【正文】 接受到遙控信號時， +5V 通過 R20,R21 分壓，時 Q6 導通， 1 端有信號輸入，譯碼電路開始工作如圖 42所示。結構化的程序設計包括三方面的工作：自頂向下的設計、模塊化編程和結構化編程。分解、信息隱藏和模塊獨立性，是實現模塊化設計的重要指導思想。 22 圖 51 主程序流程圖 按鍵信號掃描子程序流程圖設計： 鍵盤掃描子程序對按下的鍵進行判斷，并轉到按下的相應鍵對應的程序段，執(zhí)行相 應的功能。 圖 53 中斷程序流程圖 顯示子程序流程圖設計 ： LED 顯示模塊的作用是將處理好的數據顯示出來。 N Y 開 始 I/O 初始化 計數器中斷標 志 選擇下一個要輸出的數碼 輸出該數碼的段碼 段碼表指針指到最后 指針返回段碼表首 指針后移，指向下一個要顯示的數碼 結束 25 圖 55 溫度讀出子程序流程圖 開始 復位 發(fā)略讀只讀存儲器命令 發(fā)讀中間結果存儲器命令 讀 TH 數據 讀 TL 數據 復位 返回 。具體流程如下圖 534所示： Y N 開始 有中斷命令 執(zhí)行中斷命令 中斷前的相應程序 結束 繼續(xù)執(zhí)行相應程序 24 圖 54 顯示子程序流程圖 溫度讀出子程序流程圖設計： 讀出溫度子程序主要功能是讀出 RAM中的 9個 字節(jié)，在讀出時需進行 CRC校驗，校驗有錯時不進行溫度數據的改寫。當命令結束后繼續(xù)去執(zhí)行中斷前所運行Y N 開 始 有 按 鍵 確定信號 轉到相應的程序，執(zhí)行相應的程序 返 回 執(zhí)行其它程序 開 始 開機顯示 0000 顯示 2S 溫度信息采集， 單片機信息處理， 讀出溫度值， LED 顯示 LED 顯示 2S 23 的程序。 程序流程圖 程序設計主要是單片機的主控程序，大約分為主程序，溫度測量子程序流程，中斷程序，按鍵信號掃描子程序，顯示子程序。 軟件設計 系統(tǒng)軟件的設計：模塊化設計。我們應該根據系統(tǒng)功能要求，以系統(tǒng)硬件 電路為基礎進行系統(tǒng)的軟件設計。接收器輸出信號直接送入單片機 AT89C51 的INT1，由單片機譯碼并實施相應的操作。單片機部分則對專用接收電路恢復出來的遙控編碼信號 進行識別和判斷。隨著集成電路的發(fā)展和新產品的不斷出現，特別對紅外專用 集成電路及通用低功耗集成電路的廣泛應用，為紅外線遙控裝置性能的提高，體 積的減小，成本的降低均創(chuàng)造了十分有利的條件。光報警通過改變顯示顏色來實現，燈采用雙色燈。 ICL7109 有兩種接口方式，一種 是直接接口，另一種是掛鉤接口。 1 2 3 4 5678910LED11 2 3 4 5678910LED21 2 3 4 5678910LED31 2 3 4 5678910LED4N8 N9 N10 N11R37 R38 R39 R40+5R30GNDOE1Q02D03D14Q15Q26D27D38Q39DE11Q412D413D414Q515Q616D617D718Q71974HC373IC11R30R31R32R33R34R35R36R37GND 圖 42 數碼管電路 A/D 轉換電路與熱電偶測溫電路 由于本設計是熱電偶測溫電路，使用的熱電偶類的金屬器件利用其感溫效 18 應，在將隨被 測溫度變化的電壓或電流采集過來，進行 A/D 轉換后，就可以用單片機進行數據的處理，在顯示電路上，就可以將被測溫度顯示出來，這種設計需要用到A/D 轉換電路。用公式表示： L=KIF。 LED數碼管等效于多只具有發(fā)光性能的 PN 結。 LED 顯示器接法及原理 17 通常所說的 LED 顯示器由 7個發(fā) 光二極管組成，故也稱 7 段數碼管，此外顯示器還有一個圓點型發(fā)光二極管，用于顯示小數點，故有時也稱八段 LED 顯示管，通過 7段發(fā)光二極管亮暗的不同組合，可以顯示多種數字，字母及其他符號。 驅動顯示電路 LED 顯示電路采用靜態(tài)顯示， 3 位共陽 LED 數碼管。有源晶振不需要芯片的內部振蕩器，可以提供高精度的頻率基準，信號質量也較無源晶振要好。 執(zhí)行指令的任務是取出操作數，然后操作操作數的性質對操作數進行操作。單片機的實質就是執(zhí)行程 序的過程，每執(zhí)行一跳指令可以分為 3 個階段，即取指令，分析指令和執(zhí)行指令。 是帶內部上拉電阻的 8 位雙向I/O口，在 AT89C51 中這幾個引腳有專用 功能，如表 41 所示。晶振輸出，該引腳是晶振或陶瓷諧振器的激勵驅動器輸出端。外部信號可以通過將該引腳置為低電平啟動一次系統(tǒng)復位。片內仿真電路提供全速的電路內仿真 ,不占用片內用戶資源。 單片機主要控制電路 單片機主控模塊主要有 AT89C51 單片機，晶振電路，電源電路，存儲器等 組成。 降壓式 DC／ DC 轉換器的基本工作原理 是 V2開關管 在 控制電路 的控制下工作在開關狀態(tài)。 74HC373 內部含有譯碼器，可以直接接收 BCD 碼或是 16 進制碼，并且同時具有兩種譯碼的方式，此外，還具有多種控制的指令如消隱、閃爍、左移、右移、段尋址等功能。 74HC37 CD4051 等構成，此種方法的成本較低，外圍電路也比較簡單，控制方便，便于儀器的編程調試。 采用 LED 數碼管顯示有以下幾個優(yōu)點 ； ； 。在直接接口方式中，當 ICL7109 轉換結束時，由 STATUS 發(fā)出轉換結束指令到單片機，單片機對轉換后的數據分高位字節(jié)和低位字節(jié)進行讀數。實際電路中，選用 ICL7109 芯片。 AT89C51單片機的主要特性 AT89C51 單片機與 MCS51 單片內部功能、引腳以及指令系統(tǒng)方面完全兼容 。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除 100 次。 %t/125～ 250 177。 %t/375～ 750 177。 %t/375～ 800 177。 %t/375～ 1000 177。 %t/600～ 1600 B / 177。 表 3— 1 熱電偶誤差參數 熱電偶的允差（參考端為 0℃） 分度號 允差 /溫度范圍 （℃ ） Ⅰ級 Ⅱ級 S 177?？稍跉錃庵羞B續(xù)使用 100h，真空中使用 8h，性能穩(wěn)定在177。 EA 熱電偶靈敏度高，價格便宜，但測溫范圍窄而低。其復現性好，產生熱電 動式大，線性好，價格便宜，是工業(yè)生產中最常用的一種熱電偶。這種熱電偶可在 1300℃一下范圍內長期使用，短期可測 1600℃高溫。但補償導線 a、 b在 Tn到 T0 的溫度范圍內，應分別與貴金屬 A、 B具有相同的熱電特性。塞貝克系數的符號和 大小取決于組成熱電偶的兩種導體的熱電特性和結點的溫度差。當回路斷開時，在斷開處 a， b 之間便有一電動勢差△ V，其極性和大小與回路中的熱電勢一致，如圖 21(b)所示。熱電偶的熱電勢 EAB(T， T0)是由接觸電勢和溫差電勢合成的。 熱電偶的工作原理 當有兩種不同的導體和半導體 A和 B組成一個回路，其兩端相互連接時，只要兩結點處的溫度不同，一端溫度為 T，稱為工作端或熱端，另一端溫度為 T0，稱為自由端 (也稱參考端 )或冷端，則回路中就有電流產生，如圖 31 所示，即回路中存在的電動勢稱為熱電動勢。智能溫度傳感器具有以下三個顯著特點：第一。其主要特點 是功能單一、測量誤差小、價格低、響應速度快、傳輸距離遠、體積小、微功耗，適合遠距離測溫，不需要警醒非線性校準。此類傳感器通常要配溫度變送器，以獲得標準的迷你兩（電壓或電流）輸出信號。目前，溫度傳感器正向著單片集成化、智能化、網絡化和單片系統(tǒng)化的方向發(fā)展。 系統(tǒng)設計可以擴展為根據礦井具體情況的不同來設置閾值、顯示保持時間 ,并通過特定的設計使此溫度傳感器能適應于不同的礦井 ,滿足不同安全管理操作方便的需要。對軟件來說，應盡可能預防可能發(fā)生的故障，采用模塊化設計方案，以利于程序的編制和調試，減少 故障率，提高軟件的可靠性。系統(tǒng)以單片微機 AT89C51為中央處理單元，由溫 度傳感 元件 、 A/D 轉換電路 、數字顯示、聲光報警、等單元電路組成。根據可靠性設計理論，系統(tǒng)所用芯片數量越少，系統(tǒng)的平均無故障時間越長，而且所用芯片數量越少，地址數據總線在電路板上受干擾的可能性就越少，因此單片機基本系統(tǒng)的設計思想是在滿足功能的情況下力爭使用較少數量的芯片及線路 。 硬件和軟件設計是單片機系統(tǒng)的兩個重要方面。它打破了典型微型計算機技邏輯功能劃分芯片結構的傳統(tǒng)概念，以其體積 小、功能強、性能價格比高等優(yōu)點廣泛應用于諸多領域，如工業(yè)控制系統(tǒng)、智能化儀表、數據采集系統(tǒng)等，單片機技術的開發(fā)和應用水平已逐漸成為一個國家工業(yè)發(fā)展水平的標志之一。所以，本論文全部采用匯編語言 來編寫程序代碼。早期在研制單片機應用系統(tǒng)時，大多以匯編語言作為軟件工具，匯編程序能夠直接操作機器硬件，指令的執(zhí)行速度快。因此，整個傳感器系統(tǒng)總體設計方案 的確定，要圍繞優(yōu)化系統(tǒng)設計這個原則，盡量減少硬件電路的復雜程度，發(fā)揮計算機處理功能強大的優(yōu)勢，提高系統(tǒng)工作的可靠性。 。在硬件和軟件設計過程中，應遵循從整體到局部的設計原則，把復雜難處理的問題分為若干較簡單的、容易處理的問題，分別加以解決。溫度傳感器應用范圍之廣，使用數量之大，也高居各類傳感器之首。由于煤 礦井下生產過程復雜，環(huán)境條件惡劣，自然災害多，所以經常會存在安全事故隱 患。利用單片機設計成的礦用溫度傳感器夠成的溫度檢測系統(tǒng)較于傳統(tǒng)的溫度計有著巨大的優(yōu)勢。 關鍵詞： 溫度傳感器；煤礦； 紅外遙控；單片機；外圍芯片 1 第 1 章 緒論 在現代生活中，溫度是人們日常工作和生活中常常需要測量和控制的一個量。 文章還對整個系統(tǒng)的電路圖和設計思路進行了詳細的說明。利用單片機 設計成的礦用溫度 傳感器夠成的溫度檢測系統(tǒng)較于傳統(tǒng)的溫度計有著巨大的優(yōu)勢。 答 辯 委 員會 人 ， 出 席 人 答 辯 委 員會 主任（ 簽 字）： 答 辯 委 員會 副主任（ 簽 字）： 答 辯 委 員會 委員 ： ， ， ， ， ， ， 山西煤炭 職業(yè) 技 術學 院 畢業(yè)設計 （ 論 文） 評語 第