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皖西学院2010届课程设计基于单片机的温度测量电路设计1基于单片机的温度测量电路设计摘要该温度测量报警系统以AT89C51单片机为核心控制芯片，实现温度检测报警功能的方案。该系统通过调节可调电阻调节电压作为模拟输入量，通过A/D转换成温度信息进行显示，程序内部设定有报警上下限，根据应用环境不同可设定不同的报警上下限。该系统实现了对温度的自动监测，为设备的正常运行提供了条件，在工业中具有一定的实用价值和广泛的应用前景。另外该方案显示部分采用数码管来显示温度。本文详细阐述了单片机和LED数码显示器的内部结构，系统硬件电路和软件程序的设计及调试过程，同时给出了原理图、流程图等。涵盖了从需求分析，系统设计，编程，原理图，PCB图以及最后的试验板焊制等产品开发的基本过程。皖西学院2010届课程设计基于单片机的温度测量电路设计2目录摘要...........................................................................11.引言........................................................................32AT89C51与ADC0808简介及引脚功能.............................................42.1AT89C51单片机管脚介绍..................................................42.2ADC0808管脚介绍.........................................................53系统设计.....................................................................73.1设计任务与要求...........................................................73.1.1设计任务............................................................73.1.2设计要求：..........................................................73.2设计思路.................................................................73.3设计方案.................................................................73.4主程序设计...............................................................84系统硬件设计.................................................................94.1电路原理图...............................................................94.1.1主控器模块..........................................................94.1.2数码管显示模块......................................................94.1.3A/D转换模块.......................................................104.1.4报警模块...........................................................105系统仿真与调试..............................................................125.1仿真软件简介............................................................125.2protues仿真............................................................125.3仿真结果................................................................125.3.1正常情况...........................................................125.3.2低于温度下限.......................................................135.3.3高于温度上限.......................................................135.4系统调试................................................................136总结........................................................................147附录........................................................................151程序清单：..................................................................158参考文献....................................................................20皖西学院2010届课程设计基于单片机的温度测量电路设计31.引言随着计算机技术的飞速发展和普及，数据采集系统在多个领域有着广泛的应用。数据采集是工、农业控制系统中至关重要的一环，在医药、化工、食品、等领域的生产过程中，往往需要随时检测各生产环节的温度、湿度、流量及电压等参数。同时，还要对某一检测点任意参数能够进行随机查寻，将其在某一时间段内检测得到的数据经过转换提取出来，以便进行比较，做出决策，调整控制方案，提高产品的合格率，产生良好的经济效益。随着工、农业的发展，多路数据采集势必将得到越来越多的应用，为适应这一趋势，作这方面的研究就显得十分重要。在科学研究中，运用数据采集系统可获得大量的动态信息，也是获取科学数据和生成知识的重要手段之一。总之，不论在哪个应用领域中，数据采集与处理将直接影响工作效率和所取得的经济效益。采集系统，从严格的意义上来说，应该是用计算机控制的多路数据自动检测或巡回检测，并且能够对数据实行存储、处理、分析计算以及从检测的数据中提取可用的信息，供显示、记录、打印或描绘的系统。温度测量成为广大电子领域中必须掌握的过程，并且对测量的精度和采集功能的要求也越来越高，而温度的测量与显示系统甚为重要。在课程设计中对一路温度采集系统与显示系统作了基本的研究。电压采集与通信控制采用了模块化的设计，并用单片机8051来实现，硬件部分是以单片机为核心，还包括模-数转换模块，显示模块，和串行接口部分，还有一些简单的外围电路。1路被测电压通过通用ADC0808模-数转换，实现对采集到的电压进行模拟量到数字量的转换，由单片机对数据进行处理，用数码管显示模块来显示所采集的结果，由相关控制器完成数据接收和显示，汇编程序编写了更加明了化数据显示界面。本系统主要包括四大模块：数据采集模块、控制模块、显示模块、A/D转换模块。绘制电路原理图与工作流程图，并进行调试，最终设计完成了该系统的硬件电路。在软件编程上，采用了汇编语言进行编程，开发环境使用相关集成开发环境。开发了显示模块程序、A/D转换程序。皖西学院2010届课程设计基于单片机的温度测量电路设计42AT89C51与ADC0808简介及引脚功能2.1AT89C51单片机管脚介绍AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器，是低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。如图1图1管脚图AT89C51管脚介绍: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。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。图2AT89C51管脚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，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，可接收输出4个TTL门电流。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口。RST：复位输入。皖西学院2010届课程设计基于单片机的温度测量电路设计5ALE/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。/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外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。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。2.2ADC0808管脚介绍ADC0808是采样分辨率为8位的、以逐次逼近原理进行模/数转换的器件。其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。引脚图如图2:图2ADC0808引脚图DAC0808各引脚功能:ADC0808芯片有28条引脚，采用双列直插式封装，如右图所示。各引脚功能如下：1～5和26～28（IN0～IN7）：8路模拟量输入端。8、14、15和17～21：8位数字量输出端。22（ALE）：地址锁存允许信号，输入，高电平有效。6（START）：A／D转换启动脉冲输入端，输入一个正脉冲（至少100ns宽）使其启动（脉冲上升沿使0808复位，下降沿启动A/D转换）。9（OE）：数据输出允许信号，输入，高电平有效。当A／D转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。10（CLK）：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于640KHZ。11（VREF（+））和16（VREF（-））：参考电压输入端12（Vcc）：主电源输入端。皖西学院2010届课程设计基于单片机的温度测量电路设计613（GND）：地。23～25（ADDA、ADDB、ADDC）：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路皖西学院2010届课程设计基于单片机的温度测量电路设计73系统设计3.1设计任务与要求3.1.1设计任务基于AT89C51单片机设计温度检测报警，并且可以根据应用环境不同设定不同的报警上下限。报警系统采用光报警和蜂鸣器报警。3.1.2设计要求：(1)用可调电阻调节电压值作为模拟温度的输入量，当温度低于30℃时，发出长嘀报警声和光报警，当温度高于60℃时，发出短嘀报警声和光报警。测量的温度范围在0－99℃。并将实时的温度显示在数码管上。(2)要求使用的元器件数目尽量少。(3)设计硬件电路原理图，合理选择元器件；编写使用说明书，说明使用方法。设计在实验板上实现该功能的程序并进行调试。3.2设计思路设计框图如图3图33.3设计方案总体设计方案：采用51系列单片机作为整机的控制单元，通过调节可调电阻将0-5V模拟电压信号通过AD0808模数转换成数字