基于单片机的温度数据采集系统实验报告
温度监测系统实验报告

一、实验目的1. 熟悉温度监测系统的基本组成和原理。
2. 掌握温度传感器的应用和数据处理方法。
3. 学会搭建简单的温度监测系统,并验证其功能。
二、实验原理温度监测系统主要由温度传感器、数据采集器、控制器、显示屏和报警装置等组成。
温度传感器将温度信号转换为电信号,数据采集器对电信号进行采集和处理,控制器根据设定的温度范围进行控制,显示屏显示温度信息,报警装置在温度超出设定范围时发出警报。
本实验采用DS18B20数字温度传感器,该传感器具有体积小、精度高、抗干扰能力强等特点。
数据采集器采用单片机(如STC89C52)作为核心控制器,通过并行接口读取温度传感器输出的数字信号,并进行相应的处理。
三、实验器材1. DS18B20数字温度传感器2. STC89C52单片机3. LCD显示屏4. 电阻、电容等电子元件5. 电源模块6. 连接线四、实验步骤1. 搭建温度监测系统电路,包括温度传感器、单片机、显示屏、报警装置等。
2. 编写程序,实现以下功能:(1)初始化单片机系统;(2)读取温度传感器数据;(3)将温度数据转换为摄氏度;(4)显示温度数据;(5)判断温度是否超出设定范围,若超出则触发报警。
3. 连接电源,启动系统,观察温度数据变化和报警情况。
五、实验结果与分析1. 系统搭建成功,能够稳定运行,实时显示温度数据。
2. 温度数据转换准确,显示清晰。
3. 当温度超出设定范围时,系统能够及时触发报警。
六、实验总结1. 本实验成功地搭建了一个简单的温度监测系统,实现了温度数据的采集、处理和显示。
2. 通过实验,加深了对温度传感器、单片机、显示屏等电子元件的理解和应用。
3. 实验过程中,学会了如何编写程序,实现温度数据的处理和显示。
七、实验建议1. 在实验过程中,注意电路连接的准确性,避免因连接错误导致实验失败。
2. 在编写程序时,注意代码的简洁性和可读性,便于后续修改和维护。
3. 可以尝试将温度监测系统与其他功能结合,如数据存储、远程传输等,提高系统的实用性和功能。
单片机实验报告

单片机实验报告引言:单片机是一种集成了处理器、存储器和输入输出设备的微型计算机,广泛应用于电子设备中。
本实验通过对单片机的学习和实践,探索了其原理和应用。
一、实验目的本次实验的目的是熟悉单片机的基本原理和操作方法,掌握单片机的编程语言和开发工具,实现简单的实时控制和数据采集。
二、实验装置及材料1. 单片机:我们选择了常用的51系列单片机,拥有较好的性能和兼容性。
2. 开发板:用于实验中运行和调试所写的程序。
3. 传感器:温度传感器、光照传感器等,用于实现数据采集。
4. LED灯和蜂鸣器:用于实现实时控制和输出。
5. 连接线:将单片机与传感器、开发板等连接起来。
三、实验过程和结果1. 单片机的编程语言:单片机主要使用汇编语言和C语言进行编程。
汇编语言能够直接操作硬件资源,灵活性较高;而C语言则更易于理解和编写,可提高开发效率。
我们选择了C语言进行编程。
2. 开发工具:为了编写和调试单片机程序,我们使用了KeilC51和Proteus软件进行开发。
Keil C51提供了编译器和调试器,可对程序进行编译和调试;Proteus能够模拟开发板的运行情况,方便我们验证程序的正确性。
3. LED控制实验:我们首先进行了LED控制实验,通过单片机的I/O口来控制LED的开灭。
编写程序后,在开发工具中进行仿真,确保程序和电路无误后,将程序下载到单片机上进行实际运行。
实验结果显示,当程序指定LED灯为高电平时,LED灯亮起;当程序指定为低电平时,LED灯熄灭。
4. 数据采集实验:接下来,我们进行了数据采集实验,利用温度传感器和光照传感器采集环境温度和光照强度。
将传感器与单片机连接后,编写相应程序进行数据读取。
实验结果显示,我们能够通过单片机读取到精确的温度和光照数值。
5. 实时控制实验:为了验证单片机的实时控制能力,我们使用蜂鸣器进行了实时报警实验。
通过编写程序,设置蜂鸣器的开关状态,当某个条件满足时,蜂鸣器会发出警报声。
stm32f1温度报警系统实验报告

stm32f1温度报警系统实验报告STM32F1温度报警系统实验报告1. 引言1.1 背景1.2 目的1.3 实验内容2. 实验器材和方法2.1 实验器材2.2 实验方法3. 硬件设计3.1 硬件连接图3.2 温度传感器选型和连接方式4. 软件设计4.1 系统架构图4.2 主程序流程图4.3 温度采集和处理算法5. 实验结果与分析5.1 温度采集结果显示界面截图及解释5.2 温度报警功能测试结果与分析6. 讨论与改进方向6.1 讨论实验中可能出现的问题及解决方案6.2 对实验系统的改进方向提出建议7. 结论8. 参考文献9. 致谢1 引言本报告旨在介绍STM32F1温度报警系统的设计与实现。
通过该系统,可以实时监测环境温度,并在温度超过设定阈值时触发报警。
本报告将详细介绍硬件设计、软件设计、实验结果与分析等内容。
1.1 背景温度监测与报警系统在工业生产、仓储物流等领域具有重要应用价值。
通过实时监测环境温度,可以及时采取措施避免设备过热、产品损坏等问题的发生。
1.2 目的本实验旨在利用STM32F1单片机设计一个温度报警系统,能够实时采集环境温度,并在温度超过设定阈值时触发报警。
1.3 实验内容本实验的主要内容包括:- 设计硬件电路连接,包括STM32F1单片机与温度传感器的连接;- 编写软件程序,实现温度采集和处理算法;- 测试系统功能,包括温度采集结果显示和报警功能。
2 实验器材和方法2.1 实验器材本实验使用的主要器材包括:- STM32F1开发板- 温度传感器模块- 电阻、电容、LED等元件- 面包板、杜邦线等连接线2.2 实验方法根据硬件连接图进行电路搭建,并将STM32F1开发板与计算机连接。
编写软件程序并烧录到STM32F1开发板上。
通过串口或LCD显示屏等方式,实时监测温度采集结果,并测试报警功能。
3 硬件设计3.1 硬件连接图(此处应插入硬件连接图)3.2 温度传感器选型和连接方式根据实验要求,我们选择了DS18B20数字温度传感器作为温度采集模块。
数字温度计的设计与制作实验报告

重庆邮电大学通信与信息工程学院班级GJ011201小组成员徐睿2012210460李易晓2012210057张地根2012210114指导老师邓炳光数字温度计的设计与制作实验报告设计要求1,数字温度计设计与制作:利用之前绘制的“C51学习板”掌握的SCH和PCB图知识,绘制一个基于STC89C51的单片机系统,增加温度采集0~120度,温度显示要求3位整数+1位小数,电路原理图和PCB图2,SCH必须按照规范进行绘制。
3,系统还要求具备电源指示灯,外部使用MINI-USB进行5V供电,在满足要求的情况下,使用的元器件越少越好;温度采集可以用模拟或数字器件、显示可以用LCD或数码管。
4,PCB板要求使用底层走线,元器件在顶层。
5,PCB板上标识自己的学号、姓名。
6,PCB板大小,满足元器件布局的情况下,尽可能减少面积。
7,PCB审查正确后,进行单面板腐蚀的相关操作:热转印、腐蚀、钻孔、裁剪等。
元器件自行购买,然后焊接,调试,编写单片机程序,完成设计报告。
设计步骤一主要原器件的选择控制模块:STC89C52温度采集模块:DS18B20显示模块:8位共阴数码管二原理图的绘制1新建一个工程,在Altium Designer软件中的“File”选项中选择“New→Project→PCB project”,然后保存工程至文件夹中(文件名定义要规范)。
2纸张配置,在Design选项中单击左键,选择Document Options项,然后根据原理图的要求选择合适的配置。
3展开工程管理标签、元器件库。
4填写图纸信息。
(项目名称、图纸名称、版本、序号、作者。
)5元器件绘制。
1)创建元件库;2).绘制元器件;3)完善元器件属性;6.修改元器件名字;7. 同一个库中增加其他元器件;8.打开原理图库管理标签。
1)元器件放置。
2)元器件摆放、连线。
(按格点对齐。
)3)修改元器件值。
4)完成图纸。
5)生成Bom表。
三PCB图绘制1)封装设计。
浅谈基于单片机的数据采集系统

科 技论坛 【I
浅谈基于单片机 的数据 采集系统
彭 文广 张 秀 红
( 、 药集 团有 限公 司 , 龙 江 哈 尔滨 10 0 2 哈 药 集 团 中药 二 厂, 江 哈 尔滨 10 1 ) 1哈 黑 5 00 、 黑龙 50 0
摘 要: 随着科学技 术的发展, 数据采集技 术被普遍认 为是现代科学研 究和技 术发展的一个重要课题 , 它在工业测控以及试验 室研究方面的应 用非常广泛。一方面, 数据采集 系统向着高精度、 高速度 、 稳定可靠和集成化的方向发展 ; 另一方面, 数据采集系统也向着实时系统方向发展 , 特别是 逻 辑 和 时序 要 求 比较 高的 系统 。 文设 计 了一 款 基 于 串 口的数 据 采 集 系统 , 本 包括 上 位机 软 件 与 下住 机 的 硬 件 电路 。 适 用 于 中小规 模 的 数据 采 集 任 其
务 与后 期 的 数据 处 理 。 关 键 词 : 据 采 集 系统 : 通 信 : 片机 数 串行 单
2 / . A D转换 电路 2 数据采 集系统 中的通 讯方式 一般 采用 串 【的 J . 表 1 串 口线 的信 号 内容 方式, 它也是目前已经应用的最普遍的通信方式. . 模 数转 换 AD 0 0 ,一个 8 C84 位 1 数据采集系统中的发展趋势 全 MO S中速 AD 转 换器 、它是 逐次 / 1 国外发展趋 势 . 1 逼近式 AD 转换 器 , 以和单 片机直 / 可 串行接 口技术在国外已经得到 rJ泛的应 接连接, ‘ 单通道输入。 需要注意的是, 用 ,在 工业 自动化 方面也是 应用最早 的通讯 方式 , AD 0 0 工作时必须有工作时钟 , C84 1: 串行通信是一种把二进制数据按位传送的通信 方 作 时 钟 可 以直 接 在 C K N 与 C K LI LR 式 , 以它所需 要的传 输线 条数 极少 , 别适 用于 两 支引脚 外接 R 所 特 C电路 产生 频率 。 分级、 分层和分布式数据采集系统以及远程通信。 A C 84存 C KI C K D 00 L N和 L R两 支引 1 2国内数 据采 集与 串行 通信 技 术 的发展 趋 脚外 接 R C电路产 生频 率时 ,其转 换 . 势 肘问大约 为 11 。 以在本系统 中 /. 1 所 RC 随着 串行 接 口的发 展 ,S ( nvr lA r l 的 A C 84的外接 电阻为 1K、 U B U i s ei ea a D 00 0 电容 Bs u, 通用串行总线) 以其支持热插拔 、 即插即用、 接 为 10f 转换频 率就 大约是 , 换 5p, 其 转 口体积小巧和低成本等优点受到越来越多的硬件 时 间 约 为 15 s 这 些 参 数 是 编 写 . u。 6 厂商的支持。随着 U B .版本的发布, S S2 0 U B将会 AI采样 程序 的重要依据 。 / ) 温 度显示 电路 越来越流行, 现今已经成为一种新的标准接u。 2硬 件 电晓 营 十 体 D 1 B 0与 A 8 S 2 S 2 8 T 9 5 的连接 基 于串 口的数 据采集系 统在硬什 电路 上采用 因为足“ 一线总线”使用方法简单 , 的一 片 A 8 S 2 T 9 5 主控 芯片 ,它主要 负责处理 AD 单 片机的一 个脚来读取 数据和写人 指令 / 转换器送来的信号、 实时数据显示和把这些数据通 的是 连接 地线 和电源线就 可以使用 , 2 示。 如图 所 <== DS 8 2 1B 0 过串口送给上位机进行进一步的处理, 并且负责执 2 S 2 2 口原 理 ,R 一3 接 4 行上位机的通过串口 传送来的指令, 它是整个系统 串行通讯时,要求通讯双方都采用一个标 的控制核心, 如图 1 所示。其中芯片AD 0 0 C 84主 准接 口 , 同的 设备可 以方便地 连接起来 进行通 使不 VCC GND 要负责把传惑踹 羞 来的溪拟信号 转换成 信号, 讨 。R 一 3一 t S 2 2 C接 口( 又称 EA R 一 3 一: 目前 I S 2 2 (是 l 图 2 D 1 B 0与 AT 9 5 S82 8 S 2的连 接 并送到主窿芯片 A 8 S 2 T 9 5 中进行处理。进而把数 最常用 的一种 串行通汛 接 。在 R 一 3 一 中任 S22C 据显示在 L M显示屏上 ,数据是由 A 8 S 2的 何 一 言 C T95 条f号线的电压均为负逻辑关系 即: , 逻辑“” 这 个继 电器可 以控制某个 电动机 ,让其停 止工 作 ; l P 2口通过并行的方式传送到 L M的。L M是作 为 一 到 一 5 ; 逻 辑 ‘ 为 + 到 + 5 或是 去控 制某 个加热 设备 ,进而 形成 —个恒 温 系 C C 3 1V ’ 3 lV。 这 为—个单独的显示硬件, 它之所以能够将外来的数 R 一 3 一 S 2 2 C最常用的 9条引线的信号内容如下表 统 , 就矍取 决于使用 者的实际月 途了。 3结论 据转换成文字显示出来, 是通过写存单片机中的硬 1 示 、 所 本文提出了一种以单片机为核心的集散型数 件驱动程序和控制程序来实现的。 温度检测模块采 2 5液晶 示部分 电路 用了数字式温度传感器 D IB 0 S 8 2 ,它行只需要一 奉 l系统 的娃示部分 采H 了一 块液 晶显示模块 据采集系统。下位机以单片机为核J啦 制芯片, j 0 完 在总体设 条线 与 单片机 进行通讯 ,节约 了单 片机的 1 1 米实现, / I。 O- 考虑到数码管耗电量大、 显示的字符单一 成了从数据采集到数据显示和通信任务。 而且外部无需再连接任何器件, 就连电源也可以从 而被否定 r。 : 根据数据采集系统的基本原理进行了模块化 本液晶的型号为OC J2 3 C 3其 计 j, M 12 2 一 , 数据信号线上取得 ,转换的精度为0 : 5 ,量程为 内部 自带 汉字 库 , 略 了汉字 取模 的过程 , 与 的设 计思想 ,使 整体 的制作 以及调试 过程 进行 顺 省 实现 利 5 %至 + 2 % , 在硬件方 面开销最 小 的温 度 单片机 连接 简 单化 。 5 15 它是 参考文献 采集模块。 2 报警 电路硬 件 . 6 2 最 小系统 设计 l 报警 部分的主 要硬件就 是 蜂呜器 ,还有 f阿  ̄. C 5 l MS - 1系列单片机应用系统设计 北 单片机正 常工作 , 完成最 小系统 的搭建 , 两个高亮 的蓝色 发光二极管 。 要注意 的就 是蜂鸣 京 : 需要 北京舨_ 空大学 出版社 ,9 31-3 天航 13 :2 1. 需 包括了: 芯片供电电源、复位电路和和振荡电路 器的电流需求比较大, 虽然采片 已经是 5 j V的小蜂 [It fc gtesr l S 3 o[BO l td 2 ne ai h e aR 2 2P nE /E,ht / ] r n i/ l b o g lg og ri s i . m, 0 6 & c s le a h Ame 公司A 8 S2单片机 , t l T 95 一种低功耗、 高性能 鸣器了, 但是单片机的驱动能力还是不能直接的就  ̄ w.ey n do i.r/e a/ r 1 t 2 0 , C OS8位微 控制器 , M 具有 8 的在系统 可编 程闪 f 响起来 。这只需接 个达林顿管 就 可以 , 鼹个 K 张友德. 单片微型计算杌原理、 应用与实 验嗍 上 它 朋 海 : 海复旦 大学 出版社 ,9 28 1. 上 19 :-2 存存储器。实现最小系统在 MC U上的引脚连接 极 管 可以代 替 为 :c 4 脚 臌 + V电源 。 s 2 脚 讨 地。 E V c( o 5 V s( 0 妾 A 2 继 电保护部 分 . 7 『王志宏. 4 l 单片机与 P C机的 串口通讯 北京: 现 20 :52 / p 3 脚) + V电源 , V p(1 : 5 接 这样才町以使用片内的 设计电路是一个用 5 V米控制 20 2 V的继电 代电子技 术 出版社 .0 02- 7 5 I _ s l ai V u c 北 京: R M。 T L ( 脚 ) T L ( 脚 讨 晶振 再配合 器 , O .X A I 9 、X A 21 1 8 妾 控制芯片还 是 A ’ S 2 1 9 5 。一个数据采 集系统 需 I范 ̄ . i a B s 与分布式监 控 系统F 8 接两个小电容 , 电容经典值是 3 P , 0 F品振的值最大 要直接对数据进行判断进而做出最 }的反映, 2 0. 失 首先 清华大学出版社,0 2 可以选择 3 MH , 中要 川到 串 口通 讯 , 了产 可能要 抛、该是断电保护, 3 Z 系统 为 保障整个系统不至于 生标准的波特率选用 1. 9 MH 0 2 Z的晶振较为合 由于过大的冲击而损坏。 15 这里需要注意的和蜂呜器 理 。R TV D9脚 )单片机 复位脚 , 人离 电平单 样 , 要两个 极 管来做 电流的放 大。 ! 序 中 S /P ( : 输 需 程 片机 复位 , 应电路起 到了开关作 川。 相 把 与报警 音 同时触发 ,这也 符 合 一般盼 隋况。 } Βιβλιοθήκη f j 一
基于单片机的温度数据采集控制课程设计报告

课程设计报告课程名称:微机原理课程设计课题:基于单片机的温度数据采集控制毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名:日期:学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日注意事项1.设计(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。
基于单片机的温度采集系统报告
目录一、设计要求 (1)二、设计目的 (1)三、设计的具体实现 (2)1、系统概述 (2)2、单元电路设计 (3)1)锅炉示意电路: (3)2)测温电路: (4)3) 水可饮用指示电路: (5)4)模/数转换电路: (5)5)温度显示电路: (6)6)上电复位电路: (7)7)时钟电路: (8)8)电源电路 (8)9)整体电路如下图: (9)3、软件程序设计 (10)1)程序主流程如下: (10)2)判温程序流程如下: (10)四、结论与展望 (16)五、心得体会与建议 (17)六、附录 (19)七、参考文献 (20)单片机课程设计报告设计题目:基于单片机的温度采集系统设计一、设计要求系统要求实现温度的测量控制转换精度:8位转换范围:0℃——+128℃转换误差:≤1摄氏度二、设计目的通过采用单片机实现系统功能的设计实习,要达到理论上巩固既学知识,实践上丰富设计经验,并通过设计过程中暴露出来的一些问题,达到优化知识结构、丰富动手思维能力。
同时,通过对设计中遇到的各种未知知识及设计技巧的学习和解决,更好的培养学生的自学能力。
通过以分组的形式,来培养学生的团结互助,相互学习补充。
这样,不仅在学习上达到的学生间、知识间的融合,更增进了学生的融洽,为即将步入社会的大四学生打下良好的基础。
三、设计的具体实现1、系统概述 框图说明:该测量系统由单片机实现烧水锅炉各功能的控制。
锅炉具有自动加水,沸水控制,加热控制等功能。
初始化单片机时系统进入锅炉加水功能,当水位达到上限水位时,锅炉产生一个中断脉冲中断单片机,跳出加水,进入单片机控制锅炉加热功能,当锅炉中水的温度达到80度时,降低加热电压,并允许使用锅炉中的水。
当锅炉中的水用至低于下限水位时,锅炉同样会产生一个中断脉冲中断单片机,回复前面过程,再次进行加水控制,如此达到单片机控制热水锅炉的温度测控功能。
其中,系统还设置有温度的三级加热控制。
当温度高于80度时,控制由全电压加热转到半电压加热;当温度高于100度时,又会控制停止加热,即割断加热线路;当温度由高温再次降到90度以下时,系统又会重新启动半电压加热,如此反复控制。
数据采集系统实验报告报告
选择美国ATMEL公司的CMOS8位单片机AT89C51,其工作电压为2.7~6V,具有低电压低功耗性能和高性价比,兼容标准MCS-51指令系统,4Kbytes的PEROM和128bytes的RAM,片内置通用的8位中央处理器(CPU)和Flash存储单元。
AT89C51是一种带有4 KB闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压,高性能CMOS 8位微处理器,可为很多嵌入式控制系统提供灵活且价廉的方案。所以,本设计采用ATMEL公司的AT89C51作为程序的主控芯片。
一、
根据题目基本要求,可将其划为如下几个部分:
4路模拟信号A/D转换
单片机数据处理
LED显示测量结果
D/A转换模拟量输出
系统框图如图1所示:
图1单片机数据采集系统框图
1
由于被测电压范围为0~5V,分辨率为8位,转换时间为100us,所以A/D转换部分,本系统选择常用的8路8位逐次逼近式A/D转换器ADC0809。
Vcc:电源输入线(+5v~+15v)
Vref:基准电压输入线(-10v~+10v)
AGND:模拟地,摸拟信号和基准电源的参考地.
DGND:数字地,两种地线在基准电源处共地比较好
二、
本系统硬件电路包括以下几个部分:
AT89C51外围电路(如时钟电路、复位电路等)
AT89C51和ADC0809接口电路
3
这里选择的是广州周立功单片机发展有限公司自行设计的数码管显示驱动及键盘扫描管理芯片ZLG7289B,它可直接驱动8位共阴式数码管(或64只独立LED),同时还可以扫描管理多达64只按键。ZLG7289B内部含有显示译码器,可直接接受BCD码或16进制码,并同时具有2种译码方式。此外,还具有多种控制指令,如消隐﹑闪烁﹑左移﹑右移﹑段寻址等。ZLG7289B采用SPI串行总线与微控制器接口,仅占用少数几根I/O口线。利用片选信号,多片ZLG7289B还可以并接在一起使用,能够方便地实现多于8位的显示或多于64只按键的应用。
单片机课程设计报告 基于单片机的热敏电阻测温系统设计
单片机课程设计报告-- 基于单片机的热敏电阻测温系统设计单片机课程设计报告2011 / 2012 学年第 2学期课程名称:单片机课程设计上机项目:基于单片机的热敏电阻测温系统设计专业班级:电子信息工程02班1摘要在日常生活及工业生产过程中,经常要用到温度的检测及控制,温度是生产过程和科学实验中普遍而且重要的物理参数之一。
传统的测温元件有热电偶和热电阻。
而热电偶和热电阻测出的一般都是电压,再转换成对应的温度,这些方法相对比较复杂,需要比较多的外部硬件支持。
我们用一种相对比较简单的方式来测量。
我们采用温度传感器DS18B20作为检测元件,温度范围为-55~125 ºC,最高分辨率可达0.0625 ºC。
DS18B20可以直接读出被侧温度值,而且采用三线制与单片机相连,减少了外部的硬件电路,具有低成本和易使用的特点。
本文介绍一种基于STC12C5608AD单片机的一种温度测量及报警电路,该电路采用DS18B20作为温度监测元件,测量范围0℃-~+100℃,使用数码管驱动芯片CH451显示,能设置温度报警上下限。
正文着重给出了软硬件系统的各部分电路,介绍了集成温度传感器DS18B20的原理,STC12C5608AD单片机功能和应用。
该电路设计新颖、功能强大、结构简单。
关键词:温度测量DS18B20 STC12C5608AD CH451目录2摘要 (2)第1章绪论 (4)第2 章时间安排 (5)第3章设计方案及选材 (6)3.1 系统器件的选择 (7)3.1.1温度采集模块的选择与论证 (7)3.1.2 显示模块的选择与论证 (8)3.2 设计方案及系统方框图 (8)3.2.1 总体设计方案 (8)3.2.2 系统方框图 (9)第4章硬件设计 (10)4.1 总系统组成图 (10)4.2 温度测量传感器部分 (10)4.3 控制部分 (10)4.4 显示部分 (11)4.5 报警部分 (12)第5章程序流程图设计 (13)5.1 主程序流程图 (13)5.2 温度采集流程图 (14)第6章总结 (15)参考文献 (16)3第1章绪论现在电子技术日新月异,各种新型的自动控制系统也越来越多地运用到人们的日常生活、工业生产等领域,它不但可以提高劳动生产率,而且可以使控制的设备或执行的操作更加精确。
基于单片机的温度数据采集系统实验报告(可编辑)
基于单片机的温度数据采集系统实验报告班级电技101班姓名田波平学号1012020108指导老师仲老师题目基于单片机的温度数据采集系统一.设计要求1.被测量温度范围0120℃温度分辨率为05℃2.被测温度点2个每5秒测量一次3.显示器要求通道号2位温度4位精度到小数点后一位显示方式为定点显示和轮流显示4.键盘要求1定点显示设定2轮流显示设定3其他功能键二.设计内容1.单片机及电源模块设计单片机可选用AT89S51及其兼容系列电源模块可以选用7805等稳压组件本机输入电压范围9-12v2.存储器设计扩展串行I2C存储器AT24C02要求AT24C02的SCK接P32AT24C02的SDA接P34 2.传感器及信号转换电路温度传感器可以选用PTC热敏电阻信号转换电路将PTC输出阻值转换为0-5V3.AD转换器设计AD选用ADC0832要求ADC0832的CS端接P35ADC0832的DI端接P36ADC0832的DO端接P37ADC0832的CLK端接P21 4.显示器设计6位共阳极LED显示器段选a-h由P0口控制位选由P22-P27控制数码管由2N5401驱动5.键盘电路设计6个按键P22-P27接6个按键P34接公共端采用动态扫描方式检测键盘6.系统软件设计系统初始化模块键盘扫描模块数据采集模块标度变换模块显示模块等三.设计报告要求设计报告应按以下格式书写1封面2设计任务书3目录4正文5参考文献其中正文应包含以下内容1系统总体功能及技术指标描述2各模块电路原理描述3系统各部分电路图及总体电路图用PROTEL绘制4软件流程图及软件清单5设计总结及体会四参考资料1李全利单片机原理及接口技术高等教育出版社20042于永51单片机常用模块与综合系统设计实例精讲电子工业出版社2007 目录项目研究意义项目研究内容1 单片机及电源模块设计2存储器设计3AD转换器设计4显示器设计5键盘电路设计6系统软件设计三.项目心得参考文献项目的研究意义 21世纪的今天科学技术的发展日新月异科学技术的进步同时也带动了测量技术的发展现代控制设备不同于以前它们在性能和结构发生了翻天覆地的变化我们已经进入了高速发展的信息时代测量技术是当今社会的主流广泛地深入到应用工程的各个领域温度是工业农业生产中常见的和最基本的参数之一在生产过程中常需对温度进行检测和监控采用微型机进行温度检测数字显示信息存储及实时控制对于提高生产效率和产品质量节约能源等都有重要的作用伴随工业科技农业科技的发展温度测量需求越来越多也越来越重要但是在一些特定环境温度监测环境范围大测点距离远布线很不方便这时就要采用无线方式对温度数据进行采集本设计是以Atmel公司的AT89C52单片机作为控制核心通过ADC0832模数转换对所测的温度进行数字量变化且通过数码管进行相应的温度显示因为采用微型机进行温度检测数字显示信息存储及实时控制对于提高生产效率和产品质量节约能源等都有重要的作用并且温度参数对工业生产的重要性所以温度测量系统的精确度和智能化一直受到企业的重视所以学习并研究温度测量及相关知识可做为一个较为实用的课题的方向能获得较实用的知识和方法因此温度测控技术是一个很实用也很重要的技术值得去研究掌握它应用的领域也相当广泛可以应用到消防电气的非破坏性温度检测电力电讯设备的过热故障预知检测空调系统的温度检测各类运输工具之组件的过热检测保全与监视系统之应用医疗与健诊的温度测试化工机械等设备温度过热检测因此前景是相当的可观研究内容1 单片机及电源模块设计单片机 AT89C52简介如图51-1所示为AT89C52芯片的引脚图兼容标准MCS-51指令系统的AT89S52单片机是一个低功耗高性能CHMOS的单片机片内含4KB在线可编程Flash存储器的单片机它与通用80C51系列单片机的指令系统和引脚兼容AT89C52单片机片内的Flash可允许在线重新编程也可用通用非易失性存储编程器编程片内数据存储器内含128字节的RAM有40个引脚32个外部双向输入输出IO端口具有两个16位可编程定时器中断系统是具有6个中断源5个中断矢量2级中断优先级的中断结构震荡器频率0到33MHZ因此我们在此选用12MHZ 的晶振是比较合理的具有片内看门狗定时器具有断电标志POF等等AT89S51具有PDIPTQFP和PLCC三种封装形式[8] 图51-1 AT89S52引脚图上图就是PDIP封装的引脚排列下面介绍各引脚的功能52 AT89C52引脚说明P0口8位开漏级双向IO口P0口可作为通用IO口但须外接上拉电阻作为输出口每各引脚可吸收8各TTL的灌电流作为输入时首先应将引脚置1P0也可用做访问外部程序存储器和数据存储器时的低8位地址数据总线的复用线在该模式下P0口含有内部上拉电阻在FLASH编程时P0口接收代码字节数据在编程效验时P0口输出代码字节数据需要外接上拉电阻P1口8位双向I0口内部含有上拉电阻P1口可作普通IO口输出缓冲器可驱动四个TTL负载用作输入时先将引脚置1由片内上拉电阻将其抬到高电平P1口的引脚可由外部负载拉到低电平通过上拉电阻提供电流在FLASH并行编程和校验时P1口可输入低字节地址在串行编程和效验时P15MO-SIP16MISO和P17SCK 分别是串行数据输入输出和移位脉冲引脚P2口具有内部上拉电阻的8位双向IO口P2口用做输出口时可驱动4各TTL 负载用做输入口时先将引脚置1由内部上拉电阻将其提高到高电平若负载为低电平则通过内部上拉电阻向外部输出电流CPU访问外部16位地址的存储器时P2口提供高8位地址当CPU用8位地址寻址外部存储时P2口为P2特殊功能寄存器的内容在FLASH并行编程和校验时P2口可输入高字节地址和某些控制信号P3口具有内部上拉电阻的8位双向口P3口用做输出口时输出缓冲器可吸收4各TTL的灌电流用做输入口时首先将引脚置1由内部上拉电阻抬位高电平若外部的负载是低电平则通过内部上拉电阻向输出电流在与FLASH并行编程和校验时P3口可输入某些控制信号P3口除了通用IO口功能外还有替代功能如表53-1所示表53-1 P3口的替代功能引脚符号说明P30 RXD 串行口输入P31 TXD 串行口输出P32 INT0 外部中断0 P33 INT1 外部中断1 P34 T0 T0定时器的外部的计数输入P35 T1 T1定时器的外部的计数输入P36 WR 外部数据存储器的写选通P37 RD 外部数据存储器的读选通RST复位端当振荡器工作时此引脚上出现两个机器周期的高电平将系统复位ALE 当访问外部存储器时ALE允许地址锁存是一个用于锁存地址的低8位字节的书粗脉冲在Flash 编程期间此引脚也可用于输入编程脉冲在正常操作情况下ALE以振荡器频率的16的固定速率发出脉冲它是用作对外输出的时钟需要注意的是每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲如果希望禁止ALE操作可通过将特殊功能寄存器中位地址为8EH那位置的0来实现该位置的1后ALE仅在MOVE或MOVC指令期间激活否则ALE引脚将被略微拉高若微控制器在外部执行方式ALE禁止位无效外部程序存储器读选取通信号当AT89S51在读取外部程序时每个机器周期将PSEN激活两次在此期间内每当访问外部数据存储器时将跳过两个信号Vpp访问外部程序存储器允许端为了能够从外部程序存储器的0000H至FFFFH单元中取指令必须接地然而要注意的是若对加密位1进行编程则在复位时的状态在内部被锁存执行内部程序应接VCC不当选择12V编程电源时在Flash编程期间这个引脚可接12V编程电压XTAL1振荡器反向放大器输入端和内部时钟发生器的输入端XTAL2振荡器反相放大器输出端[9] 电源模块电源电路电源变压器是将交流电网220V的电压变为所需要的电压值交流电经过二极管整流之后方向单一了但是电流强度大小还是处在不断地变化之中这种脉动直流一般是不能直接用来给集成电路供电的而要通过整流电路将交流电变成脉动的直流电压由于此脉动的直流电压还含有较大的纹波必须通过滤波电路加以滤除从而得到平滑的直流电压滤波的任务就是把整流器输出电压中的波动成分尽可能地减小改造成接近稳恒的直流电但这样的电压还随电网电压波动一般有±10左右的波动负载和温度的变化而变化因而在整流滤波电路之后还需要接稳压电路稳压电路的作用是当电网电压波动负载和温度变化时维持输出直流电压稳定220V交流电通过9V变压器变为9V的交流电9V交流电通过四个二极管的全桥整流后变为9V直流电然后经过电解电容470μF进行一级滤波以去除直流电里面的杂波防止干扰9V直流电出来后再经过三端稳压器LM7805稳压成为稳定的5V 电源其中7805的Vin脚是输入脚接9V直流电源正极GND是接地脚接9V直流电源负极Vout为输出脚它和接地脚的电压就是5V了5V电源出来再经过电解电容的二级滤波使5V电源更加稳定可靠同时在5V稳压电源加上一个10K的电阻和一个红色发光二极管当上电后红色发光二极管点亮表示电源工作正常此时一个稳定输出5V的电源已经设计好对于本设计它完全能够满足单片机及集成块所需电源的要求电源原理存储器设计本设计采用的是AT24C02外扩存储器工作电压18V~55V输入输出引脚兼容5V应用在内部结构128x8 1K 256x8 2K 512x8 4K 1024x8 8K 2048x8 16K二线串行接口输入引脚经施密特触发器滤波抑制噪声双向数据传输协议兼容400KHz18V25V27V36V支持硬件写保护高可靠性读写次数1000000 次–数据保存100 年引脚说明串行时钟信号引脚 SCL 在 SCL 输入时钟信号的上升沿将数据送入 EEPROM 件并在时钟的下降沿将数据读出串行数据输入输出引脚 SDA SDA 引脚可实现双向串行数据传输该引脚为开漏输出可与其它多个开漏输出器件或开集电极器件线或连接24C04 仅使用 A2A1 作为硬件连接的器件地址输入引脚在一个总线上最多可寻址四个 4K 器件A0 引脚内部未连接器件操作时钟及数据传输SDA引脚通常被外围器件拉高SDA引脚的数据应在 SCL 为低时变化当数据在SCL 为高时变化将视为下文所述的一个起始或停止命令起始命令当 SCL 为高SDA由高到低的变化被视为起始命令必须以起始命令作为任何一次读写操作命令的开始参见图5停止命令当 SCL为高SDA 由低到高的变化被视为停止命令在一个读操作后停止命令会使 EEPROM 进入等待态低功耗模式参见图5应答所有的地址和数据字节都是以 8 位为一组串行输入和输出的每收到一组 8 位的数据后EEPROM都会在第9 个时钟周期时返回应答信号每当主控器件接收到一组8 位的数据后应当在第9 个时钟周期向EEPROM 返回一个应答信号收到该应答信号后EEPROM 会继续输出下一组8 位的数据若此时没有得到主控器件的应答信号EEPROM 会停止读出数据直到主控器件返回一个停止命令来结束读周期等待模式24C010*******特有一个低功耗的等待模式可以通过以下方法进入该模式 a 上电收到停止位并且结束所有的内部操作后器件复位在协议中断下电或系统复位后器件可通过以下步骤复位1连续输入 9 个时钟2在每个时钟周期中确保当SCL 为高时SDA 也为高3建立一个起始条件总线时序程序设计如下void start 开始信号sda 1delaysck 1delaysda 0delayvoid stop 结束信号sda 0delaysck 1delaysda 1delayvoid respons 应答uchar isck 1delay while sda 1 i 250 isck 0delayvoid init 初始化sda 1delaysck 1delayvoid write_byte uchar date 写字节uchar itemptemp datefor i 0i 8itemp temp 1sck 0delaysda CYdelaysck 1delaysck 0delaysda 1delayuchar read_byte 读字节sck 0delaysda 1delayfor i 0i 8isck 1delayk k 1 sdasck 0delayreturn kvoid write_add uchar addressuchar date 写入外存储器中startwrite_byte 0xa0responswrite_byte addressresponswrite_byte datestopuchar read_add uchar address 从外存储器中读出数据uchar datestartwrite_byte 0xa0responswrite_byte addressresponsstartwrite_byte 0xa1responsdate read_bytestopreturn date3AD转换器设计ADC0832是美国国家半导体公司生产的一种8位分辨率双通道AD转换芯片由于它体积小兼容性强性价比高而深受单片机爱好者及企业欢迎其目前已经有很高的普及率学习并使用ADC0832可是使我们了解AD转换器的原理有助于我们单片机技术水平的提高ADC0832具有以下特点● 8位分辨率●双通道AD转换●输入输出电平与TTLCMOS相兼容● 5V电源供电时输入电压在05V之间●工作频率为250KHZ转换时间为32μS●一般功耗仅为15mW● 8P14PDIP双列直插PICC多种封装●商用级芯片温宽为0°C to 70°C工业级芯片温宽为40℃ to 85℃引脚图引脚功能如下 ADC0832为8位分辨率AD转换芯片其最高分辨可达256级可以适应一般的模拟量转换要求其内部电源输入与参考电压的复用使得芯片的模拟电压输入在05V之间芯片转换时间仅为32μS据有双数据输出可作为数据校验以减少数据误差转换速度快且稳定性能强独立的芯片使能输入使多器件挂接和处理器控制变的更加方便通过DI数据输入端可以轻易的实现通道功能的选择功能时序图当ADC0832未工作时其CS输入端应为高电平此时芯片禁用CLK和DODI的电平可任意当要进行AD转换时须先将CS使能端置于低电平并且保持低电平直到转换完全结束此时芯片开始转换工作同时由处理器向芯片时钟输入端CLK输入时钟脉冲DODI端则使用DI端输入通道功能选择的数据信号在第1个时钟脉冲的下沉之前DI端必须是高电平表示启始信号在第23个脉冲下沉之前DI 端应输入2位数据SGLOdd用于选择通道功能当此2位数据为10时只对CH0进行单通道转换当2位数据为11时只对CH1进行单通道转换当2位数据为00时将CH0作为正输入端INCH1作为负输入端IN-进行输入当2位数据为01时将CH0作为负输入端IN-CH1作为正输入端IN进行输入在完成输入启动位通道选择之后就可以开始读出数据转换得到的数据会被送出二次一次高位在前传送一次低位在前传送连续送出在程序读取二个数据后我们可以加上检验来看看数据是否被正确读取下面程序如下 unsigned char GetValue0832 bit Channel AD转换后的数据unsigned char idata1 0data2 0clk 0d0 1di 1cs 0cs 0时ADC0832有效clk 1delayclk 0第一个脉冲开始位d0 1di 1clk 1delayclk 0第二个脉冲模式选择di Channeld0 channel通道选择clk 1delayclk 0 第三个脉冲通道选择d0 1di 1for i 0i 8i 第一次读数从高到低时钟下降沿有效clk 1clk 0if d0 1di 1data1 0x80 ifor i 0i 8i 第二次从低到高读数下降沿有效if d0 1di 1data2 0x01 iclk 1delayclk 0cs 1d0 1di 1clk 1if data1 data2return data1键盘电路设计6个按键P22-P27接6个按键P34接公共端采用动态扫描方式检测键盘 uint keyscanuchar tempP33 0temp P20xf0if temp 0xf0Delayms 10temp P20xf0if temp 0xf0switch tempcase 0x70return 1breakcase 0xb0return 2breakcase 0xd0return 3breakcase 0xe0return 4break显示模块采用6个共阳极数码管采用动态扫描的方式进行显示电路图如下图6显示模块 void Display void 显示温度的函数P27 0 选中第一个位选P0 LED[ucADC2100] 显示Delayms 1delay1 200P27 1P26 0 选中第一个位选P0 LED[ucADC210010]显示Delayms 1delay1 200P26 1P25 0 选中第一个位选P0 LED[ucADC210]-0x80 显示Delayms 1delay1 200P25 1P24 0 选中第一个位选P0 LED[ucADC21010] 显示Delayms 1delay1 200void display2 uchar auchar b 显示通道的函数P23 0P0 LED[a]Delayms 5delay1 200P23 1P22 0P0 LED[b]Delayms 5delay1 200P22 1软件设计其他应用到的程序 void main voiduint numwrite 0flag 0channel 0ucADC read_add 2TMOD 0x01ET0 1EA 1TH0 65536-50000 256TL0 65536-50000 256TR0 1while 1num keyscanswitch numcase 1channel 0 breakcase 2channel 1 breakcase 3flag 1breakcase 4flag 0breakucADC GetValue0832 channelDisplay display2 channel1if write 1write 0write_add 2ucADCvoid t0 interrupt 1定时器0TH0 65536-50000 256TL0 65536-50000 256tcntif tcnt 100tcnt 0write 1if flag 1channel channel三.项目心得系统基本实现了设计要求通过这次课程设计使我更加熟练的掌握了AT89C52AT24C02ADC0832等芯片的使用熟悉了领用C51语言编写程序控制单片机参考文献 1李全利单片机原理及接口技术高等教育出版社20042于永51单片机常用模块与综合系统设计实例精讲电子工业出版社2007。
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基于单片机的温度数据采集系统实验报告班级:电技10—1班姓名:田波平学号:1012020108指导老师:仲老师题目:基于单片机的温度数据采集系统一.设计要求1.被测量温度范围:0~120℃,温度分辨率为0.5℃。
2.被测温度点:2个,每5秒测量一次。
3.显示器要求:通道号2位,温度4位(精度到小数点后一位)。
显示方式为定点显示和轮流显示。
4.键盘要求:(1)定点显示设定;(2)轮流显示设定;(3)其他功能键。
二.设计内容1.单片机及电源模块设计单片机可选用AT89S51及其兼容系列,电源模块可以选用7805等稳压组件,本机输入电压范围9-12v。
2.存储器设计扩展串行I2C存储器AT24C02。
要求:AT24C02的SCK接P3.2AT24C02的SDA接P3.42.传感器及信号转换电路温度传感器可以选用PTC热敏电阻,信号转换电路将PTC输出阻值转换为0-5V。
3.A/D转换器设计A/D选用ADC0832。
要求:ADC0832的CS端接P3.5ADC0832的DI端接P3.6ADC0832的DO端接P3.7ADC0832的CLK端接P2.14.显示器设计。
6位共阳极LED显示器,段选(a-h)由P0口控制,位选由P2.2-P2.7控制。
数码管由2N5401驱动。
5.键盘电路设计。
6个按键,P2.2-P2.7接6个按键,P3.4接公共端,采用动态扫描方式检测键盘。
6.系统软件设计。
系统初始化模块,键盘扫描模块,数据采集模块,标度变换模块、显示模块等。
三.设计报告要求设计报告应按以下格式书写:(1)封面;(2)设计任务书;(3)目录;(4)正文;(5)参考文献。
其中正文应包含以下内容:(1)系统总体功能及技术指标描述;(2)各模块电路原理描述;(3)系统各部分电路图及总体电路图(用PROTEL绘制);(4)软件流程图及软件清单;(5)设计总结及体会。
四、参考资料1、李全利,单片机原理及接口技术,高等教育出版社,20042、于永,51单片机常用模块与综合系统设计实例精讲,电子工业出版社,2007目录一.项目研究意义二.项目研究内容1. 单片机及电源模块设计2.存储器设计3.A/D转换器设计4.显示器设计5.键盘电路设计6.系统软件设计三.项目心得四.参考文献一.项目的研究意义21世纪的今天,科学技术的发展日新月异,科学技术的进步同时也带动了测量技术的发展,现代控制设备不同于以前,它们在性能和结构发生了翻天覆地的变化。
我们已经进入了高速发展的信息时代,测量技术是当今社会的主流,广泛地深入到应用工程的各个领域。
温度是工业、农业生产中常见的和最基本的参数之一,在生产过程中常需对温度进行检测和监控,采用微型机进行温度检测、数字显示、信息存储及实时控制,对于提高生产效率和产品质量、节约能源等都有重要的作用。
伴随工业科技、农业科技的发展,温度测量需求越来越多,也越来越重要。
但是在一些特定环境温度监测环境范围大,测点距离远,布线很不方便。
这时就要采用无线方式对温度数据进行采集。
本设计是以Atmel公司的AT89C52单片机作为控制核心,通过ADC0832模数转换对所测的温度进行数字量变化,且通过数码管进行相应的温度显示。
因为采用微型机进行温度检测、数字显示、信息存储及实时控制,对于提高生产效率和产品质量、节约能源等都有重要的作用,并且温度参数对工业生产的重要性,所以温度测量系统的精确度和智能化一直受到企业的重视。
所以学习并研究温度测量及相关知识可做为一个较为实用的课题的方向,能获得较实用的知识和方法。
因此温度测控技术是一个很实用、也很重要的技术,值得去研究掌握。
它应用的领域也相当广泛,可以应用到消防电气的非破坏性温度检测,电力、电讯设备的过热故障预知检测,空调系统的温度检测,各类运输工具之组件的过热检测,保全与监视系统之应用,医疗与健诊的温度测试,化工、机械…等设备温度过热检测。
因此前景是相当的可观。
二.研究内容1. 单片机及电源模块设计单片机: AT89C52简介如图5.1-1所示为AT89C52芯片的引脚图。
兼容标准MCS-51指令系统的AT89S52单片机是一个低功耗、高性能CHMOS的单片机,片内含4KB在线可编程Flash存储器的单片机。
它与通用80C51系列单片机的指令系统和引脚兼容。
AT89C52单片机片内的Flash可允许在线重新编程,也可用通用非易失性存储编程器编程;片内数据存储器内含128字节的RAM;有40个引脚,32个外部双向输入/输出(I/O)端口;具有两个16位可编程定时器;中断系统是具有6个中断源、5个中断矢量、2级中断优先级的中断结构;震荡器频率0到33MHZ,因此我们在此选用12MHZ的晶振是比较合理的;具有片内看门狗定时器;具有断电标志POF等等。
AT89S51具有PDIP、TQFP和PLCC三种封装形式[8]。
图5.1-1 AT89S52引脚图上图就是PDIP封装的引脚排列,下面介绍各引脚的功能。
5.2 AT89C52引脚说明P0口:8位、开漏级、双向I/O口。
P0口可作为通用I/O口,但须外接上拉电阻;作为输出口,每各引脚可吸收8各TTL的灌电流。
作为输入时,首先应将引脚置1。
P0也可用做访问外部程序存储器和数据存储器时的低8位地址/数据总线的复用线。
在该模式下,P0口含有内部上拉电阻。
在FLASH编程时,P0口接收代码字节数据;在编程效验时,P0口输出代码字节数据(需要外接上拉电阻)。
P1口:8位、双向I/0口,内部含有上拉电阻。
P1口可作普通I/O口。
输出缓冲器可驱动四个TTL负载;用作输入时,先将引脚置1,由片内上拉电阻将其抬到高电平。
P1口的引脚可由外部负载拉到低电平,通过上拉电阻提供电流。
在FLASH并行编程和校验时,P1口可输入低字节地址。
在串行编程和效验时,P1.5/MO-SI,P1.6/MISO和P1.7/SCK分别是串行数据输入、输出和移位脉冲引脚。
P2口:具有内部上拉电阻的8位双向I/O口。
P2口用做输出口时,可驱动4各TTL负载;用做输入口时,先将引脚置1,由内部上拉电阻将其提高到高电平。
若负载为低电平,则通过内部上拉电阻向外部输出电流。
CPU访问外部16位地址的存储器时,P2口提供高8位地址。
当CPU用8位地址寻址外部存储时,P2口为P2特殊功能寄存器的内容。
在FLASH并行编程和校验时,P2口可输入高字节地址和某些控制信号。
P3口:具有内部上拉电阻的8位双向口。
P3口用做输出口时,输出缓冲器可吸收4各TTL的灌电流;用做输入口时,首先将引脚置1,由内部上拉电阻抬位高电平。
若外部的负载是低电平,则通过内部上拉电阻向输出电流。
在与FLASH 并行编程和校验时,P3口可输入某些控制信号。
P3口除了通用I/O口功能外,还有替代功能,如表5.3-1所示。
表5.3-1 P3口的替代功能P3.3 /INT1 外部中断1P3.4 T0 T0定时器的外部的计数输入P3.5 T1 T1定时器的外部的计数输入P3.6 /WR 外部数据存储器的写选通P3.7 /RD 外部数据存储器的读选通RST:复位端。
当振荡器工作时,此引脚上出现两个机器周期的高电平将系统复位。
ALE/ :当访问外部存储器时,ALE(允许地址锁存)是一个用于锁存地址的低8位字节的书粗脉冲。
在Flash 编程期间,此引脚也可用于输入编程脉冲()。
在正常操作情况下,ALE以振荡器频率的1/6的固定速率发出脉冲,它是用作对外输出的时钟,需要注意的是,每当访问外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲。
如果希望禁止ALE操作,可通过将特殊功能寄存器中位地址为8EH那位置的“0”来实现。
该位置的“1”后。
ALE仅在MOVE或MOVC指令期间激活,否则ALE引脚将被略微拉高。
若微控制器在外部执行方式,ALE禁止位无效。
:外部程序存储器读选取通信号。
当AT89S51在读取外部程序时,每个机器周期将PSEN激活两次。
在此期间内,每当访问外部数据存储器时,将跳过两个信号。
/Vpp:访问外部程序存储器允许端。
为了能够从外部程序存储器的0000H 至FFFFH单元中取指令,必须接地,然而要注意的是,若对加密位1进行编程,则在复位时,的状态在内部被锁存。
执行内部程序应接VCC。
不当选择12V编程电源时,在Flash编程期间,这个引脚可接12V编程电压。
XTAL1:振荡器反向放大器输入端和内部时钟发生器的输入端。
XTAL2:振荡器反相放大器输出端[9]。
电源模块:电源电路电源变压器是将交流电网220V的电压变为所需要的电压值。
交流电经过二极管整流之后,方向单一了,但是电流强度大小还是处在不断地变化之中。
这种脉动直流一般是不能直接用来给集成电路供电的,而要通过整流电路将交流电变成脉动的直流电压。
由于此脉动的直流电压还含有较大的纹波,必须通过滤波电路加以滤除,从而得到平滑的直流电压。
滤波的任务,就是把整流器输出电压中的波动成分尽可能地减小,改造成接近稳恒的直流电。
但这样的电压还随电网电压波动,一般有±10%左右的波动,负载和温度的变化而变化,因而在整流、滤波电路之后,还需要接稳压电路。
稳压电路的作用是当电网电压波动,负载和温度变化时,维持输出直流电压稳定。
220V交流电通过9V变压器变为9V的交流电,9V交流电通过四个二极管的全桥整流后变为9V直流电,然后经过电解电容(470μF)进行一级滤波,以去除直流电里面的杂波,防止干扰。
9V直流电出来后再经过三端稳压器LM7805稳压成为稳定的5V电源,其中7805的Vin脚是输入脚,接9V直流电源正极,GND是接地脚,接9V直流电源负极,Vout为输出脚,它和接地脚的电压就是+5V了。
5V电源出来再经过电解电容的二级滤波,使5V电源更加稳定可靠。
同时在5V稳压电源加上一个10K的电阻和一个红色发光二极管,当上电后,红色发光二极管点亮,表示电源工作正常。
此时一个稳定输出5V的电源已经设计好,对于本设计它完全能够满足单片机及集成块所需电源的要求[2]。
电源原理图如图所示。
2.存储器设计本设计采用的是AT24C02外扩存储器工作电压:1.8V~5.5V输入/输出引脚兼容5V应用在内部结构:128x8(1K),256x8(2K),512x8(4K),1024x8(8K),2048x8(16K)二线串行接口输入引脚经施密特触发器滤波抑制噪声双向数据传输协议兼容400KHz(1.8V,2.5V,2.7V,3.6V )支持硬件写保护高可靠性:读写次数:1,000,000 次–数据保存:100 年引脚说明串行时钟信号引脚(SCL):在 SCL 输入时钟信号的上升沿将数据送入 EEPROM件,并在时钟的下降沿将数据读出。
串行数据输入/输出引脚(SDA):SDA 引脚可实现双向串行数据传输。