总线。
同样。
共阳极LED显示器。
就是将所有发光二极管的阳极接到一起，接到电源正极。
这样，当某个发光二极管的阴极加有低电平，该发光二极管即被点。
示字符
共阴极段码
共阳极段码
显示字符
共阴极段码
共阳极段码
0
3FH
C0H
C
39H
C6H
1
06H
F9H
D（d）
5EH
A1H
2
5BH
A4H
E
79H
86H
3
4FH
B0H
F
71H
8EH
4
66H
99H
.
80H
7EH
5
6DH
92H
P
73H
82H
6
7DH
82H
U
3EH
C1H
7
07H
F8H
T
31H
CEH
8
7FH
80H
Y
6EH
91H
9
6FH
90H
8.
FFH
00H
A
77H
88H
"灭"
00H
FFH
B（b）
7CH
83H
|
|
|
表1
3.6BCD七段译码器7447
7447有4个BCD码输入端A、B、C和D，其中D为最高有效位，A为最低有效位，它们分别与输出端口中的4位相连。
7447的7个输出引脚a～g直接与LED的相应引脚相连，每个段中都串接一个限流电阻，其阻值为100Ω。
当灭灯输入/动态灭灯输出（BI/RBO）开路或为高电平而试灯输入为低电平，则所有输出端都为1。
BI/RBO是线与逻辑，作灭灯输入（BI）或动态灭灯（RBO）之用，或者兼为二者之用。
图7
表2
[1].要求0—15时，灭灯输入（BI）必须开路或保持高电平，如果不要灭十进制数零，则动态灭灯输入（RBI）必须开路或为高电平。
[2].将一低电平直接输入BI端，则不管其他输入为何电平，所有的输出端均输出为低电平。
[3].当动态灭灯输入（RBI）和A,B,C,D输入为低电平而试灯输入为高电平时，所有各段输出都为0，并且动态灭灯输出（RBO）为低电平（响应条件）。
[4].当灭灯输入/动态灭灯输出（BI/RBO）开路或为高电平而试灯输入为低电平，则所有输出端都为1。
表中1=高电平，0=低电平。
BI/RBO是线与逻辑，作灭灯输入（BI）或动态灭灯（RBO）之用，或者兼为二者之用。
第四章程序设计及流程图
4.1LED显示程序
DISP：
SETBP2.0；A0=1，A1=0。
PB地址
CLRP2.1
MOVA,37H
ADDA,#00H；D1数据加上74LS138扫描值
MOVX@R0,A；显示D0
CALLDELAY；扫描延时
MOVA,36H
ADDA,#10H；D0数据加上74LS138扫描值
MOVX@R0,A；显示D1
CALLDELAY；扫描延时
MOVA,35H
ADDA,#00H；D1数据加上74LS138扫描值
MOVX@R0,A；显示D0
CALLDELAY；扫描延时
MOVA,34H
ADDA,#10H；D0数据加上74LS138扫描值
MOVX@R0,A；显示D1
CALLDELAY；扫描延时
MOVA,33H
ADDA,#00H；D1数据加上74LS138扫描值
MOVX@R0,A；显示D0
CALLDELAY；扫描延时
MOVA,32H
ADDA,#10H；D0数据加上74LS138扫描值
MOVX@R0,A；显示D1
程序流程图
N
Y
图8
第五章硬件设计
5.1键盘控制输入显示电路
8255通过D0—D7与CPU连接，及时实现与8751数据的传输。
通过设置8255
的控制字，使得PB为输出口，PC（0-3）口为键盘行扫描，PC（5-7）口为设定为输入口，作为键盘的列扫描。
PB（0-3）与7447芯片7，1，2，6引脚连接实现扩展。
PB（4-6）与74LS138芯片1，2，3引脚连接。
输出Y0，Y1实现LED的显示。
电路图如下：
图9
5.28751与8255的连接
通过P20，P21分别与A0，A1连接，可以控制8255控制字的的设置，8751的/RD与8255的/RD连接，/WR与/WR连接，实现8751与8255数据的读入和写出，/CS信片片选。
图10
5.3ADC0804外围电路
图11
第六章结论
常用的单片机应用系统，除了CPU和存储器之外，都要用到一些外围电路，以实现人机接口。
便于人们的操作和掌握系统的运行。
本系统就是根据这一原理来设计电路，通过本系统可以像计算机输入数据，传送命令，控制系统的运行，实现多点温度的检测控制。
【谢辞】
指导老师***治学严谨，学识渊博，品德高尚，平易近人，在我做论文期间不仅传授了做学问的秘诀，还传授了做人的准则。
这些都将使我终生受益。
无论是在平时的阶段，还是在论文的选题、资料查询、开题、研究和撰写的每一个环节，无不得到导师的悉心指导和帮助。
借此机会向导师表示衷心的感谢！
非常感谢学院这些年的栽培！
【参考文献】
1．唐俊翟主编单片机原理与应用冶金工业出版社2003-9-1第一版
2．付家才主编单片机控制工程实践技术化学工业出版社2004-5-1第三版
3．陈丽芳主编单片机原理与控制技术东南大学出版社2003-7-1第二版
4．侯继红主编 ProtelSE实用技术教程 中国电力出版社 2004-9-1第一版
5．沈庆阳主编8051单片机实践与应用清华大学出版社2004-3-5第二版
6．朱定华主编微机原理与借口技术清华大学出版社2004-6-4第一版
7．温冬婵主编汇编语言程序设计清华大学出版社2004-6-2第一版
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