北交单片机课程设计报告温度计Word格式文档下载.docx

1、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4102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-10100，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0

2、832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-10100，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=1393.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

3、。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（A） 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）

4、 的电流，单位为A；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430 V，可以承受44 V正向电压和20 V反向电压，因而器件即使反接也不会被损坏；（4） 输出电阻为710 m；（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0.12.ADC0832引脚介绍

5、CS片选端,低电平有效。CH0,CH1两路模拟信号输入端。D I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05V之间。芯片转换时间仅为32S，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

6、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C

7、S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。ADC 0832 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（D7D0） ;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

8、.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

9、。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，

10、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 P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断0） P3.3 /INT1（外部中断1） P3.4 T0（记时器0外部输入） P3.5 T1（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

11、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

12、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ADDI BIT P3.0 ;伪指令ADDO BIT P3.1

13、ADCLK BIT P3.2ADCS BIT P3.3LED1 EQU 40H ;第一个LED的字形地址偏移量放在40HLED2 EQU 41H ;第一个LED的字形地址偏移量放在41HLED3 EQU 42H ;第一个LED的字形地址偏移量放在42HLED4 EQU 43H ;第一个LED的字形地址偏移量放在43H ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0030HMAIN: MOV SP,#60H MOV R4,#5TEST: LCALL ADC0832 ;调用AD转换程序 LCALL BCDCON ;调用数值转换程序LP: LCALL DISPLAY ;调用显示程序 DJNZ R

14、4,LP SJMP TESTADC0832: SETB ADDI ;初始化通道选择 CLR ADCLK NOP CLR ADCS ;拉低/CS端 SETB ADCLK ;拉高CLK端 CLR ADCLK ;拉低CLK端,形成下降沿 SETB ADDI拉低CLK端,形成下降沿2 CLR ADDI ;1-0选择1通道拉低CLK端,形成下降沿3 MOV R7,#8 ;准备送下后8个时钟脉冲AD1: MOV C,ADDO ;接收数据 MOV ACC.0,C RL A ;左移一次 SETB ADCLK形成一次时钟脉冲 DJNZ R7,AD1 ;循环7次 SETB ADCS ;拉高/CS端拉低CLK端 S

15、ETB ADDO ;拉高数据端,回到初始状态 MOV 30H,A ;数据放在30H ADD A,#7 MOV 30H,A RETBCDCON:CLR C SUBB A,#139 ;与0摄氏度作判断 JNC ABOVEZERO ;有借位往下执行，没有借位跳转ABOVEZEROBELOWZERO: MOV A,#139 SUBB A,30H MOV B,#05H MUL AB MOV B,#64H MOV R1,A MOV A,B MOV B,#0AH DIV AB MOV LED1,0AH ;最高位显示负号 MOV LED2,B ;显示个位 MOV A,R1 MOV LED3,A ;显示第一位小

16、数 MOV LED4,B ;显示第二位小数ABOVEZERO: MOV LED1,A ;显示十位DISPLAY: ;显示子程序 SETB P0.2 SETB P0.3 SETB P0.4 SETB P0.5 MOV DPTR,#TAB MOV A,40H MOVC A,A+DPTR ;查字形表 MOV P2,A ;P2口作字形 ,P0口做字位 CLR P0.5 ;开 ACALL DELAY SETB P0.5 ;关 MOV A,41H MOV P2,A SETB P2.7 CLR P0.4 MOV A,42H CLR P0.3 MOV A,43H MOVC A,A+DPTR CLR P0.2D

17、ELAY: MOV R7,#01HDELAY1: MOV R6,#0FFH DELAY2: DJNZ R6,DELAY2DJNZ R7,DELAY1TAB: DB 3FH,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SETB P2.7，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