【正文】 都比較弱， MCU 無法直接獲得該信號，需要將起放大，然后經(jīng)過模 /數(shù)（ A/D）轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù) 字信號，進行處理。 MCU 工作支撐電路保障 MCU 能夠正常運行，如電源提供、晶振電路及必要的濾波電路等。 一個以 MCU 為核心，比較復(fù)雜的嵌入式產(chǎn)品或?qū)嶋H嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)，包含模擬量的輸入、模擬量的輸出，開關(guān)量的輸入、開關(guān)量的輸出以及數(shù)據(jù)通信部分。因此由 MCU 構(gòu)成的系統(tǒng)是發(fā)展最快、品種最多、數(shù)量最大、應(yīng)用最廣的嵌入式系統(tǒng)。 1 目 錄 第一章 前 言 2 MCU與嵌入式系統(tǒng) 2 傳感器簡介 3 熱敏電阻溫度傳感器 4 第二章 硬件測試 5 單片機系統(tǒng) 5 單片機的選擇 5 MC68HC908GP32 單片機的特點 5 MC68HC908GP32 內(nèi)部結(jié)構(gòu) 6 GP32MCU 的引腳功能 8 測溫系統(tǒng)的原理框圖 9 溫度傳感器電路 10 信號放大電路 10 A/D轉(zhuǎn)換 模塊 11 溫度顯示系統(tǒng) 11 第三章 軟件設(shè)計 12 MCU方程序 12 Main 函數(shù) 12 A/D 轉(zhuǎn)換模塊的基本編程方法 13 串行口初始化子程序 17 串口通行模塊 18 程序 22 PC機方（ VB 編程） 22 第四章 測試與總結(jié) 27 測試 27 連接硬件電路 27 08C 語言程序調(diào)試 27 總結(jié) 28 參考文獻 30 2 基于 GP32 溫度測試系統(tǒng)的設(shè)計 第一章 前 言 MCU 與嵌入式系統(tǒng) MCU 的基本含義：在一塊芯片上集成了中央處理器單元（ CPU）、存儲器（ RAM/ROM）、定時器 /計數(shù)器及多種輸入 /輸出（ I/O）接口的比較完整的數(shù)字處理系統(tǒng)。 MCU 從體系結(jié)構(gòu)到指令系統(tǒng)都是按照嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用特點專門設(shè)計，能很好地滿足應(yīng)用系統(tǒng)的嵌入，面向測控對象和現(xiàn)場可靠運行等方面的要求。由于 MCU 有嵌入式應(yīng)用的專用體系結(jié)構(gòu)與指令系統(tǒng)，而且具有體積小、可靠性高等特點，同時具有各種各樣的型號，可以滿足不同的 需求，實際應(yīng)用時，開發(fā)者可根據(jù)具體要求選用最佳型號的 MCU 嵌入到所需的應(yīng)用系統(tǒng)中 [2]。如圖 1 為一個典型的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)框圖。 實際模擬信號一般來自相應(yīng)的傳感器。目前許多 MCU 內(nèi)部包含 A/D 轉(zhuǎn)換模塊，實際應(yīng)用時也可根據(jù)需要外接 A/D 轉(zhuǎn)換芯片。對 MCU 來說，模擬信號通過A/D 轉(zhuǎn)換變成相應(yīng)的數(shù)字序列進行處理。如光電、電磁開關(guān)、干簧管、聲控、紅外開關(guān)等，在一些兒童電子玩具就有一些類似的開關(guān)。對 MCU 來說，開關(guān)信號就是只有“ 0”和“ 1”兩種可能值的數(shù)字信號。常用的通 信方式有：異步串行（ SCI）通信方式、串行外設(shè)接口（ SPI）通信方式、并行通信方式、 USB 通信方式、網(wǎng)絡(luò)通信方式等。開關(guān)量執(zhí)行機構(gòu)只有“開”、“關(guān)”兩種狀態(tài)。 MCU一般不能直接控制這些執(zhí)行機構(gòu)，需要通過相應(yīng)的驅(qū)動電路實現(xiàn)。 圖 1 一個典型的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)框 圖 傳感器簡介 傳感器是一種把物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)變成便于利用的電信號的器件，其實質(zhì)是一種功能塊，其作用是將來自外界的各種信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?。如電子計價秤中所安裝的稱重傳感器，它是電子計價秤的重要部件，它擔(dān)負著將重量轉(zhuǎn)換成電信號的任務(wù)，它所輸出的電信號被放大器放大并經(jīng) A/D轉(zhuǎn)換后由相關(guān)電路顯示出稱重信息。在現(xiàn)代電子信息系統(tǒng)中，信息采集傳感器技術(shù)、信息傳感痛惜MCU 放大器： 將微弱電信號放 大 成 MCU 可接受的電信號 傳感器： 將實際物理信號轉(zhuǎn)換為微弱電信號 模擬量驅(qū)動機構(gòu)： 將 MCU 送出的信號放大 模擬量執(zhí)行機構(gòu) 將實際開關(guān)信號轉(zhuǎn) 換成 MCU 可接受的電信號 MCU與嵌入式系統(tǒng) 開關(guān)量驅(qū)動機構(gòu)： 將 MCU 送出的信號放大 開關(guān)量執(zhí)行機構(gòu) 其他輸入信號 其他輸出信號 MCU 工作支撐電路 其他通信設(shè)備 通信信號匹配電路 A/D轉(zhuǎn)換接口 D/A轉(zhuǎn)換接口 I/O 接口 通信接口 實際模擬信號 實際開關(guān)信號 4 技術(shù)、信息處理微處理器技術(shù)是現(xiàn)在電子信息技術(shù)的 3大核心技術(shù)。 室溫傳感器用于測量室內(nèi)和室外的環(huán)境溫度，管溫傳感器用于測量蒸發(fā)器和冷凝器的管壁溫度。按溫度特性劃分，目前美的使用的室溫管溫傳感器有二種類型： 常數(shù) B值為 4100K177。 3%。離 25℃越遠，對應(yīng)電阻公差范圍越大；在 0℃和 55℃對應(yīng)電阻公差約為177。 熱敏電阻溫度傳感器 溫度傳感器利用一些金屬、半導(dǎo)體等材料與溫度有關(guān)的特性而制成的，這些特性包括熱膨脹、電阻、電容、磁性、熱電勢、熱噪聲、彈性及光學(xué)特征。熱敏電阻傳感器，其最基本電氣特性是隨著溫度的變化自身阻值也隨之變化。 5 第二章 硬件測試 單片機系統(tǒng) 單片機 選用的是 Freescale 公司的 MC908GP32，主要完成對 A／ D 轉(zhuǎn)換電路的控制、對轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量的處理以及對顯示模塊的控制，并且為 ADC0809 提供工作時鐘 單片機的選擇 嵌入式系統(tǒng)的核心就是各種不同類型的 MCU，選擇 MCU時要考慮的因素有處理性能、功耗、價格、封裝形式、軟硬件開發(fā)工具、設(shè)計者的熟悉程度等。應(yīng)遵循的原則有：MCU的總 I/O口個數(shù)應(yīng)略多于系統(tǒng)功能所 需的個數(shù)，以備功能擴展和調(diào)試時使用；對于使用到的外設(shè)功能模塊應(yīng)盡可能集成在 MCU的內(nèi)部，以簡化硬件系統(tǒng)，減少系統(tǒng)工作功耗，提高系統(tǒng)的可靠性；盡量選擇設(shè)計者較為熟悉和開發(fā)工具完備的芯片型號，這樣可以減少開發(fā)周期，提高開發(fā)效率 。 MC68HC908GP32 單片機的特點 MC68HC908GP32單片機的主要特點概述如下： 1） 512B片內(nèi) RAM； 32K 片內(nèi) Flash程序存儲器，具有在線編程能力和保密功能。 3）增強的 HC05 CPU 結(jié)構(gòu)； 16種尋址方式 (比 HC05多 8種 )； 16位變址寄存器和堆棧指針；存儲器至存儲器數(shù)據(jù)傳送；快速 8 8乘法指令；快速 16/8 除法指令； 6 擴展的循環(huán)控制功能； BCD功能 . 4） 33根通用 I/O腳，包括 26根多功能 I/O 腳和 5或 7根 專用 I/O腳； PTA、 PTC和 PTD的輸入口有可選擇的上拉電阻； PTC0— PTC4有 15mA吸流和放流能力，其他口有 10mA 吸流和放流能力 (總體驅(qū)動電流應(yīng)小于 150mA)；所有口有最高 5mA輸入電流保護功能。 6）系統(tǒng)保護特性：計算機工作正常 (COP)復(fù)位；低電壓檢測復(fù)位，可選為 3V 或5V操作；非法指令碼檢測復(fù)位；非法地址檢測復(fù)位。 8）優(yōu)化用于控制應(yīng)用；優(yōu)化支持 C 語言。圖 4 給出 了 GP32 的 內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。 從內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡圖可以看出， GP32內(nèi)部有以下主要部分： M68HC08 CPU、存儲器、定時接口模塊、定時基模塊、看門狗模塊、并行 I/O 接口、串行通信接口SCI、串行外設(shè)接口 SPI、斷點模塊、 A/D轉(zhuǎn)換模塊、鍵盤中斷模塊、時鐘發(fā)生模塊及鎖相環(huán)電路、低電壓禁止模塊、復(fù)位與 中斷模塊、鑒控模塊 MON、系統(tǒng)設(shè)置模塊。 VDDAD/VREFH、 VSSAD/VREFL（ 31 引腳、 32 引腳）：內(nèi)部 A/D 轉(zhuǎn)換模塊的電源供給及參考電壓輸入端。 ② 控制類引腳 RST （ 6 引腳）：外部低有效復(fù)位輸入或輸出引腳，有內(nèi)部上拉電阻。 ③ I/O 類引腳 PTA7/KBD7PTA0/KBD0（ 4235 引腳）： 8 位通用雙向 I/O 接口，每個可編程為鍵盤輸入引腳。 9 PTC4PTC0（ 117 引腳）： 5 位通用雙向 I/O 接口。 SPSCK、 MOSI、 MISO、SS 用語串行外圍接口（ SPI）。 ④ 其他 CGMXFC（ 3 引腳）： CGM 的外部濾波電容連接引腳。 測溫系統(tǒng)的原理框圖 本測溫系統(tǒng)由溫度傳感器電路、信號放大電路、 A／ D 轉(zhuǎn)換電路、單片機系統(tǒng)、溫度顯示系統(tǒng)構(gòu)成 ，如圖 1 所示。 如圖 2所示。1 ／ 4℃ 的常用的室溫精度。其電源供應(yīng)模式有單電源與正負雙電源兩種，其接法如圖 3 與圖 4 所示。本系統(tǒng)采用的是單電源模式。系統(tǒng)中選用通用型放大器μA741對 LM35 輸出的電壓信號進行幅度放大，還可對其進行阻抗匹配、波形變換、噪聲抑制等處理。 11