单片机温度计毕业设计1.docx
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单片机温度计毕业设计1
扬州职业大学
毕业设计(论文)文献综述
设计(论文)题目:
多功能数字温度计的设计
学院名称:
电子与信息工程学院
专业:
电子信息工程技术
班级:
姓名:
学号
指导教师:
职称
定稿日期:
2010年3月15日
摘要:
本论文叙述了应用单片机AT89C51构成的智能温度计主要的功能、硬件的组成和软件的设计。
该系统的功能是通过温度传感器对温度进行采集,然后通过A/D转换器MC14433进行模数转换,传给单片机进行处理,从而实现温度的实时显示。
整个系统结构紧凑、简单可靠、操作灵活、功能强、性能价格比高,较好地满足了现代农业生产和科研的需要。
单片机自问世以来,性能不断提高和完善,其资源又能满足很多应用场合的需要,加之单片机具有集成度高、功能强、速度快、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉等特点,因此,在工业控制、智能仪器仪表、数据采集和处理、通信系统、高级计算器、家用电器等领域的应用日益广泛,并且正在逐步取代现有的多片微机应用系统。
单片机的潜力越来越被人们所重视。
特别是当前用CMOS工艺制成的各种单片机,由于功耗低,使用的温度范围大,抗干扰能力强、能满足一些特殊要求的应用场合,更加扩大了单片机的应用范围,也进一步促使单片机性能的发展。
而现在单片机在农业上也有了很多的应用。
关键词:
温度传感器;A/D转换器;实时显示
引言:
单片机自问世以来,性能不断提高和完善,其资源又能满足很多应用场合的需要,加之单片机具有集成度高、功能强、速度快、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉等特点,因此,在工业控制、智能仪器仪表、数据采集和处理、通信系统、高级计算器、家用电器等领域的应用日益广泛。
1智能温度计的设计梗概
下图是智能温度计的基本组成方框。
主要由温度传感器,放大器,A/D转换器,单片机控制,LED显示器,电源等组成。
温度传感器是把温度转换成电压(或电流)的器件。
不同的温度传感器,输出电压的范围也差别很大。
放大器的主要功能是把微弱的温度电压信号放大到(0—2)伏或(0—5)伏的范围内,以便进行A/D转换。
一方面控制A/D转换器实现模拟信号到数字信号的转换,另一方面将采集到的数字温度电压值,经过计算处理,得到相应的温度值,送到LED显示器以数字形式显示测量的温度。
LED显示器用于显示测量温度的结果。
智能温度计的基本组成如图1所示
2系统硬件组成
硬件组成如图2所示
图2测量摄氏(℃)温度的电路原理。
假定:
温度测量范围:
0——150℃摄氏(℃)
温度数字显示:
000.0或112.8等,十进制小数点后一位
2.1温度传感器AD590
图中用电位器R1调零点,用R2调增益,方法如下:
在0oC时调整W1使输出Vo=273.2mV。
然后在100℃时调W2使Vo=373.2mV。
然后反复多次,直至0℃时Vo=273.2mV,100℃时Vo=373.2mV为止。
最后在室温下进行校验。
例如,若室温为25℃,那么Vo应为298.2mV。
0℃和100℃环境的产生方法:
冰水混合物是0℃的环境,沸水为100℃环境。
2.2放大器
放大器由运算放大器A组成,常用的芯片有:
LF335,LF336,CA3140等,主要功能是把模拟的温度电压信号放大到A/D转换器要求的输入电压范围。
A/D转换器MC14433要求,模拟输入电压的范围为:
0——2V。
W3的作用是抵消温度传感器AD590在摄氏0℃时产生的温度电压Vo=273.2mV,使放大器A的输出电压为0.0V。
放大器A的放大倍数选择为10,保证温度在0—150℃范围内变化,而放大器的输出电压在0—1。
50V的范围内。
电位器W2用于调整放大器的放大倍数。
2.3A/D转换器MC14433
图3是主要框图和引脚的分布
图3MC14433的方框图和引脚
引脚引线功能如下:
G被测电压VX和参考电压VR的模拟接地端
VR外接参考电压端(+2V或+200Mv)
VX被测电压输入端
R1,R1/C1,C1外接积分电阻R1和积分电容C1元件端。
外接元件典型值:
当量程为2V时,C=0.1μF,R=470kΩ;当量程为200mV时,C1=0.1μF,R1=27kΩ
C01,C02外接失调电容C0端。
C0典型值为0.1μF
DU数据显示控制端。
当DU和EOC(引脚14)连接时,每次A/D转换都输出
CLKI,CLKO时钟振荡器外接电阻RC端,RC的典型值为470kΩ,时钟频率随RC增加而下降
VEE模拟负输入端。
典型值为-5V
VSS数字地,除CLKO端外所有输出端的低电平基准。
当VSS与VAG相连(即数字地和模拟地相连)时,输出电压幅度为VAG~VDD(0V~+5V);当VSS与VEE(-5V)相连,输出电压幅度为VEE~VDD(-5V~+10V)。
实际应用时一般是VSS与VAG相连
EOC转换结束控制端(输出)。
每当一个A/D转换周期结束,EOC端输出一个宽度为时钟周期1/2宽度的正脉冲
过量程标志输出端。
平时为高电平。
当|VX|﹥VR时(被测电压输入绝对值大于参考电压),
端输出低电平
DS1~DS4多路选通脉冲输出端,对应DS1千位,对应DS4个位。
每个选通脉冲宽度为18个时钟脉冲,两个相邻脉冲之间间隔为2个时钟周期
Q0~Q3BCD码数据输出线。
其中为Q0最低位,Q3为最高位。
当DS2、DS3和DS4选通期间,Q0~Q3除了表示千位的0或1外,还表示了转换值的正负极性和欠量程还是过量程
VDD正电源端。
典型值为+5V
2.4LED显示器
共阴极LED显示器的阳极和单片机CPU的P1口连接,显示段码由CPU通过P1口传送到LED显示器的阳极。
位扫描码由单片机8051的P2口低四位输出,经同相驱动器传送到LED显示器的阴极,选通LED显示器的数位,P2.3,P2.2,P2.1,P2.0输出电平为‘0111’时,选通左边的第一位数字,P2.3,P2.2,P2.1,P2.0输出电平为‘1011’时,选通左边的第二位数字,P2.3,P2.2,P2.1,P2.0输出电平为‘1101’时,选通左边的第三位数字,P2.3,P2.2,P2.1,P2.0输出电平为‘1110’时,选通左边的第四位数字。
2.5系统核心单片机部分
单片机AT89C51有内部RAM,可以作为各种数据区使用,内部闪电存储器存放智能温度计的控制程序。
它的主要功能是控制MC14433,实现温度的数字值采集,完成温度的数字采集值到对应数字温度的转换计算,并把计算的数字温度转换相应的显示段码,控制LED显示器以动态扫描方式进行温度显示。
3性能弊端处理
为增强系统在工作现场的抗干扰能力,在硬件设计方面采取了一系列措施,例如,信号的输入/输出采用电平转换、光电隔离;正确配置接地系统,处理好共地信号;强电信号和弱电信号分开走线,传输线尽可能使用双绞线和屏蔽电缆;设置WDT时钟监视电路,自动监视CPU运行状态,出现故障自动处理,同时具有硬件自诊断功能,避免“死机”现象发生等等。
4智能温度计的流程图
下图是智能温度计的流程图。
因为智能温度计的控制和计算相对简单,由该流程方框图可见,该主程序是循环线性结构。
在初始化时,清除内部RAM,设定标志位和标志单元,设置堆栈指针,检测LED显示器工作是否正常等。
它主要包括了下述一些子程序:
(1)从A/D转换器MC14433读取温度数字电压子程序:
查询A/D转换状态,一旦本次A/D转换结束,CPU将温度电压的BCD码数字值送到RAM中的输入缓冲区存放。
(2)温度电压数字值到温度数字转换子程序;将缓冲区中的温度电压数字BCD码转换为实际的温度十进制数字。
(3)温度数字到LED显示段码转换子程序:
把温度十进制数字转换成相应的LED显示段码,存放在显示段码缓冲区供LED显示器显示传送子程序
(4)LED显示段码到LED显示器显示传送和动态扫描子程序
(5)BCD码加,减,乘,除子程序;
(6)BCD码在缓冲器间传送子程序;
(7)
其它专用子程序;
5总结
本课程设计叙述了智能温度计的设计,包括硬件组成和软件的设计,该系统在硬件设计上主要是通过温度传感器对温度进行采集,把温度转换成变化的电压,然后由放大器将信号放大,通过A/D转换器,MC14433将模拟温度电压信号转化为对应的数字温度信号电压。
其硬件设计中最核心的器件是单片机89C51,它一方面控制A/D转换器实现模拟信号到数字信号的转换,另一方面,将采集到的数字温度电压值经计算机处理得到相应的温度值,送到LED显示器,以数字形式显示测量的温度。
整个系统的软件编程就是通过汇编语言对单片机MT89C51实现其控制功能。
整个系统结构紧凑,简单可靠,操作灵活,功能强大,性能价格比高,较好的满足了现代农业生产和科研的需要。
6体会
通过本次的设计,参考了大量的资料,让我认识到了单片机功能的强大,让我学到了很多,受益匪浅。
在黄老师的帮助下完成了本次课程设计,我深感欣慰,最重要的就是我深深的感受到师生互动的魅力。
参考文献
1.李朝青.PC机及单片机数据通信技术.[M]北京航空航天大学出版社.2000
2.何立民.单片机应用技术选编.[M]北京航空航天大学出版社.1993
3.周明德.微型计算机硬件软件及其应用.[M]清华大学出版社.1980
4.金伟正.单线数字温度传感器的原理与应用.[J].电子技术应用2000(6):
66~68.
5.李广弟.单片机基础.[M].北京航空大学出版社.1994年6月
6.何立民.单片机应用系统设计——系统配置与接口技术.北京航空航天大学出版社.1995
7.马明建.数据采集与处理技术.西安交通大学出版社.1997
ORG0000H
LJMPMAIN
ORG0013H
LJMPSUB
ORG0100H
MAIN:
MOVSP,#40H
MOVA,#78H
MOVR7,#09H
MOVXA,@DPTR
MOVR0,A
CLRC
SUBBA,#34H
JNCLOOP1
CLRC
MOVA,R0
SUBBA,#3AH
JCLOOP
MOVA,R0
ACALLTEMP
LOOP:
MOVDPTR,#EF00H
MOVR1,#0F8H
MOVA,#33H
MOVX@R1,A
MOVA,R0
MOVCA,@A+DPTR
DECR1
MOVX@R1,A
MOVA,R2
INCR1
MOVX@R1,A
INCR0
MOVA,R2
CLRC
RRCA
MOVR2,A
MOVA,#00H
MOVDPTR,#00F8H
MOVX@DPTR,A
AJMPGO
LOOP1:
MOVP1,#8FH
AJMPGO
LOOP2:
MOVP1,#0BFH
GO:
POPDPH
POPDPL
POPACC
POPPSW
RETI
END
TEMP:
MOVDPTR,TABLE
MOVA,R0
MOVB,#04H
CLRC
MULAB
JNCNOO
INCDPH
NOO:
MOVCA,@A+DPTR
MOV80H,A
INCDPTR
MOVCA,@DPTR
MOV81H,A
AJMPLOOP
ORG0300H
TAB:
DB3FH06H5BH4FH66H6DH7DH07H7FH6FH77H83H
MAIN:
MOV20H,#0
MOV21H,#0
MOVR0,#3CH
MOVR1,#12
LCALLCLEAR
SETBPT0
ML2:
NOP
NOP
NOP
MOVA,P1
CJNEA,#0FBH,ML3
AJMPMAIN
ML3:
MOVA,PIN1
INCA
SUBBA,PIN3
CJNEA,#0,ML4
AJMPTEST0
ML4:
JCTEST0
JNBE1,TEST0
AJMPCOMPP
TEST0:
MOVPIN3,#0
MOVA,P1
CJNEA,#0FDH,TEST
AJMPEXIT
TEST:
MOVA,P1
CJNEA,#0FFH,TEST1
EXIT:
MOVR0,#79H
MOVR1,#50H
HEX:
ACALLHEXASC
MOVR2,#6
MOVR0,#5AH
ACALLINI
CLRFLAG3
SJMPHERE
COMPP:
AJMPCOMP
SECOO:
JNBP1.5,SSECO
AJMPSECO
SSECO:
AJMPSEC
MINII:
JNBP1.5,MMINI
AJMPMINI
MMINI:
AJMPMIN
HOURR:
JNBP1.5,HHOUR
AJMPHOUR
HHOUR:
AJMPHOU
TEST1:
JNBP1.0,SETT
TEST2:
SETBEA
JNBP1.4,EXIT
JNBP1.5,DEAL
AJMPTEST
SETT:
CLREA
MOVC,P1.4
MOVF0,C
JNBP1.1,SECOO
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AJMPTEST2
DEAL:
SETBE1
JNBP1.4,OVER
MOVR0,#49H
MOVR1,#6
ACALLCLEAR
MOVB,#3
MOVA,PIN1
MULAB
ADDA,R4
MOVPIN,A
MOVA,PIN1
CJNEA,#4,AAA
MOVPIN1,#0
MOVPIN2,#3EH
MOVPIN,#3CH
AAA:
JNBP1.4,OVER
JNBP1.1,SECOO
JNBP1.2,MINII
JNBP1.3,HOURR
AJMPAAA
OVER:
SETBE2
INCPIN1
MOVR2,#6
MOVR0,#3AH
MOVR1,PIN1
ACALLINI
MOVR0,#49H
MOVR2,#3
MOVR1,PIN
ZIP:
MOVA,@R0
MOV@R1,A
INCR0
MOVA,@R0
SWAPA
ORLA,@R1
MOV@R1,A
INCPIN
INCR0
INCR1
DJNZR2,ZIP
AJMPEXIT
COMP:
MOVA,PIN2
CJNEA,#4AH,J
AJMPOVR
J:
MOVR0,PIN2
MOVR1,#7EH
MOVR2,#3
JJJ:
MOVA,@R0
ANLA,#0F0H
SWAPA
XRLA,@R1
JNZENDD
DECR1
MOVA,@R0
ANLA,#0FH
XRLA,@R1
JNZENDD
DECR1
DECR0
DJNZR2,JJJ
SETBFLAG2
INCPIN3
AJMPTEST
ENDD:
MOVA,PIN2
ADDA,#3
MOVPIN2,A
AJMPCOMP
OVR:
MOVPIN2,#3EH
AJMPTEST
HOUR:
ACALLDELY
MOVR0,#7EH
JNBF0,SUB1
ACALLDAAD1
MOVA,R2
XRLA,#24H
JNZML0
ACALLCLR0
AJMPML0
MINI:
ACALLDELY
MOVR0,#7CH
JNBF0,SUB1
ACALLDAAD1
MOVA,R2
XRLA,#60H
JNZML0
ACALLCLR0
AJMPML0
SECO:
ACALLDELY
MOVR0,#7AH
JNBF0,SUB1
ACALLDAAD1
MOVA,R2
XRLA,#60H
JNZML0
ACALLCLR0
ML0:
MOVR0,#79H
MOVR1,#50H
ACALLHEXASC
MOVR2,#6
MOVR0,#5AH
ACALLINI
AJMPSETT
SUB1:
SETBF0
ACALLSUB
AJMPML0
CLEAR:
MOV@R0,#0
INCR0
DJNZR1,CLEAR
RET
HOU:
ACALLDELY
SETBE0
MOVR0,#4EH
ACALLDAAD1
MOVA,R2
XRLA,#24H
JNZML00
ACALLCLR0
AJMPML00
MIN:
ACALLDELY
SETBE0
MOVR0,#4CH
ACALLDAAD1
MOVA,R2
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JNZML00
ACALLCLR0
AJMPML00
SEC:
ACALLDELY
SETBE0
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ACALLDAAD1
MOVA,R2
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JNZML00
ACALLCLR0
ML00:
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MOVR1,#30H
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MOVR2,#6
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MOVR1,PIN1
INCR1
ACALLINI
AJMPAAA
DELY:
MOVR1,#0FFH
A1:
MOVR2,#0FFH
LOOP:
NOP
NOP
NOP
DJNZR2,LOOP
DJNZR1,A1
RET
PITO:
PUSHPSW
PUSH0E0H
PUSHDPH
PUSHDPL
SETBPSW.3
MOVA,P1
MOVTL0,#01H
MOVTH0,#1FH
CJNEA,#0FDH,SSS
MOVTL0,#0EDH
MOVTH0,#0FBH
SSS:
JNBP1.5,GETNUM
DDD:
MOVA,2FH
DECA
MOV2FH,A
JNZRET0
MOV2FH,#10H
MOVR0,#7AH
ACALLDAAD1
MOVA,R2
XRLA,#60H
JNZRET0
ACALLCLR0
MOVR0,#7CH
ACALLDAAD1
MOVA,R2
XRLA,#60H
JNZRET0
ACALLCLR0
MOVR0,#7EH
ACALLDAAD1
MOVA,R2
XRLA,#24H
JNZRET0
ACALLCLR0
RET0:
SETBTR0
POPDPL
POPDPH
POP0E0H
POPPSW
RETI
GETNUM:
JBFLAG1,EE
MOVR1,#49H
MOVR2,#6
CO:
MOV@R1,#0
INCR1
DJNZR2,CO
SETBFLAG1
EE:
AJMPDDD
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MOVA,@R0
DECR0
SWAPA
ORLA,@R0
ADDA,#1
DAA
MOVR2,A
ANLA,#0FH
MOV@R0,A
MOVA,R2
INCR0
ANLA,#0F0H
SWAPA
MOV@R0,A
SETBFLAG3
RET
SUB:
DECR0
DEC@R0
CJNE@R0,#0FFH,RET2
INCR0
CJNE@R0,#0,AA
DECR0
MOV@R0,#0
RET
AA:
DECR0
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INCR0
DEC@R0
CJNE@R0,#0FFH,RET2
MOV@R0,#0
SETBFLAG3
RET2:
RET
SUB0:
DECR0
DEC@R0
CJNE@R0,#0FFH,RET2
INCR0
CJNE@R0,#0,BB
DECR0
MOV@R0,#0
RET
BB:
DECR0
MOV@R0,#9
INCR0
DEC@R0
CJNE@R0,#0FFH,RET3
MOV@R0,#0
SETBFLAG3
RET3:
RET
CLR0:
CLRA
MOV@R0,A
DECR0
MOV@R0,A
SETBFLAG3
RET
FUL0:
MOVA,#6
MOV@R0,A
DECR0
CLRA
MOV@R0,A
SETBFLAG3
RET
INI:
ORLTMOD,#20H
MOVTH1,#0fdH
MOVTL1,#0fdH
MOVSCON,#50H
MOVPCON,#80H
SETBTR1
MOVA,#0CH
MOVSBUF,A
JNBTI,$
CLRTI
MOVR3,#2
REC2:
MOVR2,#2
REC:
MOVA,@R0
SND:
MOVSBUF,A
JNBTI,$
CLRTI
DECR0
DECR0
DJNZR2,REC
MOVA,#3AH
MOVSBUF,A
JNBTI,$
CLRTI
DJNZR3,REC2
MOVR2,#2
REC1:
MOVA,@R0
MOVSBUF,A
JNBTI,$
CLRTI
DECR0
DECR0
DJNZR2,REC1
JBE0,REE
AJMPJJ
RET
REE:
MOVSBUF,#24H
JNBTI,$
CLRTI
DJNZR1,REE
EEE:
JNBE2,JJ
CLRE2
CLRE0
E:
MOVSBUF,#0DH
JNBTI,$
CLRTI
JJ:
JNBFLAG2,ENDS
MOVR3,#5
RE:
MOVSBUF,#30H
JNBTI,$
CLRTI
DJNZR3,RE
CLRFLAG2
ENDS:
RET
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