基于AT89S52单片机温度采集毕业设计论文Word格式文档下载.docx

1、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AD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AD转换的电量。（2）AD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

2、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；P2.5P2.7分别与ADC0809的通道地址线A、B、C相连，通过对P2.5P2.7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（IN0IN2），模拟检测参数为温度。温度的检测应当是由温度传感器

3、转换成电信号，再经过放大到合适的幅度送AD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21电源模块本系统对供电要求不高，只要有l 2V40mA和5V30mA就足够了。所以我只采用一块12V50InA和5V28mA。所以本系统是采用7812与7805两稳压管构成。22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

4、热电偶从一15lOO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

5、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O10 V的电压范围传送AD转换电路。当温度传感器感应到温度范围在一l 5loo，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+，RD POUT输出。没有感应到时，放大器没有工作，无信号输出，RD O一，RDO+，RD P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）23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

6、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IO口的拉电流只有l2mA，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。24 AD转换模块241 805l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

7、RAM、片内ROM、两个16位的定时计数器、四个8位的rO口（P0、P I、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VssVc c（40脚）接+5V电压VSS一一（2 0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（1 8脚）接外晶体的另一端。（3）控制或与其它电源复用引脚RsTVPD、ALEPROG、PSEN和EAVPP（a）RsTVPD（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

8、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l6。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（P R 0 G）。（c）PSEN（29脚）：此脚的输出是外部程序存储器的读选通信号。（d）EAVPP（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851875l80C51）或1FFFH（对8052）时，将自动转向执行外部程序存储器内的程序

9、。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805 1来说，无内部程序存储器，所以EA脚必须常接地。（4）输入输出（IO）引脚PO、Pl、P2、P 3（共3 2根）（a）PO口（39脚至32脚）：是双向8位三态IO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IO口。（c）P2口（21脚至28脚）：（d）P3口（1 0脚至17脚）：是准双向8位IO口，在MCS 5l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

10、地址锁存与译码器、一个AD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。4.2 74LS164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QAQH：输出端当清除端（CLEAR）为低电平时，输出端（QAQH）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。242 ADC0809转换的原理

11、及应用ADc0809是带有8位AD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AD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AD转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存AD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8 ADC0809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05V，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

12、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：l l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AD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AD转换。O E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

13、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AT89s5 1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。AD转换器的转换速率就是能够重复进行数据转换的速度，

14、即每秒转换的次数。而完成一次AD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ADDAADDC，由ALE信号锁存通道号地址后，让START有效启动AD转换，即执行一条MOVXDPTR，A指令产生WR信号，使ALESTART有效，锁存通道号并启动AD转换。AD转换完后，EOC端发出一正脉冲，接着执行MOVX A，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。a 8051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

15、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AD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

16、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

17、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1、单片机应用技术选编 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3、单片机原理及接口技术李朝青.北京航空航天大学出版社4、单片机原理与应用李晓荃.电子工业出版社5、单片机原理及应用刘和平.重庆大学出版社6. 贾好来主编.MCS-51单片机原理及应用.北京：机械工业出版社，2006.7. 江太辉，石秀芳主编. MCS-51单片机原理及应用.广东：华南理工大学出版社，2004.8. 曹龙汉，刘安才主编. MCS-51单片机原理及应用.重庆：重庆出版社，2004.9. 劳动和社会保障部教材办公室主编.单片机应用技术（汇编语言）.北京：中国劳动社会保障出版社，2006.10. 何立民主编. MCS-51单片机应用系统设计.北京：北京航天航空大学出版社，1990.11. 朱定华主编.单片机原理及接口技术实验.北京：北京大学出版社，2002.