智能溫度測(cè)量?jī)x單片機(jī)課題設(shè)計(jì)報(bào)告(編輯修改稿)
2025-04-22 01:20 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 系統(tǒng)時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì)如圖所示。由于圖中的C1C12電容起著系統(tǒng)時(shí)鐘頻率調(diào)和穩(wěn)定的作用，因此，在本系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中我們選擇參數(shù)為30pF，并保證電路具有良好的對(duì)稱性。同時(shí)，要保證其溫度系數(shù)要盡可能的低。資料表明，這兩個(gè)電容元件對(duì)系統(tǒng)的檢測(cè)誤差有較大的關(guān)系。圖26單片機(jī)時(shí)鐘電路我們采用的是RC復(fù)位方式。RC復(fù)位電路的實(shí)質(zhì)是一階充放電電路。但是我們?cè)趯?shí)際設(shè)計(jì)中，通常C1取值為10μF以上，R1通常取值10KΩ左右。因?yàn)槲覀儗?shí)踐發(fā)現(xiàn)，R1如果取值太小，例如1KΩ，則會(huì)導(dǎo)致 RST信號(hào)驅(qū)動(dòng)能力變差而無(wú)法使系統(tǒng)可靠復(fù)位。復(fù)位電路分為上電復(fù)位（下圖左）和上電復(fù)位兼手動(dòng)復(fù)位（下圖右）。復(fù)位電路雖然簡(jiǎn)單，但是它的作用非常重要，一個(gè)單片機(jī)小系統(tǒng)能否正常工作，首先要看能否復(fù)位成功。圖27 單片機(jī)復(fù)位電路圖 LED數(shù)碼管顯示電路8段LED數(shù)碼管是智能化測(cè)量?jī)x器中簡(jiǎn)單而常用的顯示設(shè)備。它的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低、壽命長(zhǎng)，對(duì)電壓電流的要求低及容易實(shí)現(xiàn)多路顯示等。LED顯示器的控制方式有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示2種。這里我們采用4位共陰數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示方法以節(jié)約I/O線，簡(jiǎn)化顯示電路。數(shù)碼管工作時(shí)，逐位掃描輪流顯示，但每個(gè)LED管的掃描時(shí)間非常短，由于人的視覺暫留，所以從宏觀上看起來(lái)仍是所有器件都在顯示。圖28 LED數(shù)碼管顯示電路圖在位碼處，我們可以加上NPN三極管增大數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)電流，使數(shù)碼管顯示更亮。在數(shù)碼管位選腳與單片機(jī)I/O接口時(shí)加上大約1千歐姆的電阻。在數(shù)碼管段選腳與單片機(jī)I/O口接口處加上大約510歐姆的電阻。在使用數(shù)碼管時(shí)我們還應(yīng)該要知道其段碼是共陰還是共陽(yáng)，以便在程序中做出相應(yīng)的段碼。 聲光報(bào)警電路等聲光報(bào)警器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。當(dāng)溫度值超過(guò)預(yù)先設(shè)定的報(bào)警值時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出聲光報(bào)警。聲報(bào)警通過(guò)驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)聲實(shí)現(xiàn)。光報(bào)警通過(guò)發(fā)光二極管閃爍實(shí)現(xiàn)。如下電路圖，SPEAKER是蜂鳴器、LED是發(fā)光管、Q5是PNP的三極管。一般I/O口輸出高電平時(shí)驅(qū)動(dòng)能力不夠(需要接上拉電阻R26 )。 圖29 聲光報(bào)警電路圖第3章 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)與分析本設(shè)計(jì)中需要通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)的功能主要有對(duì)ADC0809轉(zhuǎn)換器模數(shù)轉(zhuǎn)換的控制，對(duì)數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制溫度值，對(duì)LED數(shù)碼管的數(shù)據(jù)顯示，對(duì)聲光報(bào)警電路的控制。在這里我們對(duì)ADC0809接收到把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成的數(shù)字信號(hào)表示的十進(jìn)制溫度值要進(jìn)行預(yù)先的設(shè)定，當(dāng)數(shù)字信號(hào)每加1，我們?cè)O(shè)定的溫度值要上升相應(yīng)的值。 對(duì)ADC0809轉(zhuǎn)換器引腳的控制 ADC0809轉(zhuǎn)換器的數(shù)字量輸出及控制線ST為轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)。當(dāng)ST上跳沿時(shí)，所有內(nèi)部寄存器清零。下跳沿時(shí)，開始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，在轉(zhuǎn)換期間，ST應(yīng)保持低電平。EOC為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，當(dāng)EOC為高電平時(shí)，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束，否則，表明正在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。OE為輸出允許信號(hào)，當(dāng) OE＝1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)；OE＝0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。D7－D0為數(shù)字量輸出線。 CLK為時(shí)鐘輸入信號(hào)線。因ADC0809的內(nèi)部沒有時(shí)鐘電路，所需時(shí)鐘信號(hào)必須由外界提供。VREF(+)和VREF()為參考電壓輸入。 ADC0809應(yīng)用說(shuō)明 （1）ADC0809內(nèi)部帶有輸出鎖存器，可以與AT89S51單片機(jī)直接相連。 （2）初始化時(shí)，使ST和OE信號(hào)全為低電平。 （3）送要轉(zhuǎn)換的哪一通道的地址到A，B，C端口上。 （4）在ST端給出一個(gè)至少有100ns寬的正脈沖信號(hào)。 （5）是否轉(zhuǎn)換完畢，我們根據(jù)EOC信號(hào)來(lái)判斷。 （6）當(dāng)EOC變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，這時(shí)給OE為高電平，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)就輸出給單片機(jī)了。 清零ST置1 ST清零ST判斷EOCS是否為1置1 OE讀出數(shù)據(jù)清零OE是否 圖31 控制引腳流程圖 對(duì)數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制溫度值把溫度A/D值變換為供顯示的BCD碼值，我們注意到，第三位多了個(gè)小數(shù)點(diǎn)，這并不是就說(shuō)我們處理的數(shù)里面應(yīng)該有小數(shù)，實(shí)際上我們用了一個(gè)小技巧，我們讓第三位數(shù)碼管的小數(shù)點(diǎn)位每次掃描的時(shí)候都亮，而單片機(jī)實(shí)際處理的數(shù)還是整數(shù)。前面提到我們可以通過(guò)運(yùn)算放大電路把傳感器的的輸入電壓變成0～5V，這樣標(biāo)度變換原理為：A/D滿量程(5V)℃，則任意溫度A/D值NA/D對(duì)應(yīng)的實(shí)際溫度TX=NA/D/2。 對(duì)LED數(shù)碼管的數(shù)據(jù)顯示這里我們采用的是動(dòng)態(tài)顯示4位數(shù)碼管，每個(gè)數(shù)碼管之間相差1ms逐次顯示，看到的就是4位數(shù)碼管同時(shí)顯示溫度值。開始指向顯示緩沖首址先點(diǎn)亮最右邊
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