温度采集系统单片机课程设计.docx
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温度采集系统单片机课程设计
温度采集系统课程设计报告
学院:
电信学院
班级:
自09-2
学生姓名:
学号:
指导老师:
时间:
2012年1月4日到2012年1月13日
第一章系统方案
1.1设计内容
利用温度传感器AD590采集温度信号,并调理放大采集到的电压信号,用TLC549进行电压转换,实现温度采集,并将采集温度显示出来。
1.2设计要求
(1)在综合单片机实验台的硬件结构上编写软件完成设计。
(2)程序的首地址应使目标机可以直接运行,即从0000H开端。
(3)LCD显示屏显示,(最高温度为63.75度)。
(4)上机调试程序。
(5)答辩。
(6)写课程设计报告。
1.3设备及工作环境
(1)硬件:
计算机一台、单片机综合实验台,数据线若干。
(2)软件:
Windows操纵系统、KeilC51软件。
第二章理论分析与计算
2.1设计思路
温度采集系统由温度采集模块、AD转换模块和温度值显示模块三大部分组成。
其中温度采集模块主要用AD590采集温度,并输出一个模拟电压信号,TLC549接收到模拟信号后,进行AD转换把模拟信号转换位数字信号,并串行输出(一个时钟下降沿输出一次),单片机接到数据后存入累加器A,经过一定的转化,经过OCMJ4X8C_3型液晶显示屏显示出来。
2.2硬件结构及原理电路图
TLC549:
串行A/D转换
图1TLC549简易引脚图
温度采集及测量模块(实验台)
T-DETECT接到TLC549模拟信号输入端,T-CON接高电平时开始加热。
图2温度采集及测量模块电路图
显示模块
OCMJ4X8C_3型液晶显示屏
图3液晶显示电路
2.3重要硬件元件功效阐明
TLC549:
TLC549是一种采用8位逐次逼近式工作的A/D转换器。
内部包含系统时钟、采样和保持、8位A/D转换器、数据寄存器以及控制逻辑电路。
TLC549每25uS重复一次“输入——转换——输出”。
器件有两个控制输入:
I/OCLOCK和片选(CS)。
内部系统时钟和I/OCLOCK可独立使用。
应用电路的设计只需利用I/O时钟启动转换或读出转换结果。
当CS为高电平时,DATAOUT处于高阻态且I/O时钟被禁止。
当CS变为低电平时,前次转换结果的最高有效位(MSB)开始出现在DATAOUT端。
在接下来的7个I/OCLOCK周期的下降沿输出前次转换结果的后7位,至此8位数据已经输出。
然后再将第8个时钟周期加至I/OCLOCK,此时钟周期的下跳沿变使芯片进行下一轮的AD转换。
在第8个I/OCLOCK周期之后,CS必须变为高电平,并且保持高电平直至转换结束为止(>17uS),否则CS的有效高电平至低电平的转换将引起复位。
本课程设计用到的TLC549是8位的,其参考电压为5V,即数字信号的最大值为255。
计算方法为输入的模拟电压信号除以参考电压5,然后再乘以256,得到输出数字信号的值。
AT89C51:
AT89C51是8位CPU,具有片内振荡器和时钟电路,2个16位的定时器/计数器,5个中断源,两个中断优先级,32个I/O口,其中P1、P2、P3口有上拉电阻。
AD590
AD590是AD公司生产的一种精度和线性度较好的双端集成温度传感器,其输出电流与绝对温度有关,对于电源电压从5-10V变化只引起1A最大电流的变化或1摄氏度等效误差。
OCMJ4X8C_3型液晶显示屏
此模块可以显示字母、数字符号、中文字型及图形,具有绘图及文字画面混合显示功能。
提供三种控制接口,分别是8位微处理器接口,4位微处理器接口及串行接口(OCMJ4X16A/B无串行接口)。
第三章程序设计
3.1实验源程序:
3.2程序清单:
LCD_RSEQUP3.2
LCD_RWEQUP3.3
LCD_ENEQUP3.4
LCD_DATAEQUP1
DATBITP3.5
CLKBITP3.0
CSBITP3.1
LCDDBufEQU40H;显示数据缓冲
SetTempEQU50H;设定温度缓冲
CurTempEQU51H;测得温度缓冲
ORG0
LJMPSTART
ORG0030H
START:
LCALLSET_LCD
START1:
LCALLTLC549_ADC
LCALLCONV
MOVA,#80H
LCALLWCOM;写入命令
mova,LCDDBUF+1
ORLA,#30H
LCALLWDATA
MOVA,#81H
LCALLWCOM;写入命令
mova,LCDDBUF
ORLA,#30H
LCALLWDATA
LJMPSTART1
CONV:
MOVB,#67;ADHEX*67/256
MULAB
MOVA,B
MOVCurTemp,A
movb,#10;拆开显示
divab
movLCDDBUF+1,A
mova,b
movLCDDBUF,A
RET
MOVA,#0CFH;设置LCD的第一行地址
LCALLWCOM;写入命令
mova,#41h
LCALLWDATA
sjmp$
WCOM:
;以8位控制方式将命令写至LCD
MOVLCD_DATA,A;写入命令
CLRLCD_RS;RS=L,RW=L,D0-D7=指令码,E=高脉冲
CLRLCD_RW
SETBLCD_EN
LCALLDE
CLRLCD_EN
RET
;=============================================
WDATA:
;以8位控制方式将数据写至LCD
MOVLCD_DATA,A;写入数据
SETBLCD_RS
CLRLCD_RW
SETBLCD_EN
LCALLDE
CLRLCD_EN
LCALLDE
RET
SET_LCD:
;8位I/O控制LCD接口初始化
MOVA,#38H;双列显示,字形5*7点阵
LCALLWCOM
Lcalldelay1
MOVA,#38H
LCALLWCOM
Lcalldelay1
MOVA,#38H
LCALLWCOM
Lcalldelay1
MOVA,#0CH;开显示,显示光标,光标不闪烁
LCALLWCOM
Lcalldelay1
MOVA,#01H;清除LCD显示屏
LCALLWCOM
Lcalldelay1
RET
DELAY1:
;延时5MS
MOVR6,#25
DL2:
MOVR7,#100
DJNZR7,$
DJNZR6,DL2
RET
DE:
MOVR7,#250
DJNZR7,$
RET
TLC549_ADC:
CLRA
CLRCLK
CLRCS
MOVR6,#8
ADLOOP:
SETBCLK
NOP
NOP
MOVC,DAT
RLCA
CLRCLK
NOP
DJNZR6,ADLOOP
SETBCS
SETBCLK
RET
END
第四章结果分析
该系统的主要功能是用AD590采集一个温度信号,输出一个模拟电压信号,经过一系列转换后,将该温度显示出来,采集的温度范围为0到67度,显示的最大值为63.75度,精度为0.25度每LSB,误差在5%左右;
第五章总结
本次课程设计是用AD590、AT89C51、TLC549和OCMJ4X8C_3型液晶显示屏设计一个简易温度采集系统,经过两个星期的努力,成果满足设计要求,验证无误。
设计中要用到了多种芯片,程序也比较长比较麻烦,过程中遇到不少麻烦,尤其是关于TLC549转换模块的设计实现。
关于显示模块,在以前的实验中做过,所以题目很轻易解决。
将编写好的源程序输入电脑,编译后出现很多错误,这些错误有很多是在平时的实验过程中碰到过的,例如:
输入的分号格式不正确,零和字母O弄混杂了,LOP5呈现了几次,CJNE写成了CJNZ等等,幸好这些错误在平时的实验中碰到了,所以改错误很轻易;但同时,错误也在不断地改变,证实错误我还没有真正地改正,这点我以后必须留意。
争取错误换了两次就不能在换了。
除了常见的错误外,还有几条错误时我从来没有碰到过的,如:
JMP跳转指令跳不回指定的地位,是由于跳转的长度大于JMP跳转的长度,最后只好用LJMP。
经过多次的修正和向别人请教,错误都排除了,编译也通过了,但功效却没有达到设计的请求,很苦恼。
最后,经过几天在机房的努力,终于实现了温度采集系统的全部要求。
在前期的程序编写和几天的上机调试,使我又获得了很多新的知识,由于前期编写程序时查了很多材料学到了很多知识,这几天的调试更时获得很新的知识,由于程序中又很多的错误,为了修正错误必须看书或向别人请教,这个过程中无意识的获得了很多知识。
这同时也使我对单片机更感兴趣了,相信在以后的单片机有关的学习中会有更好地表现。
通过这两周的课程设计,我对一些专业知识和电子设计有了更深的了解,同时也尝试着去应用自己的所掌握的知识。
本次电子课程设计主要是对上个学年学习的模拟电子技术和数字电子技术和本学年学习的单片机的应用,同时加上电路等知识,设计一些课题。
经过几天的奋战,我感受很深。
这次课程设计不仅给我们提供了一个很好的展现应用自己所掌握的知识的平台,又是检验自己所学知识的一次考核。
我们运用各自在各方面的优势中和起来,形成了一个团队.通过团队力量,才使设计得以完成。
可以说,我们三个人是一个不可或缺的整体,少了任何一个人都是无法完成任务的。
单片机是我们本学期学的一门很重要的课程,有强大的功能。
这次设计主要是以单片机为主的,一个是KeilC,另一个便是对单片机的一个应用温度采集系统。
这次设计过程中我们也不可避免的遇到了很多的问题,尤其是在调试过程中,会因为某些原因出不来结果,或两人之间出现了意见分歧,但在最后都达成了一致。
最后调试结果出来的时候,我们更是无比的兴奋,无比的自豪。
总之,通过这次课程设计,我不仅对自己的知识有了更好的掌握和应用,更了解到团队精神的力量。
在以后的学习和生活中受用终身。
最后,还要感谢老师在课程设计中给予我们巨大帮助和耐心的指导。
参考文献
庄俊华史晓霞《新视野单片机教程(汇编+C语言)》机械工业出版社,2010.
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- 关 键 词:
- 温度 采集 系统 单片机 课程设计