【正文】 0PTG1PTG2PTA0PTA1MC9S08AW60 44Pin LQFP4MR11MC127pF C227pFC4VCCC510uFVCC MC9S08AW60外部工作電路原理圖該電路為MCU控制器電路，其中，G0、GG2口分別與LCD1602的RS、 R/W、E引腳連接；C0~C3口與LCD1602的DB0~DB3引腳連接；D0~D3口與LCD1602的DB4~DB7引腳連接。 MCU 控制器模塊設(shè)計。它的測量范圍一般為10～+300℃，也可做到 200～+10℃ ，甚至可用于+300～+1200℃環(huán)境中作測溫用。部分功能5電路的集成，使總體硬件設(shè)計更簡潔，能有效地降低成本， 搭建電路和焊接電路時更快，調(diào)試也更方便簡單化 。(5) 結(jié)構(gòu)緊湊、輕巧、裝配容易。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。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。 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。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。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。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。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)。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。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。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。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。關(guān)鍵詞： MC9S08AW60；熱敏電阻；LCD1602III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 ...........................................................18附錄 A 溫度采集與顯示程序 ..........................................19附錄 B 接線原理圖 ..................................................2511 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。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。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。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。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。(2) 具有自開發(fā)能力。(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。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。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，～。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。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）。LED數(shù)碼管4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。(2) 具有字符發(fā)生器 ROM，可以顯示192種字符。(6) 單+5V電源供電，低功耗，長壽命，高可靠性。熱敏電阻的主要特點是：①靈敏度較高，其電阻溫度系數(shù)要比金屬大10～ 100 倍以上，能檢測出 106℃的溫度變化； ②工作溫度范圍寬，常溫器件適用于55℃ ～315℃，高溫器件適用溫度高于 315℃（目前最高可達到2022℃） ，低溫器件適用于273℃～55℃；③體積小，能夠測量其他溫度計無法測量的空隙、腔體及生物體內(nèi)血管的溫度；④使用方便，電阻值可在～100kΩ 間任意選擇； ⑤易加工成復(fù)雜的形狀，可大批量生產(chǎn)；⑥穩(wěn)定性好、過載能力強．對比之后，根據(jù)實際的應(yīng)用需求，本設(shè)計采用熱敏電阻。63 溫度測量顯示系統(tǒng)硬件設(shè)計溫度采集系統(tǒng)的硬件部分是由溫度采集模塊、MCU 控制器模塊、溫度顯示模塊組成。V ddad和V ssad是MCU內(nèi)部模擬電路的電源，給模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）模塊供電，V REFH和V REFL是模數(shù)轉(zhuǎn)換的參考電壓。.B0口是模擬量輸入端，用于輸入熱敏電阻的電壓。8其電路原理圖如圖 所示：1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBATitleNumber RevisionSizeBDate: 12Jan2022 Sheet of File: E:\creat_pretel\MyDesign :VssVcVeRSR/WEDB0DB1DB2DB3DB4DB5DB6DB7AKLCD1602R510kVCCVCCPTG0PTG1PTG2PTC0PTC1PTC2PTC3PTD0PTD1PTD2PTD3圖 顯示模塊電路原理圖該電路中，LCD1602 的 RS、R/W、E 引腳分別與 MC9S08AW60 的G0、GG2 口連接；DB0~DB3 引腳分別與 MC9S08AW60 的 C0~C3 口連接；DB4~DB7 引腳與 MC9S08AW60 的 D0~D3 口連接。 圖 程序開發(fā)界面在對微控制器進行編程時，可以用匯編語言或者C語言，甚至可以二者混合編程。 程序設(shè)計本設(shè)計程序主要包括 A/D 轉(zhuǎn)換模塊程序、熱敏電阻阻值和溫度的非線性對性模塊程序、溫度顯示模塊程序，其總程序流程圖如圖 所示：開始M C U L C D 初始化模擬量輸入啟動 A / D 轉(zhuǎn)換查表得到溫度值溫度值處理L C D 顯示結(jié)束圖 系統(tǒng)程序總流程圖 A/D 轉(zhuǎn)換原理及程序傳感器獲得的信號由于是模擬信號，而CPU處理的是數(shù)字信號，故要經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換時，要用一個逐次逼近寄存器存放轉(zhuǎn)換出來的數(shù)字量；轉(zhuǎn)換結(jié)束時，將數(shù)字量送到結(jié)果寄存器。按上述方法對次高位進行轉(zhuǎn)換、比較、判斷，決定次高位應(yīng)取1還是0。針對振動信號高頻多變，在ADC初始化中選擇連續(xù)轉(zhuǎn)換、高速轉(zhuǎn)換和短采樣時間。 /*軟件觸發(fā)，比較功能禁止*/ ADC1SC1=0X00。 /* 等待轉(zhuǎn)換結(jié)束 */ Vtemp=ADC1RL。預(yù)先將一系列溫度與電壓對應(yīng)值存貯到 AW60 微控制器程序存儲器中的一個表內(nèi)，當(dāng)給定任意一個電壓值時，即可通過查表得出所對應(yīng)的溫度值。使用插值算法如下： ??????1_12/1xValueADxyT?????13