综合课程设计--温度测量系统.docVIP

 PAGE - 13 - 基于AT89c51单片机温度测量系统 目 录  TOC \o 1-3 \h \z \u 一、研究意义2 系统设计要求、目的2 2.1、设计任务与要求2 2.2、实验目的2 系统设计方案3 3.1、总系统电路图3 3.2、各模块设计思想和电路原理图3-7 系统工作基本流程7 五、软件设计程序代码8-9 实验数据对比与效果分析10 6.1、系统输入10 6.2、实验效果分析10-12 七、输入—输出结果分析12 八、参考资料13 研究意义 在现代化的工农业生产和日常生活中，温度、电流、电压、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、农业生产、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉、锅炉和温室中的温度进行检测，来达到有效的测量、控制和调节作用。而在变电所、银行、温室等场所，需要一个非常明显的显示装置可以显示出现在的具体时间、安全运???天数、现场的温度、湿度值等。这样可以给人们的生活生产带来很大的方便。  随着电子技术和微型计算机的迅速发展，微机测量和控制技术得到了迅速的发展和广泛的应用。单片机具有处理能强、运行速度快、功耗低等优点，应用在温度测量与控制方面，控制简单方便，测量范围广，精度较高。因此，基于单片机的温度测量系统的研究具有重大意义。 本文设计了一种基于AT89c51单片机的温度测量系统，能对环境温度进行测量，并转换为数字信号输出显示，实现温度的及时测量与显示。 系统设计要求、目的。 2.1、设计任务与要求 以单片机ADuc812为核心构建一个温度测量系统，传感器可以采用数字式芯片DS18B20或者模拟式AD590芯片。要求采用Proteus软件给出系统的电路原理图（主要包括单片机最小系统设计、温度传感器电路设计、信号预处理等），并编写相应的程序仿真验证系统的可行性，实现温度检测的功能。 本实验中，由于单片机ADuc812在Proteus中比较难找到，故用ADC0808代替。此外，鉴于ADC0808的模数转换范围是0~5V和PROTEUS中没有AD590，故我们采用了一个0~5V的输入电压作为输入信号代替模拟传感器。 2.2、实验目的 通过基于AT89c51芯片和ADC0808模拟温度测量系统并进行仿真，熟悉芯片的使用，了解温度测量与处理的基本方法；复习数码显示管的使用，加深汇编语言的设计练习，提高动手设计能力以及发现问题并且解决问题的能力。 三、系统设计方案 3.1、总系统电路图 3.2、各模块设计思想和电路原理图 1）模拟输入模块 本实验我们采用AD590模拟式温度传感器作为系统的输入部分，鉴于ADC0808的模数转换范围是0~5V和PROTEUS中没有AD590，故我们采用了一个0~5V的输入电压作为输入信号。其图如下图所示。（AD0808将0~5V模拟信号转换为与之相对应的0~255的数字信号。） 因为只需要转换一个通道的数据，故我们选定0通道作为我们的模拟信号输入通道。 2）单片机复位模块： C51的复位时高电平有效，所以我们采用了一个电容与电阻串联的方式，当一上电时，C3的正极为高电平，因为电容电量不突变，所以，电容负极会瞬间产生一个高电平，这个高电平使得RST有效，而后，由于C3的充电作用，使得，负极变为低电平，从而完成上电复位.的功能。 3）AT89c51使能模块 我们的控制核心采用AT89c51，工作频率为12MHZ，因为不需要扩展外部RAM，所以我们将EA端接高电平，如下图所示 （注：本实验的VCC均表示+5V电压） 4）串—并口的转换模块 为了节省输出端口，我们采用串口与移位寄存器164想结合的方式，完成串~并口的转换。如下图所示： 5）C51时钟模块 本实验采用的时钟为12MHZ。 6）输出允许模块 通常电路在输出允许端是不加74LS04反相器的，考虑到单片机一上电，P2.7端会产生一个高压，而这个高压会使得OE有效。这种传统的设计方式的一个缺点是，如果AD0808工作出现问题，在没有正式作用的情况下便产生了一个错误的输出，那么由于OE一上电就有效了，便会误把错误的转换结果送给单片机，使得最终显示结果是错误的。 为了避免这种情况，本实验在P2.7与OE之间加了一个反相器，使得一上电便关闭OE。 7）通道选择模块 通常系统，是用一个74LS373锁存器来选通通道，或者使用单片机的三个输出口来选通通道。这样既浪费了一个芯片，也占用了单片机的端口资源。本系统因为只用到通道0,所以我们将ADDA，ADDB，ADDC接地。这样就节