【正文】 基于 S08 的溫度檢測顯示系統(tǒng)的設(shè)計摘要隨著社會的進步和工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，人們越來越重視溫度對產(chǎn)品的影響，許多產(chǎn)品對溫度范圍要求嚴(yán)格，目前市場上普遍存在的問題有溫度信息傳遞不及時、精度不夠的缺點，不利于工業(yè)控制者根據(jù)溫度變化及時做出決定。在這樣的形式下，開發(fā)一種實時性高、精度高的溫度采集系統(tǒng)就很有必要。本設(shè)計采用一種基于單片機的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)方案，該方案根據(jù)熱敏電阻隨溫度變化而變化的特性，采用串聯(lián)分壓電路。單片機采集熱敏電阻的電壓，通過A/D轉(zhuǎn)換將模擬量電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量電壓信號，經(jīng)過查表轉(zhuǎn)換得到溫度值，控制液晶屏實時顯示溫度值。本系統(tǒng)中所用到的器件是飛思卡爾公司MC9S08AW60單片機、NTC熱敏電阻和LCD1602液晶顯示屏。關(guān)鍵詞： MC9S08AW60；熱敏電阻；LCD1602目 次1 緒論 ..............................................................1 設(shè)計背景 ......................................................1 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)簡單介紹 ..........................................12 方案論證 ..........................................................3 微控制器的選擇 ................................................3 顯示方案選擇 ..................................................3 溫度傳感器的選擇 ..............................................43 溫度測量顯示系統(tǒng)硬件設(shè)計 ..........................................6 溫度采集模塊硬件設(shè)計 ..........................................6 MCU 控制器模塊設(shè)計 .............................................6 顯示模塊電路的設(shè)計 ............................................74 溫度測量顯示系統(tǒng)軟件設(shè)計 ..........................................9 微控制器程序的開發(fā)環(huán)境及語言 ..................................9 程序設(shè)計 .....................................................10總結(jié) ...............................................................17參考文獻(xiàn) ...........................................................18附錄 A 溫度采集與顯示程序 ..........................................19附錄 B 接線原理圖 ..................................................251 緒論 設(shè)計背景在人類的生活環(huán)境中，溫度扮演著極其重要的角色。無論你生活在哪里，從事什么工作，無時無刻不在與溫度打著交道。自18世紀(jì)工業(yè)革命以來，工業(yè)發(fā)展對是否能掌握溫度有著絕對的聯(lián)系。在冶金、鋼鐵、石化、水泥、玻璃、醫(yī)藥等等行業(yè)，可以說幾乎80%的工業(yè)部門都不得不考慮著溫度的因素。溫度對于工業(yè)如此重要，由此推進了溫度傳感器的發(fā)展。進入21世紀(jì)后，溫度傳感器正朝著高精度、多功能、總線標(biāo)準(zhǔn)化、高可靠性及安全性、開發(fā)虛擬傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器、研制單片測溫系統(tǒng)等高科技的方向迅速發(fā)展。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，溫度檢測及其控制占有舉足輕重的地位，隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的飛速發(fā)展和傳統(tǒng)工業(yè)改造的逐步實現(xiàn) ，能夠獨立工作的溫度檢測和顯示系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。要達(dá)到較高的測量精度需要很好的解決引線誤差補償問題、多點測量切換誤差問題和放大電路零點漂移誤差等問題，使溫度檢測復(fù)雜化。模擬信號在長距離傳輸過程中，抗電磁干擾時令設(shè)計者傷腦筋的問題，對于多點溫度檢測的場合，各被檢測點到監(jiān)測裝置之間引線距離往往不同，此外，各敏感元件參數(shù)的不一致，這些都是造成誤差的原因，并且難以完全清除。單片機以其功能強、體積小、可靠性高、造價低和開發(fā)周期短等優(yōu)點，成為自動化和各個測控領(lǐng)域中必不可少且廣泛應(yīng)用的器件，尤其在日常生活中也發(fā)揮越來越大的作用。采用單片機對溫度采集進行控制，不僅具有控制方便、組態(tài)簡單和靈活性大等優(yōu)點，而且可以大幅度提高被控數(shù)據(jù)的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)簡單介紹隨著自動控制的發(fā)展，數(shù)據(jù)采集越來越被廣泛應(yīng)用，如醫(yī)療、工業(yè)等方面，數(shù)據(jù)采集是指將溫度，壓力，流量，位移等模擬量通過各種傳感元件做適當(dāng)轉(zhuǎn)換后，再經(jīng)信號調(diào)理、采樣、量化、編碼、傳輸?shù)炔襟E采集，轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，傳給PC 機進行存儲，處理，顯示或打印的過程，相應(yīng)的系統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，可分為以下幾種：將采集來的信號通過外部的采樣和A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號通過接口電路送入微機內(nèi)進行處理，然后再顯示處理結(jié)果或經(jīng)過D/A 轉(zhuǎn)換輸出，主要有以下幾個特點:(1) 系統(tǒng)較強的軟、硬件支持。通用微型計算機系統(tǒng)所有的軟硬件資源都可以用來支持系統(tǒng)進行工作。(2) 具有自開發(fā)能力。(3) 系統(tǒng)的軟硬件的應(yīng)用配置比較小，系統(tǒng)的成本較高，但二次開發(fā)時，軟硬件擴展能力較好。(4) 在工業(yè)環(huán)境中運行的可靠性差，對安放的環(huán)境要求較高；程序在RAM 中運行，易受外界干擾破壞。它是由單片機及其些外圍芯片構(gòu)成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，是近年來微機技術(shù)快速發(fā)展的結(jié)果，它具有如下特點:(1) 系統(tǒng)不具有自主開發(fā)能力，因此，系統(tǒng)的軟硬件開發(fā)必須借助開發(fā)工具。(2) 系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計與配置規(guī)模都是以滿足數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)功能要求為原則，因此系統(tǒng)的軟硬件應(yīng)用配置具有最佳的性價比。系統(tǒng)的軟件一般都有應(yīng)用程序。(3) 系統(tǒng)的可靠性好、使用方便。應(yīng)用程序在ROM 中運行不會因外界的干擾而破壞，而且上電后系統(tǒng)立即進入用戶狀態(tài)。DSP數(shù)字信號微處理器從理論上而言就是一種單片機的形式，常用的數(shù)字信號處理芯片有兩種類型，一種是專用DSP芯片，一種是通用DSP芯片?；贒SP數(shù)字信號微處理器的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的特點如下:精度高、靈活性好、可靠性好、容易集成、分時復(fù)用等，但其價格不菲。2 方案論證 微控制器的選擇微控制器是測量顯示裝置的核心部分，它要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的處理及控制液晶屏顯示。因此，需要一個高集成度、穩(wěn)定性高和體積小的微控制器，同時還要注重低成本及實際情況。AT89S52是一種低功耗、高性能8位微控制器，具有 8K系統(tǒng)可編程FLASH存儲器和256字節(jié)ROM，可實現(xiàn)0Hz～33Hz的全靜態(tài)操作，～。使用Atmel公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，與 MCS51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。其內(nèi)部沒有A/D轉(zhuǎn)換模塊，需要外部擴展模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片。S08AW60 擁有 62KB 片上在線可編程 FLASH 存儲器和 2KB 片上 RAM，具有模塊保護與安全選項功能，支持 ～ 電源。片內(nèi)總線時鐘最高可達(dá)20MHz，可選擇寬范圍的時鐘頻率。其內(nèi)部集成了高性能模/數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）和串行通信模塊，具有很寬的工作溫度范圍（40℃～+125℃），可適應(yīng)各類惡劣環(huán)境。該芯片還可以通過 BDM 在計算機與微控制器進行在線編程及后臺調(diào)試，避免頻繁的插拔單片機，編譯軟件調(diào)試功能強大。對比之后，根據(jù)實際的應(yīng)用需求，本設(shè)計選擇了飛思卡爾公司生產(chǎn)的增強型8位微控制器MC9S08AW60（44引腳、LQFP封裝）。其擁有足夠大的FLASH存儲器和ROM，并帶有高性能模/數(shù)轉(zhuǎn)換器。另外， 體積小，穩(wěn)定性高，調(diào)試方便。 顯示方案選擇方案一：LED數(shù)碼管顯示器可分為兩種顯示方式：靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示。LED數(shù)碼管靜態(tài)顯示，多片七段譯碼器驅(qū)動顯示，這不僅增加了成本，還需要占用單片機多個I/O口，也給電路的焊接帶來一定的困難，因此不選用這種方案作為顯示模塊，所以排除此方案。方案二：LED數(shù)碼管顯示器動態(tài)顯示方式下，將所有位的段選線并聯(lián)在起，由位選線控制哪位接收字段碼。采用動態(tài)掃描顯示，也就是在顯示過中，輪流向各位送出字形碼和相應(yīng)的字位選擇，同一時刻只有一位顯示，其他各位熄滅。但是此顯示方案穩(wěn)定性較差，并且還需要焊接外圍電路，所以不采用此方案。方案三：LCD液晶顯示,、文字、圖形，能夠顯示的位數(shù)多，顯示得清晰多樣、美觀，同時液晶顯示器的編寫程序簡單，價格便宜，故采用此種方案。 LCD類型繁多，價格不等。根據(jù)本設(shè)計需要顯示的信息量小的特點，選用價格便宜的LCD1602液晶屏。其特點如下：(1) 液晶顯示屏是以 16列2行=32個510或57點陣塊組成的顯示字符群，每個點陣為一個字符，字符間距和行距都為一個點的寬度。(2) 具有字符發(fā)生器 ROM，可以顯示192種字符。(3) 具有64字節(jié)的自定義字符RAM，可自定義8個57或4個510點陣字符。(4) 具有80字節(jié)的 RAM。(5) 結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧、裝配容易。(6) 單+5V電源供電，低功耗，長壽命，高可靠性。 溫度傳感器的選擇測量溫度的關(guān)鍵是溫度傳感器，因此需要靈敏度高、測溫范圍寬、穩(wěn)定性好，同時還要考慮成本和實際情況。DS18B20 數(shù)字式溫度傳感器，使用集成芯片，采用單總線技術(shù)，