基于51單片機(jī)的溫度測(cè)量?jī)x的設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文-在線瀏覽
2024-08-08 00:18本頁(yè)面
【正文】 ) …………………………… 9（5）轉(zhuǎn)換時(shí)間(Conversion Time) ……………………………… 93 A/D轉(zhuǎn)換器的基本工作原理及器件介紹 ………………………… 9三. 過(guò)程論述 …………………………………………………………… 11 ………………………………………………………………11 ………………………………………………………………13四. 結(jié)果分析 …………………………………………………………… 14五. 總結(jié) ……………………………………………………………………15六. 致謝 …………………………………………………………………… 16七. 附錄 ………………………………………………………………… 17 …………………………………………………………….. 20一 背 景1單片機(jī)的歷史自1971年美國(guó)INTEL公司制造出第一塊4位微處理器以來(lái)，其發(fā)展十分迅猛，到目前為止，大致可分為以下五個(gè)階段：（1） 4位單片機(jī)（1971－1974）（2） 低檔8位單片機(jī)（1974－1978）（3） 高檔8位單片機(jī)（1978－1982）（4） 16位單片機(jī)（1982－1990）（5） 新一代單片機(jī)（90年代以來(lái)）2單片機(jī)的應(yīng)用因單片機(jī)具有體積小、重量輕、價(jià)格便宜、功耗低、控制功能強(qiáng)及運(yùn)算速度快等特點(diǎn)，故在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、軍事及家用電器等領(lǐng)域均得到廣泛的應(yīng)用。生產(chǎn)MCS—51系列單片機(jī)的廠家如美國(guó)AMD公司、ATMEL公司、INTEL公司、WINBOND公司、PHILIPS公司、ISSI公司、TEMIC公司及南韓的LG公司、日本NEC、西門(mén)子公司等。單片機(jī)單芯片的微小體積和低的成本，可廣泛地嵌入到如玩具、家用電器、機(jī)器人、儀器儀表、汽車(chē)電子系統(tǒng)、工業(yè)控制單元、辦公自動(dòng)化設(shè)備、金融電子系統(tǒng)、艦船、個(gè)人信息終端及通訊產(chǎn)品中，成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)中最重要的智能化工具。基于51單片機(jī)的溫度測(cè)量?jī)x摘要：?jiǎn)纹⑿陀?jì)算機(jī)(Single Chip Microputer)簡(jiǎn)稱(chēng)單片機(jī),又稱(chēng)MCU(Micro Controller Unit),是將計(jì)算機(jī)的基本部分微型化,、ROM、RAM、并行I/O、串行I/O、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷控制、系統(tǒng)時(shí)鐘及系統(tǒng)總線等。隨著科技的發(fā)展，單片機(jī)已不是一個(gè)陌生的名詞，它的出現(xiàn)是近代計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展史上的一個(gè)重要里程碑，因?yàn)閱纹瑱C(jī)的誕生標(biāo)志著計(jì)算機(jī)正式形成了通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)兩大分支。本文所涉及的是市場(chǎng)占有率最高的是MCS—51系列，因?yàn)槭澜缟虾芏嘀腎C生產(chǎn)廠家都生產(chǎn)51兼容的芯片。到目前為止，MCS—51單片機(jī)已有數(shù)百個(gè)品種，還在不斷推出功能更強(qiáng)的新產(chǎn)品。按照單片機(jī)的特點(diǎn)，單片機(jī)可分為單機(jī)應(yīng)用和多機(jī)應(yīng)用。用單片機(jī)可構(gòu)成各種工業(yè)控制系統(tǒng)、自適應(yīng)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等。②智能儀表。如溫度、壓力、流量、濃度等的測(cè)量、顯示及儀表控制。③機(jī)電一體化產(chǎn)品。這類(lèi)產(chǎn)品如：簡(jiǎn)易數(shù)控機(jī)床，電腦繡花機(jī)，醫(yī)療器械等。在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)（特別是較大型的工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)）中，普遍采用單片機(jī)進(jìn)行接口的控制與管理，因單片機(jī)與主機(jī)是并行工作，故能大大提高了系統(tǒng)的運(yùn)行速度。⑤智能民用產(chǎn)品。（2）多機(jī)應(yīng)用：?jiǎn)纹瑱C(jī)的多機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)可分為功能集散系統(tǒng)、并行多機(jī)處理及局部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。多功能集散系統(tǒng)是為了滿足工程系統(tǒng)多種外圍功能的要求而設(shè)置的多機(jī)系統(tǒng)。②并行多控制系統(tǒng)。典型的有快速并行數(shù)據(jù)采集、處理系統(tǒng)、實(shí)時(shí)圖像處理系統(tǒng)等。單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的出現(xiàn)，使單片機(jī)應(yīng)用進(jìn)入了一個(gè)新的水平。典型的分布式測(cè)控系統(tǒng)有兩種類(lèi)型：樹(shù)狀網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與位總線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。綜上所述，單片機(jī)已成為計(jì)算機(jī)發(fā)展和應(yīng)有的一個(gè)重要方面。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機(jī)通過(guò)軟件方法來(lái)實(shí)現(xiàn)了。3設(shè)計(jì)的各種芯片介紹先對(duì)本次設(shè)計(jì)需要用到的芯片進(jìn)行大致介紹。（1）其他三個(gè)I/O端口(Pl、PP3)則不具有此電路結(jié)構(gòu)，而是內(nèi)部有一提升電路，P0在當(dāng)作y0用時(shí)可以推動(dòng)8個(gè)L S的ITL負(fù)載。設(shè)計(jì)者必須外加一個(gè)鎖存器將端口O送出的地址鎖存為AM，再配合端口（2）所送出的A8A15合成一個(gè)完整的16位地址總線．而尋址到64K的外部?jī)?nèi)存空間。對(duì)EPROM編程和程序驗(yàn)證時(shí)，它接收低8位地址。(2128)：P2是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。在對(duì)EPROM編程和程序驗(yàn)證期間，它接收高位地址。(1017)：P3是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向I/O口。這些功能見(jiàn)表1－4。（如圖3） RxD，串行通信輸入。INTO外部中斷o輸入。T0，計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器0輸入。WR，外部隨機(jī)存儲(chǔ)器的寫(xiě)入信號(hào)。圖3第二塊芯片74LS138：對(duì)于74LS138譯碼器來(lái)說(shuō)，~Y7等8個(gè)口的輸出的，而E1E2等都必須在低電頻下才有效的。二 方案論證由于這個(gè)實(shí)驗(yàn)顯示的是個(gè)電壓值，而最終設(shè)計(jì)要求是測(cè)量人的體溫。所以要把這里電壓的變化轉(zhuǎn)化成溫度的變化。要知道AD轉(zhuǎn)換是把模擬量信號(hào)轉(zhuǎn)化成與其大小成正比的數(shù)字量信號(hào)。1 A/D轉(zhuǎn)換原理（1）逐次逼近式轉(zhuǎn)換原理逐次逼近式轉(zhuǎn)換的基本原理是用一個(gè)計(jì)量單元使連續(xù)量整量化（簡(jiǎn)稱(chēng)量化），即用計(jì)量單位與連續(xù)量比較，把連續(xù)量變?yōu)橛?jì)量單位的整數(shù)倍，略去小于計(jì)量單位的連續(xù)量部分。顯然，計(jì)量單位越小，量化的誤差也越小。常用的逐次逼近式A/D器件有ADC080AD574A等。所謂雙積分就是進(jìn)行一次A/D轉(zhuǎn)換需要二次積分。接著控制門(mén)將電子開(kāi)關(guān)切換到極性與Vx相反的基準(zhǔn)電壓VR上，進(jìn)行反向積分，由于基準(zhǔn)電壓VR恒定，所以積分輸出將按T0期間積分的值以恒定的斜率下降，當(dāng)比較器檢測(cè)積分輸出過(guò)零時(shí)，積分器停止工作。 VR反相積分時(shí)間T1由計(jì)數(shù)器對(duì)時(shí)鐘脈沖計(jì)數(shù)得到。對(duì)周期變化的干擾信號(hào)積分為零，抗干擾性能也比較好。 其程序流程圖如下：中斷查詢 采集數(shù)據(jù)16進(jìn)制轉(zhuǎn)換十進(jìn)制數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)在寄存器送入顯示緩存上次采集數(shù)據(jù)顯示結(jié)果開(kāi)中斷中斷初始化開(kāi)啟中斷地址7FF8H保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)查詢八路端口送顯存中斷子程序中斷子返回恢復(fù)現(xiàn)場(chǎng)關(guān)中斷 中斷返回圖62 A/D轉(zhuǎn)換器的主要性能指標(biāo)和參數(shù) （1）分辨率(Resolution)對(duì)于A/D轉(zhuǎn)換器來(lái)說(shuō)，分辨率反映了輸出數(shù)字量變化一個(gè)相鄰數(shù)碼
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