【正文】 始化模 擬 量 輸 入啟 動(dòng) A/D轉(zhuǎn) 換查 表 得 到 溫度 值溫 度 值 處 理LCD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(hào)由于是模擬信號(hào)，而 CPU處理的是數(shù)字信號(hào)，故要經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換。 圖 程序開發(fā)界面 在對(duì)微控制器進(jìn)行編程時(shí)，可以用匯編語言或者 C語言，甚 至可以二者混合編程。其電路原理圖如圖 所示： 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT itl eN um b er R ev is io nS izeBD at e: 1 2 Jan 2 0 11 S he et of F ile : E :\cr ea t_ p ret el\M y D e si gn 孫延召 .d dbD ra w n B y :V ssV ccV eeRSR /WED B 0D B 1D B 2D B 3D B 4D B 5D B 6D B 7AKLCD1602R51 0kV C CV C CP TG 0P TG 1P TG 2P TC 0P TC 1P TC 2P TC 3P TD 0P TD 1P TD 2P TD 3 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。 .B0口是模擬量輸入端，用于輸入熱敏電阻的電壓。 Vddad和 Vssad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 ， VREFH和 VREFL是模數(shù)轉(zhuǎn)換的參考電壓。 3 溫度測量顯示系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 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。 熱敏電阻的主要特點(diǎn)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(dá) 到 20xx℃ ）， 低溫器件適用于 273℃ ～ 55℃ ； ③ 體積小，能夠測量其他溫度計(jì)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(qiáng)． 對(duì)比之后，根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用需求，本設(shè)計(jì)采用熱敏電阻。 (6) 單 +5V電源供電，低功耗，長壽命，高可靠性。 (2) 具有字符發(fā)生器 ROM，可以顯示 192種字符。 方案三： LCD液晶顯示 ,由單片機(jī)驅(qū)動(dòng) .它主要用來顯示大量數(shù)據(jù)、文字、圖形，能夠顯示的位數(shù)多，顯示得清晰多樣、美觀，同時(shí)液晶顯示器的編寫程序簡單，價(jià)格便宜， 6 故采用此種方案。 LED數(shù)碼管靜態(tài)顯示，多片七段譯碼器驅(qū)動(dòng)顯示，這不僅增加了成本，還需要占用單片機(jī)多個(gè) 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。 對(duì)比之后，根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用需求，本設(shè)計(jì)選 擇了飛思卡爾公司生產(chǎn)的增強(qiáng)型 8位微控制器 MC9S08AW60（ 44引腳、 LQFP封裝） 。 S08AW60 擁有 62KB 片上在線可編程 FLASH 存儲(chǔ)器 和 2KB 片上 RAM， 具有模塊保護(hù)與安全選項(xiàng)功能 ， 支持 ～ 電源。 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(chǔ)器和 256字節(jié) ROM，可實(shí)現(xiàn) 0Hz～ 33Hz的全靜態(tài)操作，支持 ～ 。 DSP數(shù)字信號(hào)微處理器的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) DSP數(shù)字信號(hào)微處理器從理論上而言就是一種單片機(jī)的形式，常用的數(shù)字信號(hào)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。 (2) 系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)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(jià)比。 (2) 具有自開發(fā)能力。 單片機(jī)以其功能強(qiáng)、體積小、可靠性高、造價(jià)低和開發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)，成為自動(dòng)化和各個(gè)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。進(jìn)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。無論你生活在哪里，從事什么工作，無時(shí)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(duì)是否能掌握溫度有著絕對(duì)的聯(lián)系。 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(shí)現(xiàn) ，能夠獨(dú)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。采用單片機(jī)對(duì)溫度采集進(jìn)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(diǎn)，而且可以大幅度提高被控?cái)?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。 (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(shí)，軟硬件擴(kuò)展能力較好。系統(tǒng)的軟件一般都有應(yīng)用程序?；?DSP數(shù)字信號(hào)微處理器的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的特點(diǎn)如下 :精度高、靈活性好、可靠性好、容易集成、分時(shí)復(fù)用等，但其價(jià) 格不菲。使用Atmel公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與 MCS51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。 片內(nèi)總線時(shí)鐘最高可達(dá) 20MHz，可選擇寬范圍 的 時(shí)鐘頻率 。其擁有足夠大的 FLASH存儲(chǔ)器和 ROM，并帶有 高性能模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器 。 方案二： LED數(shù)碼管顯示器動(dòng)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。 LCD類型繁多，價(jià)格不等。 (3) 具有 64字節(jié)的自定義字符 RAM，可自定義 8個(gè) 5 7或 4個(gè) 5 10點(diǎn)陣字符。 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(shí)還要考慮成本和實(shí)際情況。 熱敏電阻包括正溫度系數(shù)（ PTC）和負(fù)溫度系數(shù)（ NTC）熱敏電阻，以及臨界溫度熱敏電阻（ CTR）． 本設(shè)計(jì)采用 NTC 熱敏電阻 。具體框圖如下圖 所示： 溫度采集模 擬 量 輸 入MCULCD顯示輸 出 圖 系統(tǒng)硬件框圖 溫度采集模塊硬件設(shè)計(jì) 該模塊是根據(jù)熱敏電阻阻值隨溫度變化而變化的特性，利用串聯(lián)分壓的特點(diǎn)，將熱敏電阻所分的電壓送到 MC9S08AW60 的模擬量輸入端。Vdd和 Vss是 S08MCU主要的電源引腳，工作電壓范圍是 ~，在該電路中提供的是 5V電壓。 9 顯示模塊電路的設(shè)計(jì) 該模塊是利用 LCD1602 液晶屏顯示，顯示的清晰度是關(guān)鍵，其 Vee 引腳作用是對(duì)比調(diào)整，原理是該引腳輸入電壓不同，調(diào)整度不同，所以采用電位器分壓作為它的電壓輸入。 4 溫度測量顯示系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 微控制器程序的開發(fā)環(huán)境及語言 在前面，本設(shè)計(jì)已經(jīng)選擇了 MC9S08AW60微控制器，飛思卡爾的微控制器有其專用的開發(fā)環(huán)境軟件 CodeWarrior IDE。 CodeWarrior IDE支持匯編語言， C、 C++和 Java高級(jí)語言。在 MC9S08AW60芯片中集成了一個(gè) 8位 /10位精度可選的逐次逼近式 ADC模塊，使用時(shí)不需再擴(kuò)展片外的 A/D轉(zhuǎn)換器。 12 逐 次 逼 近寄 存 器（ S A R ）結(jié) 果 寄 存 器C L K轉(zhuǎn) 換 標(biāo) 志D / A 轉(zhuǎn) 換器控 制 電 路+V iV o電 壓 比 較 器 圖 逐次逼近式 ADC原理圖 逐次逼近 ADC原理是：首先設(shè)置 SAR中的最高位為 1，其余位為 0，經(jīng) D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬電壓 VO，然后將 VO與輸入電壓 Vi在電壓比較器中進(jìn)行比較。重復(fù)上述過程，直到確定 SAR最低位為止。 C語言編寫的 MC9S08AW60微控制器中 A/D轉(zhuǎn)換的節(jié)選程序代碼如下： /****************************************************\ * *函數(shù)名稱： adc_init() * *作用： A/D模塊初始化 \****************************************************/ void adc_init(void) { APCTL1=0X01。 /*禁止轉(zhuǎn)換完成中斷，單次轉(zhuǎn)換 */ 13 } /******************************************************\ * *函數(shù)名稱： convert_begin() * *作用：啟動(dòng) A/D轉(zhuǎn)換 \******************************************************/ unsigned int convert_begin(void) { unsigned int Vtemp。 /*讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果 */ return Vtemp。當(dāng)表中沒有對(duì)應(yīng)的電壓值時(shí)，可找出電壓值在表中的區(qū)域，然后在區(qū)間的相鄰兩點(diǎn)經(jīng)線性插值得出對(duì)應(yīng)溫度值。 14 C語言編寫的獲得溫度值的節(jié)選程序代碼如下： /******************************************************\ * *函數(shù)名稱： GetTemperature() * *作用：查表及插值程序得到溫度值 \******************************************************/ signed int GetTemperature(int Value) { signed int T。 /* 當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換值在 240~255 時(shí)，按 40 攝氏度賦值 */ else { for(i=1。 } else if((Value V_T_table[0][i])amp。 /* 沒有，找到區(qū)間并插值 */ T=V_T_table[1][i]+T/100。 MC9S08AW60 單片機(jī)將采集到的模擬電壓值經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換后，查表得到溫度值，通過 I/O 口傳輸給 LCD1602 顯示。 /*光標(biāo)移動(dòng) 每輸入一次該指令 光標(biāo)向右移一格 整體畫面不滾動(dòng) */ RS_RW_E_init()。 //輸入方式 R