單片機(jī)課程設(shè)計(jì)--基于單片機(jī)的溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)-wenkub
2023-01-31 11:27:04 本頁面
【正文】 現(xiàn)溫度的精確測量。傳統(tǒng)的溫度采集不僅耗時(shí)而且精度低，遠(yuǎn)不能滿足各行業(yè)對(duì)溫度數(shù)據(jù)高精度，高可靠性的要求。單片機(jī)課程設(shè)計(jì)自動(dòng)化 101 班 袁亞男 3引言：在生產(chǎn)和日常生活中，溫度的測量及控制十分重要，實(shí)時(shí)溫度檢測系統(tǒng)在各個(gè)方面應(yīng)用十分廣泛。5．鍵盤電路設(shè)計(jì)。3．多路轉(zhuǎn)換開關(guān)及 A/D 轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)。二．設(shè)計(jì)內(nèi)容1．單片機(jī)及電源管理模塊設(shè)計(jì)。2．被測溫度點(diǎn)：4 個(gè)，每 2 秒測量一次。3．顯示器要求：通道號(hào) 1 位，溫度 4 位（精度到小數(shù)點(diǎn)后一位） 。 單片機(jī)可選用 AT89S51 及其兼容系列，電源管理模塊要實(shí)現(xiàn)高精密穩(wěn)壓輸出，為單片機(jī)及 A/D 轉(zhuǎn)換器供電。 多路開關(guān)可以選用 CD4052，A/D 可選用 MC14433 等。 實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)顯示按鍵；輪流顯示按鍵；其他功能鍵。消防電氣的非破壞性溫度檢測，大型電力、通訊設(shè)備過熱故障預(yù)知檢測，各類機(jī)械組件的過熱預(yù)警，醫(yī)療相關(guān)設(shè)備的溫度測試等等都離不開溫度數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)。溫度的控制及測量對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率、節(jié)約能源、生產(chǎn)安全、促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到重要作用。本設(shè)計(jì)是以 Atmel 公司的 AT89S51 單片機(jī)為控制核心，通過 MC14433 模數(shù)轉(zhuǎn)換對(duì)所測的溫度進(jìn)行數(shù)字量變化，單片機(jī)課程設(shè)計(jì)自動(dòng)化 101 班 袁亞男 4且通過數(shù)碼管進(jìn)行相應(yīng)的溫度顯示。被測溫度點(diǎn)4 個(gè)，每 2 秒測量一次。2．被測溫度點(diǎn)：4 個(gè)，每 2 秒測量一次。單片機(jī)課程設(shè)計(jì)自動(dòng)化 101 班 袁亞男 6二、各模塊電路原理描述 單片機(jī)及電源模塊設(shè)計(jì)如圖所示為 AT89S51 芯片的引腳圖。具有兩個(gè) 16 位可編程定時(shí)器；中斷系統(tǒng)是具有 6 個(gè)中斷源、5 個(gè)中斷矢量、2 級(jí)中斷優(yōu)先級(jí)的中斷結(jié)構(gòu)；震蕩器頻率 0 到33MHZ，因此我們在此選用 12MHZ 的晶振是比較合理的；具有片內(nèi)看門狗定時(shí)器；具有斷電標(biāo)志 POF 等等。P0 口可作為通用 I/O口，但須外接上拉電阻；作為輸出口，每各引腳可吸收 8 各TTL 的灌電流。在 FLASH 編程時(shí)，P0 口接收代碼字節(jié)數(shù)據(jù)；在編程效驗(yàn)時(shí)，P0 口輸出代碼字單片機(jī)課程設(shè)計(jì)自動(dòng)化 101 班 袁亞男 8節(jié)數(shù)據(jù)(需要外接上拉電阻)。P1 口的引腳可由外部負(fù)載拉到低電平，通過上拉電阻提供電流。P2 口用做輸出口時(shí)，可驅(qū)動(dòng) 4 各 TTL 負(fù)載；用做輸入口時(shí)，先將引腳置1，由內(nèi)部上拉電阻將其提高到高電平。在 FLASH 并行編程和校驗(yàn)時(shí)，P2 口可輸入高字節(jié)地址和某些控制信號(hào)。在與 FLASH 并行編程和校驗(yàn)時(shí)，P3 口可輸入某些控制信號(hào)。ALE/ ：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（允許地址鎖存）是一個(gè)用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)的書粗脈沖。該位置的“1”后。當(dāng) AT89S51 在讀取外部程序時(shí)， 每個(gè)機(jī)器周期 將 PSEN 激活兩次。執(zhí)行內(nèi)部程序 應(yīng)接 VCC。電源模塊設(shè)計(jì)在影響單片機(jī)系統(tǒng)可靠性的諸多因素中，電源干擾可謂首屈一指，據(jù)統(tǒng)計(jì)，計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)行故障有 90％以上是由電源噪聲引起的。 80uA 的靜態(tài)工作電流。電源管理模塊電路圖如下： IN1GD2OUT3FB4SH5uMAX670KR?.8C+Viodevc電 源 模 塊 9本電路采用該器件將輸入的 24V 電壓變成 5V 電壓，給外圍 5V的器件供電，其中二極管 D1 是保護(hù)二極管，防止輸入電壓接反可能帶來的對(duì)電路的影響和破壞。模擬輸入通道的組成：1. 傳感器及放大器設(shè)計(jì)傳感器是把被測的物理量（如溫度，壓力等）作為輸入?yún)?shù)轉(zhuǎn)為電量（電流，電壓，電阻等）輸出。利用多路開關(guān)輪流切換各被測回路與 A/D 轉(zhuǎn)換器，以達(dá)分時(shí)享用 A/D 轉(zhuǎn)換器的目的。二位二進(jìn)制輸入信號(hào)選通 4 對(duì)通道中的一通道，可連接該輸入至輸出。具體特點(diǎn)如下：MC14433 是美國 Motorola 公司推出的單片 3 1/2 位 A/D 轉(zhuǎn)換器，其中集成了雙積分式 A/D 轉(zhuǎn)換器所有的 CMOS 模擬電路和數(shù)字電路。5V 電源電壓時(shí)，典型值）：8mW（177。MC14433 只要一個(gè)正基準(zhǔn)電壓即可測量正、負(fù)極性的電壓。 [4]. Pin4Pin6(R1/C1，C1)—外接積分元件端。如果在積分器反向積分周期之前，DU 端輸入一個(gè)正跳變脈沖，該轉(zhuǎn)換周期所得到的結(jié)果將被送入輸出鎖存器，經(jīng)多路開關(guān)選擇后輸出。單片機(jī)課程設(shè)計(jì)自動(dòng)化 101 班 袁亞男 19若需要較高的時(shí)鐘頻率穩(wěn)定度，則需采用外接石英晶體或 LC 電路，參考附圖。Vss 工作電壓范圍為 VDD5V≥Vss≥VEE。[11]. Pin15（OR 非）—過量程標(biāo)志位，當(dāng)|Vx|VREF 時(shí)， 輸出為低電平。[13]. Pin2223(Q0、Q3)—BCD 碼數(shù)據(jù)輸出端。數(shù)據(jù)采集模塊電路如下圖 P1034567U?~單片機(jī)課程設(shè)計(jì)自動(dòng)化 101 班 袁亞男 2顯示器設(shè)計(jì)五位共陽極 LED 顯示器，段選（ ah）由 P0 口控制，位選由 控制。sbit P26=P2^6。sbit P22=P2^2。sbit di=P3^6。sbit sda=P3^4。void delay1(uint)。 //數(shù)碼管顯示函數(shù)unsigned char LED[]={ 0xC0,/*0*/0xF9,/*1*/0xA4,/*2*/0xB0,/*3*/0x99,/*4*/0x92,/*5*/0x82,/*6*/0xF8,/*7*/0x80,/*8*/0x90,/*9*/}。sck=1。}void stop()//結(jié)束信號(hào){sda=0。sda=1。delay()。sck=0。sck=1。for(i=0。delay()。delay()。delay()。sda=1。i++){ sck=1。delay()。respons()。respons()。write_byte(0xa0)。start()。stop()。//Delayms(5)。P0=LED[b]。}uint keyscan(){ uchar temp。if(temp!=0xf0){Delayms(10)。break。break。write=0。ucADC=read_add(2)。TH0=(65536500
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