【正文】 顯示 “AA”并顯示通道號。 記錄數(shù)據(jù)： 表 61 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求平均值 0通道 1 通道 2 通道 3 通道 4 通道 5 通道 6 通道 7 通道 計算平均值 顯示平均值 64 52 55 40 37 38 45 40 61 55 52 42 34 41 50 38 48 49 46 38 30 37 44 41 45 46 44 36 33 40 42 38 如圖 67,68 所示的數(shù)據(jù)為表 61部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果，驗(yàn)證求平均值程序時完全可行的。 如圖 64 所示，點(diǎn)擊 Proteus 的暫停命令， 8255A 通電后各 I/O 口都為高電平， LED顯示 “FFFF”， ADC0809 的 EOC 顯示為高電平，說明 LED 連接正確。 具體操作： ① 按照第二章 Proteus 仿真的說明，按步驟操作，編輯原理圖 。溫度為零時 ?? KRT 14 ，溫度為 100℃ 時 ??453TR 。但是往往我們在記錄數(shù)據(jù)的同時要求對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，求平均值只是其中的一種。 5S、 1S 采用定時器 T0 如圖54， 20ms 采用指令循環(huán)如圖 55。采用循環(huán)的方式運(yùn)行。同時用綠色 LED 顯示通道并報警。獨(dú)立式鍵盤連接簡單，但占用 I/O 口多，適用于按鍵較少的電路。 采用靜態(tài)顯示方式，較小的電流即可獲得較高的亮度，且占用 CPU 時間少，編程簡單，但由于每位 LED 顯示器均要配置一個并行輸出口，占用了較多的 I/O 口資源，硬件成本高，故在顯示位數(shù)較少時采用。從顯示方式來看有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示[4]。 PB0～ PB7：端口 B 的輸入輸出線 。 芯片引腳功能介紹 D0～ D7：數(shù)據(jù)線，三臺雙向 8 位緩沖區(qū)。只要電源 Vcc 的上升時間不超過 1ms，就可以實(shí)現(xiàn)自動上電復(fù)位 。晶體可在 間選擇。 P2 口（ Pin21～ Pin28）： 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～ ，作為控制端，低 3 位選擇 ADC0809 的模擬通道的入口地址。 XTAL2(Pin18)：片內(nèi)振蕩電路的輸出端。 ② ADC0809 的啟動信號 START 和 ALE 接 。當(dāng) OE=1 時，即為高電平，允許輸出鎖存器輸出數(shù)據(jù)。 鑒于上面三種方案，在價格、轉(zhuǎn)換速度等多種標(biāo)準(zhǔn)考慮下，本 次 設(shè)計選用的是逐漸逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器 —ADC0809。所以選擇方案一是可行的 [1]。 輸出電壓 0V VRTR RTRR RAV ttV ????????? ????? 210 (47) 基于 STC89C52 單片機(jī)的多點(diǎn)溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計 11 方案二：恒流式測溫系統(tǒng) 恒流式測溫系統(tǒng)框圖如圖 42 所示，主要由恒流源、 NTC 熱敏電阻 RT、取樣電阻R、 A/D 轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成。 關(guān)系式 (41)是經(jīng)驗(yàn)公式，只在額定溫度 TN 或額定電阻阻值 RN 的有限范圍內(nèi)才具有一定的精確度，因?yàn)椴牧铣?shù) B 本身也是溫度 T 的函數(shù)。 NTC 熱敏電阻 是指電阻值隨溫度上升而減小，具有負(fù)溫度 系數(shù)的熱敏電阻現(xiàn)象和材料。既解決芯片問題又使得接線清晰。 方案二如圖 32 所示 ，利用 8255A 擴(kuò)展單片機(jī)的 I/O 口，其工作原理大致與方案一相同，不同的是用 P2 口控制 ADC0809，測溫電路測得的電壓值送至 A/D 轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量送給 8255A 的 A 口， A 口有輸入鎖存功能。 圖 25 編輯單片機(jī)屬性 基于 STC89C52 單片機(jī)的多點(diǎn)溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計 6 圖 26 添加 HEX 文件 在如圖 26 的 Program File 里添加 KEIL 所生成的 HEX 文件，點(diǎn)擊確定 ，完成了單片機(jī)所要執(zhí)行的程序，同時在 Clock Frequency 一欄選擇單片機(jī)晶振的頻率為 12MHz ④ 開始仿真，點(diǎn)擊如圖 21 的 仿真按鈕， Proteus 開始仿真。 ④ 支持大量的存儲器和外圍芯片 。 設(shè)計一種合理、可行的單片機(jī)監(jiān)控 方案 ，完成 多點(diǎn)測量、顯示和控制的 任務(wù)， 并 編寫 軟件 程序 ，進(jìn)行 Proteus仿真 。是今年以來最廣泛運(yùn)用的，它 具有很高的工作精度和攝氏溫度線性成比例且無需外部校準(zhǔn)或微調(diào) 。 溫度是日常生活、工業(yè)、醫(yī)學(xué)、環(huán)境保護(hù)、化工、石油等領(lǐng)域最常用到的一個物理量。在這樣的 形勢 下，開發(fā)一種 可以 同時測量多點(diǎn)，并且實(shí)時性高、精度高，能夠綜合處理多點(diǎn)溫度信息的測量系統(tǒng)就很有必要。單片機(jī)的潛力越來越被人們所重視。 本 課題研究現(xiàn)狀 隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，特別是現(xiàn)代儀器的發(fā)展，微型化、集成化、數(shù)字化成為傳感器發(fā)展的一個重要方向。熱敏電阻與單片機(jī)相結(jié)合即能彌補(bǔ)傳統(tǒng)元件缺陷又能實(shí)現(xiàn)智能控制還具有很高的性價比，基于單片機(jī)的熱敏電阻溫度檢測技術(shù)具有廣闊應(yīng)用前景和巨大經(jīng)濟(jì)價值。目前支持的單片機(jī)類型有： 68000 系列、 8051 系列、AVR 系列、 PIC12 系列、 PIC16 系列、 PIC18 系列、 Z80 系列、 HC11 系列以及各種外圍芯片。鼠標(biāo)的右鍵可以選擇放置虛擬儀器和對元件方向調(diào)整，按照原理圖布線。熱敏電阻電壓信號經(jīng)放大電路進(jìn)行放大處理后滿足 A /D 轉(zhuǎn)換器的要求 ，然后在 A/D 轉(zhuǎn)換程序控制下經(jīng) A /D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。 ③ 邏輯器件增加程序的編譯難度。 PTC 熱敏電阻的電阻值隨著溫度的升高而增大。 T：規(guī)定溫度（ K ） [ K=+T ] 。2V 為 : VRRRT RTV ????239。 方案論證： 兩種方案比較得知：恒流式測溫系統(tǒng)由于需要很溜源提供恒定電流且使用了精密電阻，較恒壓式測溫系統(tǒng)成本更高。 方案二：雙積分式 A/D 轉(zhuǎn)換器： 它是一種間接式的 A/D 轉(zhuǎn)換器，優(yōu)點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng)，精度比較高，缺點(diǎn)是數(shù)度很慢，適用于對轉(zhuǎn)換 數(shù)度要求不高的系統(tǒng) ，常用最典型的為 ADCEK8B、 ADCEK10B。 ③ ALE(Pin22):地址鎖存啟動信號，在 ALE 的上升沿，將 A、 B、 C 上的通道地址鎖存到內(nèi)部的地址鎖存器。 引腳工作過程： 當(dāng) ALE 為高電平時，通道地址輸入到地址鎖存器中，下降沿將地址鎖存并譯碼，在 START 上升沿時所有的內(nèi)部寄存器清零，在下降沿時，開始進(jìn)入 A/D 轉(zhuǎn)換，此期間START 應(yīng)保持低電平。如圖 45： 圖 45 STC89C52 芯片引腳圖 STC89C52 引腳具體介紹如下： ① 主電源引腳（ 2 根） VCC(Pin40)：電源輸入，接＋ 5V 電源。 ④可編程輸入 /輸出引腳（ 32 根） STC89C52 單片機(jī)有 4 組 8 位的可編程 I/O 口，分別位 P0、 P P P3 口，每個口有 8 位（ 8 根引腳），共 32 根。 單片時鐘電路的設(shè)計 STC89C52 單片機(jī)內(nèi)部沒有振蕩電路，需要外加振蕩器提供標(biāo)準(zhǔn)時鐘，單片機(jī)的時鐘產(chǎn)生方式有兩種，分別為：內(nèi)部時鐘方式和外部時鐘方式。其原理圖如圖 46(b)。 圖 48 8255A 引腳圖 圖 49 8155 引腳圖 方案論證 8255A 具有 3 個 8 位并行 I/O 口，其內(nèi)部集成鎖存、緩沖及與 CPU 聯(lián)絡(luò)的控制邏輯，通用性強(qiáng)、可通過對其編程實(shí)現(xiàn)不同的功能， 8155 芯片包含 256 個靜態(tài) RAM， 2 個 8位， 1 個 6 位的可編程并行 I/O 口，和 14 位定時計數(shù)器。 RD:讀控制線，輸入，低電平有效，有效時，允許 CPU 通過 8255AD0～ D7 讀數(shù)據(jù)。 單片機(jī)的 RD， WR ， RES 分別連接 8255A 的 RD， WR ， RESET 端口。此數(shù)碼管比單個七段數(shù)碼管所占用 I/O 數(shù)目要少的多。本設(shè)計采用如下報警方案：當(dāng)溫度高于設(shè)定范圍則紅燈亮、揚(yáng)聲器響提示溫度過高，當(dāng)溫度低于設(shè)定值時藍(lán)燈亮 、揚(yáng)聲器響提示溫度過低。基于 STC89C52 單片機(jī)的多點(diǎn)溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計 22 第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 程序總體設(shè)計 本系統(tǒng)軟件要求實(shí)現(xiàn)每隔一段時間 (5 秒 )，對 8 路溫度信號循環(huán)檢測并顯示，顯示采用 8 路溫度循環(huán)顯示的方式。然后組合起來為一個完整的程序 。單片機(jī)內(nèi)部定時器最大定時時間要根據(jù)單片機(jī)的晶振頻率大小，采用 6M 晶振一次定 時最多為 131ms， 12M 晶振最多定時 65ms。流程圖如圖 56 所示： 中 斷 開 始保 護(hù) 現(xiàn) 場置 緩 沖 區(qū) 首 地 址 ， 置 通 道數(shù) ， 置 初 始 通 道 號B C D 轉(zhuǎn) 換顯 示 溫 度 和 通 道 號 ，延 時 1 S通 道 號 = 8鍵 盤 掃 描緩 沖 區(qū) 地 址 加 一 ， 通 道號 加 一鍵 盤 是 否 按 下是 否 推 出 中 斷恢 復(fù) 現(xiàn) 場退 出 中 斷是 否否是否是 圖 56 按鍵設(shè)定限值流程圖 基于 STC89C52 單片機(jī)的多點(diǎn)溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計 27 外部中斷選擇查看子程序流程圖 系統(tǒng)要求對八路溫度循環(huán)顯示，由于 LED 顯 示器暫停時間短、不可隨意查看，造成記錄數(shù)據(jù)不便，當(dāng)溫度超過限度值時就對數(shù)據(jù)不可讀，不能及時知曉溫度值。4439。 圖 63 調(diào)試 R6，電 壓顯示 5v 基于 STC89C52 單片機(jī)的多點(diǎn)溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計 31 主電路調(diào)試 主電路的功能是對測溫電路數(shù)據(jù)的采集和分析，主電路的調(diào)試尤為重要，主要包括：A/D 能否轉(zhuǎn)換、顯示是否正常、中斷能否進(jìn)行、報警能否及時提示。 ② 使用 Proteus 逐幀運(yùn)行，檢查是否有黃色標(biāo)志。溫度顯示值可達(dá)滿量程。設(shè)定后按下 2 號鍵確定退出。高溫報警如圖 614 所示： 圖 612 實(shí)時溫度高于限定溫度范圍 圖 613 低溫報警 圖 614 高溫報警 通道 3 和通道 7 的溫度都不在設(shè)定的范圍之內(nèi)，所以要通過外部中斷 1 查看通道溫度值，如圖 615 所示，紅色 LED 代表通道，綠色代表溫度值。具體操作：按下中斷按鈕，如圖 69 的 1 號鍵， 6 按鍵是對溫度上下限值進(jìn)行 調(diào)節(jié)。具體操作為：調(diào)節(jié) 0 通道的測溫電路使得輸出電壓最小，調(diào)節(jié) 1 通道的測溫電路使得輸出電壓最大，分析兩個輸出值。 （ 2）檢查線路連接。如圖 63：電壓表顯示讀數(shù)為 伏滿足設(shè)計要求，在誤差范圍內(nèi)。 調(diào)用 BCD 轉(zhuǎn)換子程序，以十進(jìn)制形式顯示溫度值。執(zhí)行時要對限值進(jìn)行判斷是否能夠繼續(xù)執(zhí)行加一或減一指令。流程圖如下圖 53 所示 ： 開 始置 緩 沖 區(qū) 首 地 址溫 度 是 否 超 出 限 值通 道 號 加 一顯 示 溫 度 和 通 道置 通 道 數(shù) ， 置 初 始 通 道 號取 緩 沖 區(qū) 數(shù) 據(jù)緩 沖 區(qū) 地 址 加 一通 道 號 = 8小 于 下 限顯 示 “ A A ” 和 通 道數(shù) ， 報 警顯 示 “ B B ” 和 通道 數(shù) ， 報 警結(jié) 束是否是否否是顯 示 延 時 1 秒B C D 轉(zhuǎn) 換 圖 53 顯示子程序流程圖 基于 STC89C52 單片機(jī)的多點(diǎn)溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計 25 定時子程序流程圖 本系統(tǒng)軟件要求有 3 個定時子程序，定時時間分別為： 5S、 1S、 20ms。對 8 路溫度求平均值且保留兩位小數(shù)，最后顯示，紅色 LED 代表整數(shù)，綠色 LED 代表小數(shù)。兼顧設(shè)計中要使用中斷和復(fù)位不可能都在矩陣鍵盤上完成。 本設(shè)計兼顧軟件設(shè)計的難度度和本次選用的數(shù)碼管較少的緣故選擇方案二。以下就不同顯示方式提出方案論證。 單片機(jī)的 ～ 與 8255A 的地址線 A0， A1 相連。基于 STC89C52 單片機(jī)的多點(diǎn)溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計 18 CS :片選端，輸入，低電平有效。如圖 48,圖 49 所示。外部時鐘方式是把外部振蕩信號源直接接入 XTAL1 或 XTAL2。 P3 口（ Pin10～ Pin17）： 8 位準(zhǔn)雙向 I/O 口線，名稱為 ～ ， 判斷 ADC0809是否轉(zhuǎn)換結(jié)束， 、 中斷入口， 、 與 8255A 的 RD、 WR 相連。 PSEN(Pin29)：外部存儲器讀選通信號。 ALE 引腳得脈沖頻率是 8051 時鐘頻率的 1/6MHz，則 ALE 輸出的頻率是 1MHz，二分頻后為 500KHz，符合 ADC0809 頻率的要求。 ⑦ EOC(Pin7):轉(zhuǎn)換完成信號，輸出，當(dāng) EOC 上升為高電平時 ，表明內(nèi)部 A/D 轉(zhuǎn)換已完成。 基于 STC89C52 單片機(jī)的多點(diǎn)溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計 13 ADC0809 芯片的引腳功能 圖 43（ a） ADC0809 引腳圖 ADC0809 各引腳功能如下： ① IN0～ IN7(Pin1～ Pin5， Pin26～ Pin28):8 路模擬量輸入端。 A/D 轉(zhuǎn)換器型號很多，而其轉(zhuǎn)換時間和轉(zhuǎn)換誤差也各不相同。 將式（ 49）和（ 410）代入式（ 411）中得， RR T AIRI