【導讀】指導下進行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標注。和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作。了明確的說明并表示了謝意。的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；閱覽服務；學校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。本人完全意識到本。聲明的法律后果由本人承擔。文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學可以將本學位論文的全部。涉密論文按學校規(guī)定處理。設計過程及工藝要求·············-1-. 第二章方案的比較和論證··············-2-. 第三章系統(tǒng)總體設計················-5-. 3．1信號采集··················-6-. 3．1．1溫度傳感器··············-6-. 3．1．3多路開關(guān)················-12-. 3．2信號分析與處理···············-14-

　　

【正文】 與 相連， P0 口與 D0～ D7 相連作為數(shù)據(jù)線，同時 CE2 接 +5V電源， GND接地。如圖 318:所示： 圖 318數(shù)據(jù)存儲器的擴展 E A /V P31X119X218R E S E T9RD17WR16IN T 012IN T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E / P30T X D11R X D108 03 1D03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE1LE11U?7 4L S 3 73GNDA010A19A28A37A46A55A64A73A825A924A 1 021A 1 123A 1 22C S 120C S 226WE27OE22D011D112D213D315D416D517D618D719U?6 26 4R?1Kv c c 3. 2. 4 數(shù)據(jù)存儲器的掉電保護 單片機系統(tǒng)內(nèi)的 RAM 數(shù)據(jù)是非常容易丟失的，特別是一些珍貴的科研數(shù)據(jù)，一旦丟失后果不堪設想，因此掉電保護是必須要做的，一旦電源發(fā)生掉電現(xiàn)象，在掉電的瞬間系統(tǒng)能自動保護 RAM 中的數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的運行狀態(tài)，當電源恢復正常供電后能恢復到掉電前的工作狀態(tài)。 3. 2. 5 系統(tǒng)時鐘的設計 時鐘電路是用來產(chǎn)生 8031 單片機工作時所必須的時鐘信號， 8031 本身就是一個復雜的同步時序電路，為保證工作方式的實現(xiàn)， 8031 在唯一的時鐘信 號的控制下嚴格的按時序執(zhí)行指令進行工作 ，時鐘的頻率影響單片機的速度和穩(wěn)定性。通常時鐘由于兩種形式：內(nèi)部時鐘和外部時鐘。 我們系統(tǒng)采用內(nèi)部時鐘方式來為系統(tǒng)提供時鐘信號。 8031 內(nèi)部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器，該放大器的輸入輸出引腳為XTAL1和 XTAL2，它們跨接在晶體振蕩器和用于微調(diào)的電容，便構(gòu)成了一個自激勵振蕩器 8/11/2020 27 27 電路中的 C C2 的選擇在 30PF 左右，但電容太小會影響振蕩的頻率、穩(wěn)定性和快速性。晶振頻率為在 ～ 12MHZ 之間，頻率越高單片機的速度就越快，但對存儲器速度要求就高。為 了提高穩(wěn)定性我們采用溫度穩(wěn)定性好的 NPO電容，采用的晶振頻率為 12MHZ。 圖 319 系統(tǒng)時鐘 3. 3 顯示與報警的設計 3. 3. 1 顯示電路 在單片機應用系統(tǒng)設計中，一般都是把鍵盤和顯示器放在一起考慮。本設計是利用 8031的串行口實現(xiàn)鍵盤 /顯示器接口。 當 8031 的串行口未作它用時，使用 8031 的串行口來外擴鍵盤 /顯示器。應用 8031 的串行口方式 0 的輸出方式，在串行口外接移位寄存器74LS164，構(gòu)成鍵盤 /顯示器接口，其硬件接口電路如圖 320 所示： 8/11/2020 28 28 圖 320 鍵盤及顯示與主機的 硬件接口 圖中下邊的 8個 74LS164： 74LS164（ 0）～ 74LS164（ 7）作為 8位段碼輸出口， 74LS138的 Y0 作為鍵輸入線， Y2 作為同步脈沖輸出控制線。這種靜態(tài)顯示方式亮度大，很容易作到顯示不閃爍。靜態(tài)顯示的優(yōu)點是CPU不必頻繁的為顯示服務，因而主程序可不必掃描顯示器，軟件設計比較簡單，從而使單片機有更多的時間處理其他事務。 3. 3. 2 報警電路 在微型計算機控制系統(tǒng)中，為了安全生產(chǎn)，對于一些重要的參數(shù)或系統(tǒng)部位，都設有緊急狀態(tài)報警系統(tǒng)，以便提醒操作人員注意，或采取緊急措施。其方法就是把計算機采集的數(shù)據(jù)或記過計算機進行數(shù)據(jù)處理、數(shù)字濾波，標度變換之后，與該參數(shù)上下限給定值進行比較，如果高于上限值（或低于下限值）則進行報警，否則就作為采樣的正常值，進行顯示和控制。 本設計采用峰鳴音報警電路。峰鳴音報警接口電路的設計只需購買市售的壓電式蜂鳴器，然后通過 MCS51 的 1根口線經(jīng)驅(qū)動器驅(qū)動蜂鳴音發(fā)聲。壓電式蜂鳴器約需 10mA的驅(qū)動電流，可以使用 TTL系列集成電路 7406或 7407 低電平驅(qū)動 ，也可以用一個晶體三極管驅(qū)動。在圖中， 接晶體管基極輸入端。當 輸出高電平? 1?時，晶體管導通，壓電蜂鳴器兩端獲得約 +5V 電壓而鳴叫；當 輸出低電平? 0?時，三極管截止，蜂鳴器停止發(fā)聲。 圖 321是一個簡單的使用三極管驅(qū)動的峰鳴音報警電路： 8/11/2020 29 29 圖 321 三極管驅(qū)動的峰鳴音報警電路 本設計是為在溫 濕 度測量中對溫 濕 度的上下限超出是的提示報警，接口位于單片機 AT89C51的 ，但溫 濕 度過限時， 口被置 0，本系統(tǒng)開始工作。 第四章 軟件設計 溫度控制主程序 的 設計應考慮以下問題：（ 1）鍵盤掃描、鍵碼識別和溫度顯示；（ 2）溫濕度采樣，數(shù)字濾波；（ 3）越限報警和處理；（ 5）溫度標度轉(zhuǎn)換。通常，符合上述功能的溫度控制程序由主程序和 T0 中斷服務程序兩部分組成。 這里所需要注意的是標度變換，下面簡單的介紹一下標度變換： 標度變換： 目的是要把實際采樣的二進制值轉(zhuǎn)換成 BCD 形式的溫度值，然后存放到顯示緩沖區(qū) 34H3BH。對一般線性儀表來說，標度變換公式為： 式中： A0 為一次測量儀表的下限； Am 為一次測量儀表的上限； AX為實際測量值； N0 為儀表下限所對應的數(shù)字量； Nm 為儀表上限所對應的數(shù) 字量； NX為測量所得數(shù)字量。 0000 )( NN NNAAAAmXmX ?????8/11/2020 30 30 主程序流程圖： 清 標 志開 始設 堆 棧清 顯 示清 暫 存T 0 初 始 化C P U 開 中 斷溫 度 采 樣顯 示串 行 口 初 始 化掃 描 鍵 盤8/11/2020 31 31 T0中斷流程圖： T 0 中 斷恢 復 現(xiàn) 場是 否 越 限 ?顯 示重 裝 時 間 常 數(shù)報 警 程 序保 護 現(xiàn) 場設 定 1 s 時 間 計 數(shù) 是 否 到 1 s ?返 回 NNYY標 度 變 換濕 度 數(shù) 據(jù) 采 樣8/11/2020 32 32 溫度 采樣子程序流程圖： 8/11/2020 33 33 返 回送 采 樣 數(shù) 據(jù) 地 址送 出 通 道 號送 通 道 號 初 值啟 動 A / D讀 A / D 數(shù) 據(jù)修 改 地 址 及 通 道 號采 樣 程 序各 通 道 都 采 樣 一次NY 鍵掃描程序流程圖 ： 8/11/2020 34 34 開 始掃 描 鍵 盤判 斷 是 否 有 鍵 按 下 ？判 斷 是 否 真 的 有 鍵 按 下 ？延 時 2 0 m S開 始 鍵 ？ 啟 動 系 統(tǒng) 工 作YYNNY結(jié) 束 鍵N 報警子程序流程圖： 8/11/2020 35 35 返 回報 警置 位 報 警 標 志啟 動 報 警報 警 持 續(xù) 計 數(shù) 器 置 初 值8/11/2020 36 36 結(jié)束語 8/11/2020 37 37 參考文獻 1 張琳娜，劉武發(fā)．傳感檢測技術(shù)及應用．中國計量出版社， 1999 2 沈德金，陳粵初． MCS51 系列單片機接口電路與應用程序?qū)嵗本┖娇蘸教齑髮W出版社 ,1990 3 胡漢才 .單片機原理及接口技術(shù) .清華大學出版社 ,1996 4 李志全等 .智能儀表設計原理及應用 .國防工業(yè)出版社 , 5 何立民． MCS51 系列單片機應用系統(tǒng)設計．北京航空航天大學出版社， 1990． 1 6 李建民 .單片機在 溫度控制系統(tǒng)中的應用 .江漢大學學報 , 7 張毅剛、彭喜元、姜守達、喬立巖．新編 MCS51 系列單片機應用設計．哈爾濱工業(yè)大學出版社， 8 潘其光 .常用測溫儀表技術(shù)問答 .國防工業(yè)出版社 ,1989 9 楊世成 .信號放大電路 .電子工業(yè)出版社 ,1995 10 高光天 .儀表放大器應用 .科學出版社 ,1995 11 潘立民 ,王燕芳 .微型計算機控制技術(shù) .人民郵電出版社 ,1990 12 邵敏權(quán) ,劉剛 .單片機原理實驗及應用 .吉林科學技術(shù)出版社 , 13 陳 汝全 .實用微機與單片機控制技術(shù) .電子科技大學出版社 , 14 王森 .儀表使用數(shù)據(jù)手冊 .化學工業(yè)出版社 , 15 李華 . 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