多路湿温度巡检仪毕业设计PPT

基于AT89C51单片机的多路湿温度巡检仪的设计学生姓名：第五组专业年级：电气1061班指导老师：吴国中设计主要内容引言AT89C51简介系统硬件设计系统软件设计结论1.引言随着电子技术的飞跃发展，数据采集巡回检测已成为日益重要的检测技术，广泛应用于工农业等需要同时检测温度、湿度和压力等场合。数据采集是工业控制等系统中的重要环节，普通电路已无法满足日常生活及工业的控制需求，通常采用一些功能相对独立的单片机系统来实现，作为测控系统不可缺少的部分，数据采集的性能特点直接影响到整个系统，日益增大的市场需求，需要我们在这个方面做出更大的努力，因而需要一套完善的解决方案。该设计正是从生产需要出发，低成本的多路数据采集系统的设计，配以不同的传感器完成各类数据的采集、显示、控制与数据汇总保存。因此，数字式智能多路巡检仪具有十分广阔的现实市场和潜在的市场要求。2.AT89C51单片机2.1AT89C51单片机的主要性能参数AT89C51是一种低功耗，高性能的片内含有4KB快闪可编程/擦除只读存储器的8位COMS微控制器，使用高密度，非易失存储技术制造，并且与80C51引脚和指令系统完全兼容。芯片上的FPEROM允许在线编程或采用通用的非易失存储编程器对存储器重复编程。2.2AT89C51单片机的结构及特点AT89C51采用40引脚的双列直插式封装(DIP)形式，内部由CPU，4KB的ROM，256B的RAM，2个16位的定时／计数器T0和T1，4个8位的I／O端口和一个全双工串行通信口等部分组成。AT89C51单片机具有系统结构简单，成本低，可靠性高，低功耗等特点。特别是内部集成了4KB的FLASH程序存储器，使单片机系统的结构更加简单，也使其得到了广泛的应用。同时，它还具有高级语言编程的特点，指令丰富，软件开发简单综上所述AT89C51单片机是一款性价比很高的单片机芯片，特别适合于仪器仪表的应用。所以本课题主要基于AT89C51单片机，设计一个多路传感器数据的测量与显示仪表。3系统硬件设计硬件总体结构：硬件部分是整个仪表的重要部分，其设计的好坏直接影响到整机的性能，本仪器以AT89C51单片机为核心。整个硬件系统分为以下几个模块：传感器模拟信号采集调理模块，A/D转换模块，键盘及显示模块，单片机系统模块及报警控制模块。单片机系统键盘A/D转换模块LED显示器多路模拟开关信号采集显示器：单片机应用系统中使用的显示器主要有发光二极管显示器，简称LED(LightEmittingDiode);液晶显示器，简称LCD(LiquidCrystalDisplay),和CRT显示器。LED的发光频率和颜色取决于制造的材料，一般常用红色，偶尔也用黄色或绿色。发光二极管LED是智能化测量控制仪表中简单而常用的输出设备，通常用来指示机器的状态或其他信息。它的优点是耗电省，配置灵活，接口方便，价格低，寿命长，对电流电压的要求不高及容易实现多路等，因而在智能化测量控制仪表中获得了广泛的应用。LCD是一种被动显示器，它本身并不发光，只是调节光的亮度。目前常用的LCD是根据液晶的扭曲－向列效应原理制成的，可得到黑底白字或白底黑字的显示形式。对于采用电池供电的便携式智能化测控仪表，考虑到低功耗的要求，常常需要采用液晶显示器，它体积小，重量轻，功耗极低，因此在仪器仪表中的应用十分广泛。但是必须借助外来光显示。CRT显示器可以进行图形显示，但是接口较复杂，成本也较高。在16路温度巡检仪中只需要显示5位数字形式的温度和路数，可以不必使用价格较高的CRT；四位LED的工作电流位240mA左右，由于使用交流电源供电，足以提供LED显示器所需要的功率，对于LED而言，仅有五位，体积也很小，这样比较LED和LCD的诸多特点，本系统选择LED显示器。键盘键盘是一组按键的组合，它的主要作用是控制系统的工作状态以及向系统中输入数据和命令，有编码式键盘和非编码式键盘两类。编码式键盘除了按键之外，还包括了产生键码的硬件电路、去抖动电路和多键、窜键保护电路。每按下一个键，能自动产生这个键的键码，与此同时，产生一个脉冲信号，通知CPU接收。这种键盘使用方便，接口程序简单，但是需要较多的硬件电路，价格较贵，一般的单片机应用系统较少使用。非编码式键盘仅由排成行、列矩阵形式的按键组成，按键的作用只是简单的实现接点的接通或断开，键的去抖动、键的编码的形成和键识别等均由软件来完成。由于它经济实用，在单片机应用系统中广泛采用。经过以上对比，可以采用非编码式键盘。3.1多路信号采集模块模拟信号放大电路多路信号采集通道的选择多路模拟输入电路图3.2A/D转换模块为了把温度、湿度等信号采集电路测出的模拟信号转换成数字信号送CPU处理，本系统选用了A/D转换器ADC0804，它精度高，速度快。由于ADC0804芯片只有一路输入，而本系统检测的多路信号输入，故选用多路选择电子开关CD4051，可输入多路模拟量。多路模拟开关及A/D转换模块电路图3.3单片机系统AT89C51单片机基本工作电路图3.4键盘控制电路键盘控制电路由按键及其接口构成，键盘是单片机最简单的输入设备。常用键盘分为独立式键盘和矩阵式键盘。本系统的输入控制简单，采用独立式键盘及接口电路。输入电路由4个按钮开关、4个10欧的限流电阻组成；键扫描识别采用软件查询的方法。3.5LED数码管显示模块在本系统中，需要显示6位数字，显示数字位数较多，而且需要循环显示。综合比较静态显示方式和动态显示方式，同时结合本设计的实际情况，选择动态显示方式。显示模块中单片机AT89C51的P0.0-P0.7端作为数据输出，连接到两个锁存器74HC573对应的输入端D0-D7。6位数码管段选线并联在一起与其中一个锁存器U1的Q0-Q7端相连，6为数码管位选与另一个锁存器U2的Q0-Q5端相连。锁存器U1的锁存端与单片机P2.6端相连，锁存器U2的锁存端与单片机P2.7端相连。3.6报警控制模块报警控制电路由单片机AT89C51的P3.3端作输出，通过一个限流电阻与三极管C945的基极相连接。三极管C945集电极连接压电蜂鸣器的一端。压电蜂鸣器的另一端连接电源。报警控制电路如下图所示。4系统软件设计在本程序的设计中，A/D转换是通过每次转换完成后单片机延时接收转换结果，并将转换结果送入处理器的存储器中保存；因为在硬件结构时，就采用了独立键盘的结构，所以键盘子程序采用查询方式，以保证处理器始终都在监视键盘的动作；显示子程序采用单独的子程序，作为主程序的调用子程序，以保证LED管的连续显示。信号采集子程序流程图键盘扫描子程序流程图显示子程序流程图报警控制子程序流程图多路巡回显示功能流程图结论数字式多路智能巡检仪具有温度、湿度、流量等信号的采集、显示、简单的人机对话及报警功能。它的可测范围广，适用性强，具有很大的实用价值。本系统主要用于采集、显示和监控被测数据信息，不具备控制调节功能。但能够进行硬件和软件功能扩展。在硬件扩展后，通过软件编程实现控制功能扩展。例如当被测数据达到一定值时，通过软件编程进行判断，从主控制器的一个I/O端口输出一个控制指令，去驱动外部的控制电路工作，从而调节环境温度、湿度、流量等使环境被测数据达到人们所需的要求。在工业、农业等行业高度自动化的今天，环境信息的自动监测控制越来越受到人们的重视，本产品将会有很好的市场推广及应用前景。谢谢！！！