AT89C51温度传感器设计Word格式.docx

1、2.1.2 信号调理电路的设计实现将温度T 和电阻R的对应关系转化为温度T 和电压V的对应关系。利用电桥的原理，R4的阻值变化使电桥两点的电位差改变，此两点作为运算放大器的两个输入。2.1.3 A/D采集电路的设计实现启动、等待、采集数据。信号调理电路的输出接0809的IN0。0809的ALE的START连接，单片机的P2.7和WR或非后接0809的START，P2.7和RD或非后接0809的OE。START脉冲来，A/D转换开始，以EOC作为转换完成的标志使用的是等待方式，所以EOC未连接。2.1.4 单片机电路 最小系统。2.1.5 键盘及显示电路的设计实现键盘数据输入和温度显示。利用四联

2、数码管显示三位的温度值和一个C代表显示的是温度。两个键盘按键调整预设温度的高低。2.1.6 输出控制电路的设计I/O驱动、继电器、指示灯、负载。测得的温度值高于预设温度，红灯亮，低于则绿灯亮：接两个发光二极管。2.2元器件的选择1. P89L51RD2FN2. AD08093. OP07A4. MAX2325. 驱动器ULN20036. 四联数码管MT0546AR7. 继电器HRS2H-S-DC5V-N8. 发光二极管（红、绿色）9. 三极管 9012（PNP）、 9013（NPN）11. 面包板、连接线、插头座12. 周立功单片机实验箱13. 电阻2003用于电桥，10k2,20 k2用于减

3、法器2.3特殊器件的介绍2.3.1 OP07A OP07引脚图OP07A的特点： 超低偏移： 150V最大 。 低输入偏置电流： 1.8nA 。 低失调电压漂移： 0.5V/ 。 超稳定，时间： 2V/month最大 高电源电压围： 3V至22V2.3.2 ADC08091主要特性1）8路8位AD 转换器，即分辨率8 位。2）具有转换起停控制端。3）转换时间为100s。4）单个5V 电源供。5）模拟输入电压围05V，不需零点和满刻度校准。6）工作温度围为-4085 摄氏度。7）低功耗，约15mW。2部结构ADC0809 是CMOS 单片型逐次逼近式AD 转换器，部结构如图1322 所示，它由8

4、 路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型DA 转换器、逐次逼近，寄存器、三态输出锁存器等其它一些电路组成。因此，ADC0809可处理8路模拟量输入，且有三态输出能力，既可与各种微处理器相连，也可单独工作。输入输出与TTL 兼容。IN0IN7：8 路模拟电压输入端，用与输入被转换的模拟电压。D0D7：A/D 转换后的数据输出端，与单片机的P0 口相接。A、B、C：模拟通道地址选择端，A 为低位，C 为高位。3.A/D转换完成数据的输送A/D 转换后得到的是数字量的模拟量，这些数据应传诵给单片机进行处理。数据串的关键是如何确定A/D 转换完成。因为只有确定数据转换完成后，才进行传送。为

5、此可采用以下三种方式：定时传送方式对于一种A时子程序。A/D 转换启动后，就调动这个子程序，延迟时间一到，转换肯定已经完成了。接着，就可以进行数据传送A/D 转换来说，转换时间作为一项技术指标是已知的和固定的。查询方式A/D 转换芯片表明有转换完成的状态信号，例如ADC0809 的E 端，因此可以通过查询方式用软件测试EOC的状态，即可知道转换是否完成，若完成，则接着进行数据传送。中断方式中断方式ADC0809与8031的中断方式接口电路只需将0809的EOC端经过一非门连接到8031的INTl 端即可。采用中断方式可大大节省CPU的时间，当转换结束时，EOC发出一个脉冲向单片机提出中断请求，

6、单片机响应中断请求，由外部中断1 的中断服务程序读AD 结果，并启动0809的下一次转换，外部中断1 采用边沿触发方式。2.3.3 ULN2003ULN200A电路具有以下特点：1电流增益高（大于1000）;2带负载能力强（输出电流大于500mA）;3温度围宽（-4085）;4工作电压高（大于50V）。2.3.4 四联数码管（共阴） 四联数码管引脚图2.4各单元模块的联接2.4.1 模块连接共6个模块。模块1：信号调理电路：电桥+减法器模块2：A/D转换器ADC0809模块3：单片机89C51或P89L51RD2FN P0: AD数据采集；P1：数码管段选信号（a,b,c,d,e,f,g）；P

7、2.7： A/D的OE；P3.4 P3.5 ：指示灯1，指示灯2 ；P2.0 P2.3 ：数码管位选信号（1,2,3,4）；INT0: 键+；INT1: 键-。模块4：键盘输入：连接单片机的两个外部中断。模块5：共阴四联数码管：位选P2.0 P2.3，段选P1。模块6：控制输出：接两个指示灯。3 软件设计3.1开发工具及设计平台3.1.1 Proteus特点1.Proteus软件提供数千种元器件和多达30多个元件库。2.在Proteus软件中，理论上同一种仪器可以在一个电路中随意的调用。3.除了现实存在的仪器外，Proteus还可以以图形的方式实时地显示线路上变化的信号。4.虚拟仪器仪表具有理

8、想的参数指标，可减少仪器对测量结果的影响。5.Proteus提供了比较丰富的测试信号用于电路的测试。这些测试信号包括模拟信号和数字信号。3.1.2 Keil特点1.全功能的源代码编辑器；2.器件库用来配置开发工具设置；3.项目管理器用来创建和维护用户的项目；4.集成的MAKE工具可以汇编、编译和连接用户嵌入式应用；5.所有开发工具的设置都是对话框形式的；6.真正的源代码级的对CPU和外围器件的调试器；7.高级GDI（AGDI）接口用来在目标硬件上进行软件调试以及和Monitor-51进行通信。3.1.3 部分按键设定温度与实际温度间的切换 数据的显示 3.1.4 C代码编写#include#i

9、ncludeabsacc.hbit flag;/采样标志unsigned char countor;/定时器定时的循环标志unsigned char g,s,b,i;unsigned char Q=3,p=0;/设置预设温度unsigned char m,n;sbit P34=P34;sbit P35=P35;sbit P30=P30;/为蜂鸣器提供一定频率的方波void DisplaySecond（unsigned char s,b）;/数码管显示函数的声明void delay（void）;/延时函数的声明float a,result=0,result1=0,T;/*数码管动态显示*/uns

10、igned char Tab= 0x3F, /0 0x06, /1 0x5B, /2 0x4F, /3 0x66, /4 0x6D, /5 0x7D, /6 0x07, /7 0x7F, /8 0x6F, /9 0x39, /C ;/*定时器T0定时*/void t0_ser（） interrupt 1 using 1 TL0=0xF0; TH0=0xD8; P30=!P30;/蜂鸣器产生的方波 countor+; if（countor=10） /循环10次达到定时0.1秒 countor=0;flag=1; / 定时时间到，置采样标志为1，进行采样/*采样函数*/void samp（） un

11、signed int c; XBYTE0x7FF8=0;/进行一个写操作，启动A/D转换 delay（）; a=XBYTE0x7FF8;/将A/D转换的结果保存为变量a result=a*5/256;/将A/D 转换结果换算成十进制数 if（result0.524&result1.940&3.720） T=16.99*result-4.68; 3.720&4.302） T=37.60*result-80.86;/把电压转换为温度 c=T; g=c/100;/显示温度的百位 s=c/10;/显示温度的十位 b=c%10;/温度的个位 m=Q*10+p;/预设温度 n=s*10+b;/实际温度 i

12、f（nm） P35=1;P34=0; else P35=0;P34=1;/当实际温度大于预设温度时，红灯亮，反之绿灯亮/*外部中断0，预设温度加一*/void int0_ser（） interrupt 0 using 0 if（INT0=0） p+; if（p=10） Q+;p=0; for（i=0;i50;i+） DisplaySecond（Q,p）;/*外部中断1，预设温度减一*/void int1_ser（） interrupt 2 using 2 if（INT1=0） p-; if（p=0） Q-;p=9;void main（） TMOD=0x01;/定时器工作方式 TL0=0xF0;

13、/定时器初值 ET0=1;/定时器中断开放 EA=1;/总允许 TR0=1;/启动定时器T0 EX1=1;/外部中断1开放 EX0=1;/外部中断0开放 PX0=1;/外部中断0优先级置高 PX1=1;/外部中断1优先级置高 IT0=1;/外部中断0为边沿触发方式 IT1=1;/外部中断1为边沿触发方式 while（1） if（flag） flag=0; samp（）;/采样标准为1时，调用采样函数进行采样 DisplaySecond（s,b）;/延时函数 void delay（void） unsigned int j; for（j=0;j100;j+）; /数码管动态显示函数void Dis

14、playSecond（unsigned char s,b） P2=0xf1;/数码管1亮 P1=Tab1g; P2=0xf0; P2=0xf2;/数码管2亮 P1=Tab1s; P2=0xf4;/数码管3亮 P1=Tab1b; P2=0xf8;/数码管4亮 P1=0x39;/显示C4 系统测试4.1温度与电阻的关系：4.2温度与电压的关系：43温度分段与电压的拟合曲线：（11到24）44温度分段与电压的拟合曲线：（25到35）45温度分段与电压的拟合曲线：（36到48）46温度分段与电压的拟合曲线：（49到64）47温度分段与电压的拟合曲线：（65到80）5 小结和体会+这次的电子系统综合设计

15、在理论上不仅用到了单片机的知识，还用到了模电的知识。然而理论必须联系实际。在这次的元器件的选择上不仅考虑了其适用功能，还要考虑元件的适用环境。就像ULN2003APG是用来驱动四位共连数码管的位选与段选的：因为单片机出来的电流太小，就算能驱动数码管，但数码管的亮度会比较低。实践总是能帮助理论知识的学习。通过这次系统设计，我理解了一些以前在理论课上没有注意到的问题：1.A/D转换中XBYTE0x7ff8=0，这句程序是用来给单片机的WR口提供信号，再通过或非门后将信号传给ADC0809的START端，用来启动A/D转换；2.在单片机与A/D转换的连接方法上有了更多的了解。三种连接方式：中断方式、

16、查询方式、延时等待。其中，中断方式为EOC接非门；查询方式为EOC接到单片机的任一接口，不断查询if（EOC=1）;延时等待为EOC悬空，估计A/D转换的时间。3.对一些管脚的认识更加深刻：OE=“1”时，读取信号；在平时OE为低电平；4.继电器的连接与功能问题；通过这次系统设计，知道了许多设计系统的方法，熟悉了系统设计的一般步骤。在搭建电路后的原件选择上考虑的方面更加广了。设计程序时的思路也比以前更加宽了。在这次的设计中可以是预置温度的显示更加人性化。在按键按一次后就显示预置温度，接着再按则开始加减预置温度；在调节预置温度时不要显示当前温度；等调节好后，再显示当前温度。6 参考文献1 胡宴如，耿燕. 模拟电子技术基础. : 高等教育, 2004. 213-216. 2 闫玉德，龙，俞虹. 单片机微型计算机原理与设计. 中国电力，2010.112-154,197-199,. 3 朱蕴璞. 传感器原理与应用. 国防工业. 4 黄锦安. 电路. ：机械工业，2007. 附录：系统原理图：软件仿真图：信号调理电路控制电路图 AD采集电路与单片机电路数码管显示图系统连接图代码unsigned char Tab1= 0x77, /A 0x7C, /B 0x5E, /D 0x79, /E 0x71, /F