【正文】 D 主要技術(shù)參數(shù)： 顯示容量 ： 162 個(gè)字符 芯片工作電壓 ： — 工作電流 ： () 模塊最佳工作電壓 ： 字符尺寸 ： (WH)mm 2) 引腳功能說明 1602LCD 采用標(biāo)準(zhǔn)的 14 腳 (無背光 )或 16 腳 (帶背光 )接口，各引腳接口說明如表 所示。注意加密方式 1 時(shí)， EA 將內(nèi)部鎖定位 RESET。 如果需要，通過將地址位 8EH 的 SFR 的第 0 位置 ―1‖， ALE 操作將無效。當(dāng)輸入連續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平時(shí)為有效，用來完成單片機(jī)單片機(jī)的復(fù)位初始化操作。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (如執(zhí)行―MOVX R1‖指令 )時(shí)， P2 口引腳上的內(nèi)容 (就是專用寄存器 (SFR)區(qū)中的 P2 寄存器的內(nèi)容 )，在整個(gè)訪問期間不會(huì)改變。對(duì)端口寫入 1時(shí)，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電位，這是可用作輸入口。 圖 STC89C52RC 引腳圖 STC89C52RC 引腳功能說明： VCC(40 引腳 )：電源電壓 VSS(20 引腳 )：接地 P0 端口 (～ ， 39～ 32 引腳 )： P0 口是一個(gè)漏極開路的 8 位雙向 I/O 口。具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) Flash， 512 字節(jié) RAM， 32 位 I/O 口線，看門狗定時(shí)器，內(nèi)置4KB EEPROM， MAX810 復(fù)位電路，三個(gè) 16 位定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6 向量 2 級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口。 如用 EOC 信號(hào)去產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，要特別注意 EOC 的變低相對(duì)于啟動(dòng)信號(hào)有2μs+8 個(gè)時(shí)鐘周期的延遲，要設(shè)法使它不致產(chǎn)生虛假的中斷請(qǐng)求。在中斷工作方式下，該信號(hào)往往是 CPU 發(fā)出的中斷請(qǐng)求響應(yīng)信號(hào)。加于該端的脈沖的上升沿使逐次逼近寄存器清零，下降沿開始 A/D 轉(zhuǎn)換。 (3) ADDA、 ADDB、 ADDC——模擬通道選擇地址信號(hào)， ADDA 為低位， ADDC為高位。10V(需外加一定電路 )。 1) 主要技術(shù)指標(biāo)和特性 (1) 分辨率： 8 位。由于鉑電阻的電阻值與溫度成非線性關(guān)系，所以需要進(jìn)行非線性校正。河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 8 3 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu) 根據(jù)上一章所選的總體方案確定的思路，下面將進(jìn)行系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)。這種鍵盤使用方便，接口程序簡(jiǎn)單，但是需要較多的硬件電路，價(jià)格較貴，一般的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)較少使用。它的體積小，重量輕，功耗極低，因此在儀器儀表中的應(yīng)用十分廣泛。這種方案是單片機(jī)處理非電量信號(hào)的典型方法，它的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)溫范圍廣，選用合適的測(cè)溫元件可以檢測(cè)－ 300℃ ～ 3000℃ 的溫度 。由于 AD590 是一種電流型的溫度傳感器，因此具有較強(qiáng)的抗干擾能力，適用于計(jì)算機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)距離溫度測(cè)量和控制，遠(yuǎn)距離信號(hào)傳遞時(shí)，可以采用一般的雙絞線來完成；其電阻較大，因此不需要精密電源對(duì)其供電，長(zhǎng)導(dǎo)線 上的壓降一般不影響測(cè)量精度；不需要溫度補(bǔ)償和專門的線性電路。 方案論證與選擇 設(shè)計(jì)方案的不同將直接決定儀表硬件的繁簡(jiǎn)程度，從而確定軟件的不同編寫思路。 (2) 在測(cè)量范圍內(nèi)可以正常顯示。但它也存在如同供河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 概述 4 暖效果檢驗(yàn)的一些困難。 在暖通空調(diào)專業(yè)中，供暖、空調(diào)、制冷效果檢驗(yàn)；建筑熱工特性的測(cè)量；新型建筑材料的特性檢驗(yàn)；建筑節(jié)能的研究；空暖熱網(wǎng)，通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)、燃?xì)馀涔芫W(wǎng)、給排水網(wǎng)等系統(tǒng)的運(yùn)行和特性研究中 ，都需要對(duì)溫度、壓力等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。國(guó)內(nèi)的開發(fā)規(guī)模也相對(duì)較小，開發(fā)費(fèi)用相對(duì)較高，與國(guó)際相比還存在很大的差距。裝在儀表內(nèi)部的 EPROM 中的監(jiān)控程序由許多程序模塊組成，每 一個(gè) 模塊完成一種特定的功能，例如實(shí)現(xiàn)算法、接受并分析鍵盤輸入命令等。 近年來由于微電子學(xué)的進(jìn)步以及計(jì)算機(jī)應(yīng)用的日益廣泛，智能化測(cè)量控制儀表已經(jīng)取得了極大的進(jìn)步。在工業(yè) 生產(chǎn)過程中，溫度檢測(cè)和控制都直接和安全生產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量生產(chǎn)效率、節(jié)約能源等重大技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)相聯(lián)系，因此在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域中都受到普遍重視。 本設(shè)計(jì) 應(yīng)用性比較強(qiáng)，設(shè)計(jì)系統(tǒng)可以作為溫度測(cè)量顯示系統(tǒng)，如果稍微改裝可以做熱水器溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、生產(chǎn)溫度監(jiān)控系統(tǒng)等等。 本文 是 基于 智能 溫度 巡檢儀 的 硬件部分所做的 軟 件 程序 ， 它 與硬件部分 相結(jié)合實(shí)現(xiàn) 溫度的實(shí)時(shí)測(cè)量 與控制 。 硬件部分 是以鉑電阻 PT100 作為溫度傳感器，采用恒流測(cè)溫的方法，通過單片機(jī) STC89C52 進(jìn)行控制，用放大器、 A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行溫度信號(hào)的采集 ， 再通過單片機(jī)把采集到的信號(hào)送到 LCD1602 中進(jìn)行顯示，通過 按鍵調(diào)節(jié)溫度上、下限 。本畢業(yè)設(shè)計(jì)主要任務(wù)是完成環(huán)境溫度檢測(cè)并顯示溫度。溫度檢測(cè)儀表作為溫度計(jì)量工具，因此也得到廣泛應(yīng)用。我國(guó)的單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用始于 80 年代，在這 20 年中單片機(jī)應(yīng)用 飛速 發(fā)展，技術(shù)日益成熟。編制完善的監(jiān)控程序的某些模塊，能夠取代某些硬件電路的功能。 課題的提出 測(cè)量是運(yùn)用專門的工具，根據(jù)物理、化學(xué)、生物等原理，通過試驗(yàn)和計(jì)算找到被測(cè)量的量值。 這些領(lǐng)域的測(cè)量具有本身獨(dú)特的特點(diǎn)，例如在供暖網(wǎng)的系統(tǒng)中，它存在如下特點(diǎn)： (1) 作用半徑大，測(cè)點(diǎn)分散。另外一些別的專業(yè)的科學(xué)試驗(yàn)中，溫度也是非常重要的一個(gè)測(cè)量參數(shù)。 (3) 系統(tǒng)要有較強(qiáng)的抗干擾性能 。 4 路溫度巡檢儀應(yīng)對(duì)各種的溫度進(jìn)行檢測(cè)，所以它是一個(gè)實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)。 第二種方案：選用先進(jìn)的數(shù)字式溫度傳感器，將采集到的數(shù)字式信號(hào)直接送入單片機(jī)進(jìn)行處理。 由于本課題的溫度巡檢儀主要是面向較高溫度。 CRT 顯示器可以進(jìn)行圖形顯示，但是接口較復(fù)雜，成本也較高。 非編碼式鍵盤僅由排成行、列矩陣形式的按鍵組成，按鍵的作用只是簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)接點(diǎn)的接通或斷開，鍵的去抖動(dòng)、鍵的編碼的形 成和鍵識(shí)別等均由軟件來完成。本設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要包括溫度信號(hào)采集單元，單片機(jī)數(shù)據(jù)處理單元，溫度顯示單元。校正分為模擬電路校正和微處理器數(shù)字化校正，模擬校正有很多現(xiàn)成的電路，其精度不高且易受溫漂等干擾因素影響，數(shù)字化校正則需要在微處理系統(tǒng)中使用，將 PT100 電阻的電阻值和溫度對(duì)應(yīng)起來后存入 EEPROM 中，根據(jù) 電路中實(shí)測(cè)的 AD 值以查表方式計(jì)算相應(yīng)溫度值。 (2) 總的不可調(diào)誤差： ADC0808 為 177。 (6) 具有可控三態(tài)輸出緩存器。地址信號(hào)與選中通道對(duì)應(yīng)關(guān)系如表 所示。如正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)又接到新的啟動(dòng)脈沖，則原來的轉(zhuǎn)換進(jìn)程被中止，重新從頭開始轉(zhuǎn)換。 3) 工作時(shí)序 地 址 選中通道 ADDC ADDB ADDA 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6 IN7 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 12 ADC 0808/0809 的工作時(shí)序如圖 所示。為此，最好利用EOC 上升沿產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，而不是靠高電平產(chǎn)生中斷請(qǐng)求。另外 STC89X52 可降至 0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持 2種 軟件 可選擇節(jié)電模式。作為輸出端口，每個(gè)引腳能驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 負(fù)載，對(duì)端口 P0 寫入 ―1‖時(shí)，可以作為高阻抗輸入。 P1 口作輸入口使用時(shí)，因?yàn)橛袃?nèi)部上拉電阻，那些被外部拉低的引腳會(huì)輸出一個(gè)電流。 在對(duì) Flash ROM 編程和程序校驗(yàn)期間， P2 也接收高位地址和一些控制信號(hào)?？撮T狗計(jì)時(shí)完成后， RST 引腳輸出 96 個(gè)晶振周期的高電平。這一位置 ―1‖， ALE 僅在執(zhí)行 MOVX 或 MOV 指令時(shí)有效。為了執(zhí)行內(nèi)部程序指令， EA 應(yīng)該接 VCC。 表 1602 引腳說明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說明 1 VSS 電源地 9 D2 數(shù)據(jù) 2 VDD 電源正極 10 D3 數(shù)據(jù) 3 VL 液晶顯示偏壓 11 D4 數(shù)據(jù) 4 RS 數(shù)據(jù) /命令選擇 12 D5 數(shù)據(jù) 5 R/W 讀 /寫選擇 13 D6 數(shù)據(jù) 6 E 使能信號(hào) 14 D7 數(shù)據(jù) 7 D0 數(shù)據(jù) 15 BLA 背光源正極 LCD 引腳功能介紹： 第 1 腳： VSS 為地電源。 第 15 腳：背光源正極。 指令 5： 光標(biāo)或顯示移位 S/C：高電平時(shí)移動(dòng)顯示的文字，低電平時(shí)移動(dòng)光標(biāo)。 溫度采集 溫度采集包括數(shù)據(jù)輸入通道，模擬開關(guān)，采樣 /保持， A/D 轉(zhuǎn)換器等。 A/D 采集信號(hào) 模 /數(shù) (A/D)轉(zhuǎn)換測(cè)量子函數(shù)用來控制對(duì) ADC0809的 4路模擬輸入的微小信號(hào)，即恒流源電路采集到的信號(hào)經(jīng)過放大電路進(jìn)行放大后，送入到 A/D 轉(zhuǎn)換器輸入端的信號(hào)，進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換并將對(duì)應(yīng)的數(shù)值移入內(nèi)存單元。 _nop_()。 //存儲(chǔ)采集到的數(shù)據(jù)； delay1us(5)。239。539。,adc_in1=6,adc_in2=7。 delay1us(5)。第一級(jí)放大 電路的增益確定為 20 倍，第二級(jí)為 2 倍。 //adc 為所測(cè)得電壓值的十進(jìn)制數(shù)； } 通過插值算法校正 PT100 的非線性度 由 PT100 的特性可知，雖然 PT100 的線性度比較好，但是由于其溫度 —電阻函數(shù)關(guān)系并非線性，用單片機(jī)運(yùn)算則占用資源和時(shí)間都比較多。 adc=filter()。 //M為電阻 —溫度分度表兩個(gè)電阻相隔的溫度度數(shù)； return tx。數(shù)字濾波的前提是對(duì)同一數(shù)據(jù)進(jìn)行多次采樣，在單片機(jī)系統(tǒng)中一般有以下幾種方法： 1) 中值濾波：一般采樣 7次，排序后取中間值。 去極 值平均濾波 子程序?yàn)椋? /***********************去極值 平均濾波 *************************/ uchar filter() { char count,i,j。j++) //把 N 個(gè)采樣數(shù)據(jù)按大小排列； { 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 計(jì)算與軟件實(shí)現(xiàn) 27 for(i=0。 } return (sum/N2)。 以上章節(jié)已經(jīng)將溫度檢測(cè) 并 計(jì) 算出，存儲(chǔ) 到 方便 LCD 顯示的單元。i++) { if(adc_buf[i]adc_buf[i+1]) { buf=adc_buf[i]。 uint sum=0,buf=0。 3) 去極值平均濾波：去掉最大最小值后求平均值。必須通過多次采樣得到一個(gè) A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)序列，通過軟件算法處理后才能得到一個(gè)可信度較高的結(jié)果。 //由式 ()得 rpt； G 為輸入電壓二級(jí)增益； delay1us(5)。 要查表首先要在單片機(jī)的 ROM 區(qū)建立一個(gè)電阻 —溫度分度表，在檢測(cè)值的范圍內(nèi)均勻選擇若干個(gè)標(biāo)定點(diǎn)，標(biāo)定的點(diǎn)數(shù)越多則表格越大，對(duì)系統(tǒng)的描述也越精確。電路 由 5V 提供電路電源供電 R12， PT100 與 R12 電阻值相對(duì)較小，流經(jīng) R12 中的電流可視為 恒流源。 delay1us(5)。lu2。639。 //選擇 AD 輸入 通道 ； case 1:l1=39。 } } 由于輸出顯示采用 LCD1602，設(shè)計(jì)為同時(shí)顯示兩路溫度， 在熱電阻電壓總循河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 計(jì)算與軟件實(shí)現(xiàn) 22 環(huán)采集子程序中，每個(gè)周期需要 2 次采集循環(huán)。 _nop_()。 圖 A/D 溫度采集總流程圖 OE=0；取轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù) 啟動(dòng)一次轉(zhuǎn)換 開始 EOC=1 A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束 N 地址數(shù)加 1 小于 8 本路數(shù)據(jù)采集 N 次 返回 Y N N Y 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 計(jì)算與軟件實(shí)現(xiàn) 21 單路熱電阻電壓采集子程序?yàn)椋? /***********************單路熱電阻電壓采集 *************************/ void adc_0809(uchar adc_in) { uchar i。 數(shù)據(jù)輸入 在本設(shè)計(jì)中信號(hào)輸入部分所采用的接法如圖 所示，通過恒流源電路采集到的信號(hào)經(jīng)過放大電路進(jìn)行放大后，送入到 A/D 轉(zhuǎn)換器進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換，再送到單片 機(jī)進(jìn)行處理，將電壓轉(zhuǎn)換成溫度。 指令 7：字符發(fā)生器 RAM 地址設(shè)置。 3) 1602LCD 的指令說明及時(shí)序 1602 液晶模塊內(nèi)部的控制器共有 11 條控制指令，如表 所示 ，各條指令介紹如下所示 ： 表 控制命令表 序號(hào) 指令 RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 清顯示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 2 光標(biāo)返回 0 0 0 0 0 0 0 0 1 * 3 置輸入模式 0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S 4 顯示開 /關(guān)控制 0 0 0 0 0 0 1 D C B 5 光標(biāo)或字符移位 0 0 0 0 0 1 S/C R/L * * 6 置功能