温度采集系统设计
远程多路温度采集系统设计精选全文

毕业设计任务书
题 目
远程多路温度采集系统设计
学生姓名
学号
班级
专业
电子信息工程
承担指导任务单位
导师
姓名
导师
职称
一、主要内容
系统以STC89C53单片机作为主控芯片,主要包括:温度采集模块、中央处理模块、温度显示模块和无线传输模块。系统将当前多路温度值通过无线发送到接收端显示,实时远程监测工作环境温度。
5. 论文正文不少于1.5万字,查阅文献资料不少于15篇,其中外文文献2篇以上,翻译与课题有关的外文资料不少于3000汉字。
四、应收集的资料及参考文献
C语言开发
关于STC89系列相关单片机开发文档。
相关传感和显示器件使用手册和接口电路
电机驱动模块。
五、进度计划
第1周——第2周 调研、收集材料,完成开题报告;
二、基本要求
1.系统硬件电路的设计,能实现温度巡回检测,并将温度通过无线传送到接收端;
2.单片机的程序设计,画出程序流程图,源代码编写;
3.提出系统设计框图,提出相应的解决方案。
三、主要技术指标(或研究方法)
1. 电压直流5V,工作电流小于500mA。
2、完成主要功能
3. 电路原理图
4. 使用说明书撰写
第3周----第4周 分析、确定周---第15周 撰写论文;
第16周完善论文,答辩。
教研室主任签字
时 间
年 月 日
温度采集电子系统设计报告

温度采集电子系统设计报告1. 简介本报告介绍了一个温度采集电子系统的设计。
该系统可以实时采集环境温度,并将数据传输到计算机进行处理和显示。
本报告将详细介绍系统的硬件设计和软件实现。
2. 硬件设计2.1 传感器选择为了实时采集温度数据,我们选择了一款精度高、响应快的温度传感器。
该传感器具有数字输出和I2C接口,能够方便地与单片机进行通信。
2.2 单片机选择我们选用了一款功能强大的单片机作为系统的主控芯片。
该单片机具有丰富的外设接口和强大的计算能力,能够满足系统的需求。
同时,该单片机还有丰富的开发资源和社区支持,使得开发过程更加便捷。
2.3 电路设计系统的电路设计主要包括传感器和单片机之间的连接电路和稳压电路。
传感器与单片机的连接采用了I2C接口,通过外部电阻进行电平转换和保护。
稳压电路采用了线性稳压芯片,确保供电电压的稳定性。
3. 软件实现3.1 硬件驱动为了与传感器进行通信,我们编写了相应的硬件驱动程序。
该驱动程序通过配置单片机的I2C接口,实现了与传感器的数据交换和控制。
3.2 数据采集与处理在软件实现中,我们使用了单片机的定时器和ADC模块来定期采集温度数据。
通过ADC转换,我们可以将模拟温度信号转换成数字信号。
随后,我们对这些数据进行滤波和校准,以获取准确的温度值。
3.3 数据传输与显示为了将采集到的温度数据传输到计算机,我们使用了串口通信。
通过配置单片机的UART模块和计算机的串口接口,我们可以实现数据的传输。
在计算机端,我们编写了相应的数据接收和显示程序,实现了温度数据的实时显示。
4. 实验结果与分析经过实验测试,系统能够准确、稳定地采集温度数据,并进行实时显示。
通过与其他温度计的比较,我们发现系统的测量误差在可接受范围内。
系统的响应速度也非常快,能够在短时间内实时更新温度数据。
5. 总结通过设计和实现温度采集电子系统,我们成功地实现了温度数据的实时采集和显示。
该系统具有稳定性高、响应速度快的特点,可以满足实际应用的需求。
基于STM32的多点温度采集系统设计

基于STM32的多点温度采集系统设计摘要:本文介绍了一种基于STM32的多点温度采集系统设计,该系统实现了对多个测点的温度采集,可广泛应用于物联网、环境监测、科学实验等领域。
文章首先介绍了该系统的硬件组成和软件设计,然后详细说明了各个模块的实现方法和细节,最后进行了测试和分析。
实验结果表明,该系统稳定可靠,具有较高的测量精度和较低的功耗,具有良好的应用前景。
关键词:STM32;温度采集;多点采集;物联网;环境监测一、概述随着物联网和环境监测技术的迅速发展,温度传感器越来越广泛地应用于各个领域。
温度采集系统可以帮助人们获取物理环境中的温度数据,从而提高环境安全性和生产效率,对于科学实验和工业制造行业尤其重要。
本文介绍了一种基于STM32的多点温度采集系统设计,该系统能够同时实时监测多个测点的温度数据,具有较高的精度和较低的功耗,可广泛应用于物联网、环境监测、科学实验等领域。
二、系统硬件设计该系统主要由STM32微控制器、多个DS18B20温度传感器、LCD显示屏、蜂鸣器、SD卡模块和电源模块等组成,如图1所示。
其中,STM32作为控制中心,与多个DS18B20温度传感器进行通信,获取温度数据,并将数据显示在LCD屏幕上。
电源模块采用锂电池供电,通过电源管理模块和充电管理模块对系统电源进行管理,以确保系统运行的稳定性和可靠性。
该系统的软件设计包括底层驱动程序和上层应用程序。
底层驱动程序主要实现与DS18B20温度传感器的通信,包括初始化DS18B20传感器、发送指令、读取温度数据等操作。
上层应用程序主要实现数据采集、处理、显示和存储等功能,包括读取传感器数据、计算温度值、显示温度值、存储温度数据等操作。
四、系统功能模块实现4.1 DS18B20传感器驱动程序DS18B20是一个数字式温度传感器,使用1-Wire总线方式进行通信,具有精度高、响应快、体积小等特点。
该系统采用STM32的GPIO接口模拟1-Wire总线方式与DS18B20传感器进行通信。
(整理)基于ARM的温度采集系统设计.

基于ARM的温度采集系统设计2013554013王义涛一.引言本文针对试验对温度监控系统的要求,设计、开发了基于嵌入式操作系统Linux 和 S3C2410 处理系统软硬件平台的嵌入式多通道高精度温度测量系统的软、硬件设计与实现方法,研究并实现热电阻的多通道高精度监测电路。
本文在对测温技术发展研究的基础上,根据本课题设计的任务要求,设计了基于 PT100(铂电阻)传感器的新型多通道温度检测板(8 通道)。
在该多点温度测量系统中,要求温度监测点 12个,测量范围:0℃~+50℃,分辨力:±0.1℃,准确度:±0.2℃。
温度检测系统将实现多点温度数据的采集、保存、上传。
该系统主要包括两个部分:多通道温度检测板和ARM 通信电路。
温度检测板由电源电路、信号放大及调理电路以及 AD 转换电路与单片机接口电路三部分组成。
基于ARM 的通信电路通过两种方式:串口及网口方式实现对温度数据的采集、上传、读取、保存。
完成 Linux 操作系统在嵌入式系统上的移植,以及 Linux 实时性能改造;软件任务划分与设计,包括 A/D 数据采集任务,算法任务,编制构成本温度多路测量仪的嵌入式程序,并对各部分电路进行实验、调试。
二.系统硬件设计2.1温度检测系统架构框图温度检测系统将实现多点温度数据的采集、保存、上传。
其系统结构图如下:2.1基于四线制接法和自校正设计的电阻测量电路当温度探头附近环境温度发生改变的时候,引起了温度探头 PT100 电阻值的改变。
由于流经 PT100 的电流为恒定值,因此温度采集板通过对 PT100 两端的电压值采集便可以计算出环境温度。
本温度采集板中的温度探头采用了 4 线制解法,可以避免因导线过长带来的电阻误差。
6 路采样信号和 2 路标准电阻信号通过多路模拟开关分时段被进行采样,采样得到的值依次通过信号放大电路和A/D 转换电路进入微控制器(MCU)。
通过自校准算法,从而得到精确温度值采集到的温度测量值可以通过串口或网口的方式与上位机相连。
基于LabVIEW的实时温度采集系统设计

基于LabVIEW的实时温度采集系统设计1. 概述实时温度采集系统是一种用于实时监测和记录环境温度变化的设备,可以广泛应用于工业自动化、实验室监测等领域。
本文将介绍一种基于LabVIEW的实时温度采集系统设计方案。
2. 硬件设计2.1 传感器选择在实时温度采集系统中,传感器的选择十分重要。
常用的温度传感器有热电偶和热敏电阻。
在本系统中,我们选择了DS18B20温度传感器,这是一种数字温度传感器,具有精确度高、精度稳定等特点,适合于实时温度采集系统的应用。
2.2 数据采集模块数据采集模块负责将传感器采集到的模拟信号转换为数字信号,并通过接口与上位机进行通信。
在本系统中,我们选择了Arduino Uno 作为数据采集模块,它不仅具有良好的性能和稳定性,而且可以通过串口通信与LabVIEW进行数据交互。
2.3 信号调理电路温度传感器输出的模拟信号需要经过信号调理电路进行放大和滤波处理,以提高系统的稳定性和准确性。
常用的信号调理电路包括放大电路、滤波电路等。
2.4 数据通信模块数据通信模块负责将采集到的温度数据通过网络或串口等方式实时传输给上位机。
在本系统中,我们选择了以太网模块ENC28J60与LabVIEW进行数据通信。
3. 软件设计3.1 LabVIEW界面设计LabVIEW是一种图形化编程环境,可以通过拖拽元件来组装控制面板和数据处理模块。
在本系统中,我们通过LabVIEW来实现人机交互、数据实时显示和数据存储等功能。
3.2 数据处理及算法设计在实时温度采集系统中,数据处理和算法设计是十分重要的部分。
根据采集到的温度数据,我们可以进行实时的数据处理、异常检测和报警等操作。
通过结合LabVIEW的图形化编程特点,我们可以方便地设计和调试各种数据处理算法。
4. 系统实施与测试根据以上的硬件和软件设计方案,我们可以开始进行系统的实施和测试工作。
首先,按照硬件设计要求进行电路的搭建和连接,然后进行LabVIEW程序的开发和调试。
基于51 单片机的温度采集系统设计

1引言温度与人们的生产生活密切相关,传统的温度采集方法不但费时费力,而且精度差,可靠性也得不到保证,早已满足不了现在各行各业对温度测量的要求[1]。
单片机和温度传感器的出现和运用使得人们对温度的采集和处理方式得到了极大的革新,选取和应用合适的单片机和温度传感器能够提高温度的测量精度和可靠性。
本文基于AT89C51单片机设计的温度采集系统可实时采集环境温度,性能稳定可靠,成本低廉,使用便捷。
2温度采集系统的硬件设计本文设计的温度采集系统利用AT89C51单片机作为数据处理和控制单元,整个电路由温度采集系统模块、单片机控制模块、报警警告模块、温度显示模块和键盘输入模块组成。
首先,温度传感器DS18B20[2]将采集到的温度通过控制总线输入单片机,完成对外界温度的采集;其次,51单片机对接收的温度数据进行分析处理,驱动数码管显示温度信息;最后,把当前环境温度值与使用外部输入键盘设置的上限和下限温度值进行比较,在环境温度超过设定值时触发警报装置进行报警。
温度采集系统框图如图1所示。
图1温度采集系统框图3温度采集系统的软件设计温度采集电路开启运行后,系统将执行温度采集、对采集到的温度值进行处理、超限度警报、键盘输入上下限值和温度显示五项功能。
利用DS18B20将环境温度转化为电信号,然后将采集的温度信号送入单片机处理,进而判断温度的正负值并将温度值和用户设置的温度上下限值进行比较,【基金项目】陕西省自然科学基础研究计划资助项目(2019JQ-493)。
【作者简介】吴迎春(1979-),女,河南唐河人,讲师,从事电子技术研究。
基于51单片机的温度采集系统设计Design of the Temperature Acquisition System Based on 51Single Chip Microcomputer吴迎春,曾利霞(咸阳师范学院物理与电子工程学院,陕西咸阳712000)WU Ying-chun,ZENG Li-xia(College of Physics &Electronic Engineering,Xianyang Normal University,Xianyang 712000,China)【摘要】论文利用AT89C51单片机和DS18B20温度传感器设计了一款能够实现对环境温度进行实时采集并当环境温度超过设定值时进行自动报警的温度采集系统。
温度采集系统能够设计
测控技术课程设计说明书设计题目烘箱温度测控系统的设计姓名班级测控二班学号04 13 11 21 专业07级测控技术与仪器专业指导教师完成日期2010年12月16日提交日期2010年12月17日摘要烘箱(恒温干燥箱)是一种广泛用于工业、农业、医疗和科研项目的温度控制设备,它可以根据实际的工作需要实现升温、保温、降温等控制,从而实现物料的烘干和产品的老化等功能。
本课程设计采用数字式温度传感器DS18B20 和半导体制冷片构成温度测量与升/降温系统,实现温度控制的智能化和自动化。
该系统由温度检测电路、单片机和温度控制电路三部分组成,其中温度检测电路采用数字式温度传感器,温度控制电路采用场效应管驱动制冷片加热或者降温,单片机控制不仅能够完成温度信号的采集和控制信号的输出,还能够控制数码管实时显示温度值,通过键盘实现温度值和工作方式的设定。
关键词:单片机;DS18B20;温度控制;风扇控制ABSTRACTOven (oven temperature) is a widely used industrial, agricultural, medical and scientific research of the temperature control equipment, which can be achieved according to the actual work to heating, insulation, cooling and other controls, in order to achieve drying of materials and products Aging functions. This course is designed with digital temperature sensor chip DS18B20 and semiconductor cooling temperature measurement and the composition L cooling system, and intelligent and automatic temperature control. The system consists of temperature detection circuit, microcontroller and temperature control circuit consists of three parts, of which the temperature detection circuit with digital temperature sensor, temperature control circuit using FET driver chip heating or cooling refrigeration, SCM is not only able to complete the acquisition and temperature signal Control signal output, but also to control the real-time display of digital temperature control, keyboard, and work to achieve temperature settings.Key words: SCM;DS18B20;temperature control;fan control1.概述烘箱温度测控系统的设计包括风扇控制电路设计、智能测控系统的设计和温度控制系统的设计。
基于ZigBee技术的温度数据采集监测系统的设计
基于ZigBee技术的温度数据采集监测系统的设计一、概述随着物联网技术的飞速发展,无线传感器网络在工业生产、环境监测、智能农业等领域得到了广泛应用。
温度数据采集作为基础且关键的环境参数之一,对于保障生产安全、提高生产效率、实现智能化管理具有重要意义。
ZigBee技术作为一种短距离、低功耗的无线通信技术,凭借其低成本、易部署、高可靠性等特点,已成为无线传感器网络的主流技术之一。
本文旨在设计一种基于ZigBee技术的温度数据采集监测系统。
该系统利用ZigBee无线传感器网络采集环境温度数据,通过数据传输和处理,实现对温度信息的实时监测和分析。
系统设计注重实用性和可靠性,力求在保证数据准确性的同时,降低成本和提高效率。
本论文的主要内容包括:对ZigBee技术和无线传感器网络进行概述,分析其在温度数据采集监测系统中的应用优势详细阐述系统设计的整体架构,包括硬件选型、软件设计、网络通信协议等方面对系统的关键技术和实现方法进行深入探讨,如数据采集、传输、处理及显示等通过实验验证系统的性能和稳定性,并对实验结果进行分析和讨论。
本论文的研究成果将为无线传感器网络在温度数据采集监测领域的应用提供有益参考,对推动相关行业的技术进步和产业发展具有积极意义。
1.1 研究背景随着物联网技术的飞速发展,无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN)在环境监测、工业控制、智能农业等领域得到了广泛的应用。
作为WSN的关键技术之一,ZigBee技术因其低功耗、低成本、短距离、低速率、稳定性好等特点,成为实现WSN的重要手段。
温度数据采集监测系统作为WSN的一个重要应用,通过对环境温度的实时监测,为生产生活提供准确的数据支持,对于保障生产安全、提高生活质量具有重要意义。
传统的温度数据采集监测系统多采用有线方式,存在布线复杂、扩展性差、维护困难等问题。
为了解决这些问题,基于ZigBee技术的无线温度数据采集监测系统应运而生。
基于单片机的多路温度采集控制系统的设计
基于单片机的多路温度采集控制系统的设计一、系统设计思路1、系统架构:本系统的所有模块分为两个主要的部分:单片机部分和PC部分。
单片机部分是整个温度控制系统的中心模组,它负责多路温度传感器的信号采集、温度计算和显示,还有一些辅助操作,如温度上下限报警等;PC部分主要实现数据采集、分析、处理、显示等功能,与单片机的交互可通过RS485、USB等接口进行。
2、硬件设计:本系统设计确定采用AT89C52单片机作为系统的处理核心,在系统中应用TLC1543数据采集芯片,采用ADC转换器将多个温度传感器的数据采集,使系统实现多路温度检测同时显示.另外,为了实现数据采集记录,系统可以选用32K字节外部存储封装。
二、系统总控程序设计系统总计程序采用C语言进行编写,根据实际情况,主要分为以下几个主要的模块:(1)初始化模块:初始化包括外设初始化、中断处理程序初始化、定时器初始化、变量初始化等功能。
(2)温度采集模块:主要对多路温度传感器的采集、计算并存储等操作,还可以实现温度的报警功能。
(3)录波模块:提供数据的实时采集、数据的存取、数据的滤波处理等功能。
(4)通信模块:主要是用于实现数据透传,采用RS485接口与PC端的上位机联网,可实现远程调试、远程控制等功能。
(5)用户界面模块:实现数据显示功能,可以根据用户的要求显示多路温度传感器检测到的数据。
三、实验检验(1)检查系统硬件的安装是否良好;(2)采用实测温度值与系统运行的实测温度值进行比对;(3)做出多路温度信号的对比,以确定系统读取的数据是否准确;(4)检查温度报警功能是否可以正常使用,也可以调整报警范围,试验报警功能是否可靠;(5)进行通信数据采集的联网检测,确保上位机和系统可以进行实时、准确的通信。
基于STM32的温度采集系统设计
基于 STM32的温度采集系统设计摘要:本文利用STM32的一种微型处理器来当主控的CPU,通过使用一个独立的数据采集模块采集数据,在这个基础上实现了智能化的温度数据采取、然后还有传输、处理和显示等功能。
并商讨了该怎么提高系统的速度、性能和拓展性。
数据采集是获取信号对象信息的过程。
关键词:嵌入式系统;ARM;DS18B20温度传感器;STM32;温度采集;数据的处理一、引言当今社会,随着社会的不断发展,科学技术的不断进步,测温仪器在各个领域的广泛应用,智能化服务已成为这个时代温控系统发展的重要趋势。
温度控制在生活中还有在工业领域中涉及的非常多,像室内、供暖机构、天气预告等这些场所的温度控制。
像之前传统的温度控制都是手动的,操作起来很麻烦。
本文系统设计目的,首先它得是实现一种精准度高的系统来采集的温度控制系统,其应用必须得以普及,功能强大。
二、整体系统设计(一)系统方案设计第一个方案:需要使用模拟分立的元件,例如电容、电感、晶体管等非线性元件,观察采集的温度和显示的具体效果,这个方案的设计十分的好理解,特别简单,并且它的操作也不是特别的难,还有个好处,就是它的价格是非常合适的。
缺点就是如果用分立的元件,会造成它的分散性特别的大,对集成数字化是十分不好,而且最后测量之后,会存在很大的误差的,所以这个方案的可行性不太好,尽量不用。
第二个方案:选用PC机作为本次设计的主控机。
利用温度传感器来选用温度的信号,通过信号放大器之后,再送到A/D转换芯片中,然后再一次的经过拥有单片机的检测系统来进行下一步的解析和处理,然后再利用通信线路到PC机的上面,在PC的上面也可以通过对温度信号来进行很多的解析和处理的方式,所以这个方案简单来说还是不错的。
(二)系统工作原理通过了解设计需求方面确定了系统的总体方案,这个整体的系统其实是根据使用单片机、温度的传感器、显示屏的模块、报警器还有按键等五个部分来组成的。
使用者最开始得先将这个温度的报警的值输入到程序里,也就是温度的上下限。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
××大学计算机控制课程设计任务书学年第学期学院:专业:学生姓名:学号:课程设计题目:温度采集系统设计起迄日期: 12月15日~ 12月28日课程设计地点:电气工程系综合实验室指导教师:系主任:下达任务书日期: ×××年×月×日课程设计任务书课程设计任务书目录1引言 (1)2计设计目的任务和要求 (1)2.1 设计目的 (1)2.2 设计内容和要求 (1)3 系统总体方案设计 (1)3.1 方案设计 (1)3.2 原理框图 (1)4 硬件设计 (2)4.1 硬件控制电路 (2)4.2 传感器电路 (2)4.3 显示电路的选择 (3)4.4 CPU的选择 (3)4.5 8位A/D转换器ADC0809芯片 (5)4.6 AT89C51与ADC0809接口电路 (6)4.7 单片机控制电路 (7)5软件设计 (7)5.1 绘制程序流程图 (7)5.2 编制汇编源程序 (8)6 调试及仿真 (10)6.1 电路接线图 (10)6.2 仿真及结果 (10)7 结论及心得体会 (11)附录 (13)参考文献 (14)1 引言温度是工业控制中主要的被测参数,随着电子技术和微型计算机的迅速发展,微机的测量和控制技术在工业发展中起到了举足轻重的作用。
单片机具有处理能力强、运行速度快、功耗低等优点。
应用在温度测量方面简单方便、测量范围广、精度高,从而提高了生产效率。
一般来说一个测温系统由以下三部分组成:测量部分、控制部分、显示部分。
因此本设计就是以单片机为核心设计温度采集系统,将采集的信号通过转换以数字方式显示。
2 设计目的任务和要求2.1 设计目的本设计包括确定控制任务、系统总体方案设计、硬件系统设计、软件程序的设计等,使学生进一步学习与理解计算机控制系统的构成原理、接口电路与应用程序,巩固与综合专业基础知识和相关专业课程知识,提高学生运用理论知识解决实际问题的实践技能;2.2 设计内容和要求以8086CPU(或单片机)为核心设计一个温度采集系统,系统可以实现一路温度的采集,在3位LED显示器上显示当前温度。
本设计所用器件主要有传感器,A/D转换器,8086CPU(或单片机),可编程并行接口8255(或不用),LED显示器等。
首先传感器把所测的温度转换为电压,输入A/D转换器中进行转换,然后再把得到的二进制数经CPU在LED上显示出来。
3 系统总体方案设计3.1 方案设计以8086CPU为核心设计一个温度巡回监测系统(A/D采用ADC0809).系统可实现温度信号的采集,在3位LED显示器上显示当前的温度。
经标度变换后送LED 显示器显示,只进行一路采集。
该系统主要用于温度检测,并在LED上显示当前的温度值。
当温度信号改变时,LED显示的值也随之改变。
3.2 原理框图图3-1原理框图 4 硬件设计4.1 硬件控制电路首先应用温度传感器进行温度测量。
当外界环境温度发生变化,传感器的输出电压也会发生对应的变化,电桥的输出信号与ADC0809的模拟量输入端IN0连接,经A/D 转换后,ADC0809的输出引脚与AT89C51的P0口连接。
4.2 传感器电路在自动控制、机电整合的应用中,温度的测量为常见的需求,感测温度的产品有多种型态,依特性可概分为膨胀变化型、颜色变化型、电阻变化型、电流变化型、电压变化型、频率变化型…等,常见的电压变化型的温度传感器有LM35、LM335,其不同点为 LM35 之输出电压是与摄氏温标呈线性关係,而 LM335则是与凯氏温标呈线性关系。
由於摄氏温标较常使用,因此本文将针对LM35做介绍。
LM35是由National Semiconductor 所生产的温度感测器,其输出电压与摄氏温标呈线性关係,转换公式如式(1),0°C 时输出为0V ,每升高1°C ,输出电压增加10mV 。
℃℃T mV T V LM ⨯=10)(35_out 公式(1)LM35有多种不同封装型式。
在常温下,LM35不需要额外的校准处理即可达到±1/4C 的准确率。
其电源供应模式有单电源与正负双电源两种,正负双电源的供电模式可提供负温度的量测;单电源模式在25°C 下静默电流约50μA ,非常省电。
下图是利用LM35温度传感器及晶体管IN914组成单电源供电的测温电路(一般需正负电源)。
图4-1 利用LM35温度传感器及晶体管IN914组成单电源供电的测温电路4.3 显示电路的选择在单片机应用中常用的显示器是LED,因为LED显示器具有功耗低、配置灵活、线路简单、安装方便、寿命长且价格低廉等优点。
本设计用8155芯片控制七段显示器动态显示数据。
4.4 CPU的选择本次设计以CPU选用AT89C5l作为控制芯片.AT89C51的结构简单并可以在编程器上实现闪烁式的电擦写达几万次以上.使用方便等优点。
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压,高性能CMOS8位微处理器,俗称单片机。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL 的AT89C51是一种高效微控制器,为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
AT89C51的引脚结构图所图示, 其管脚说明如下:VCC:供电电压。
GND:接地。
P0口:P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写1时,被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。
P1口:P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时,P1口作为低八位地址接收。
P2口:P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入。
并因此作为输入时,P2口的管脚被外部拉低,将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时,P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口:P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口,可接收输出4个TTL门电流。
当P3口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。
作为输入,由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故。
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST:复位输入。
当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG:当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。
在FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。
在平时,ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的1/6。
因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。
然而要注意的是:每当用作外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲。
如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。
此时,ALE只有在执行MOVX,MOVC指令是ALE才起作用。
另外,该引脚被略微拉高。
如果微处理器在外部执行状态ALE禁止,置位无效。
/PSEN:外部程序存储器的选通信号。
在由外部程序存储器取指期间,每个机器图4-2 AT89C51管脚图周期两次/PSEN有效。
但在访问外部数据存储器时,这两次有效的/PSEN信号将不出现。
/EA/VPP:当/EA保持低电平时,则在此期间外部程序存储器(0000H-FFFFH),不管是否有内部程序存储器。
注意加密方式1时,/EA将内部锁定为RESET;当/EA端保持高电平时,此间内部程序存储器。
在FLASH编程期间,此引脚也用于施加12V编程电源(VPP)。
XTAL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2:来自反向振荡器的输出。
4.5 8位A/D转换器ADC0809芯片目前应用较多的A/D转换器是ADC0809,ADC0809是一种八路模拟输入八路数字输出的转换器件,主要特性如下:分辨率:8位转换时间:次/64个时钟周期电源:+5V模拟输入电压范围:单极性0-5V,具有可控三态输出锁存器。
以上数据满足设计要求,所以选用ADC0809ADC0809的引脚排列如图4-3所示,各功能如下:IN0~IN7:8个模拟量输入端。
START:启动A/D转换。
当START为高电平时,开始A/D转换。
EOC:转换结束后。
当A/D转换完毕时,此信号可用作A/D转换是否完成的查询信号或向CPU请求中断的信号。
OE:输出允许信号,或称为A/D数据信号。
当此信号为高电平时,可从A/D转换器中读取数据。
CLK:实时时钟,最高允许值为640kHz,可通过外接电路提供频率信号,也可由系统ALE分频获得。
ALE:地址锁存允许,高电平有效。
当ALE为高电平时,允许ADDC、ADDB、ADDA锁存到通道地址锁存器,并选择对应通道的模拟输入送A/D转换器。
ADDA、ADDB、ADDC:通道地址输入,C为最高位,A为最低位。
D0~D7:数字量输出。
VREF(+)、VREF(-):正、负参考电压,用来提供D/A转换器的基准参考电压。
一般VREF(+)接+5V,VREF(-)接地。
VCC、GND:电源电压VCC接+5V,GND接地。
图4-3 ADC0809芯片管脚图4.6 AT89C51与ADC0809接口电路如图3-4所示,系统中的ADC0809转换器的片选信号接P2.7,其通道地址IN0~IN7分别为7FF8H~7FFFH。
当AT89C51产生写信号时,由一个或非门产生转换器的启动信号START和地址锁存信号ALE(高电平有效),同时将通道地址ADDA、ADDB、ADDC送地址总线,模拟量通过被选中的通道送到A/D转换器,并在START 下降沿时开始逐位转换,当转换结束时,转换结束信号EOC变高电平,经反相器可向CPU发中断请求。
也可采用查询方式,当AT89C51产生读信号时,则由一个或非门产生OE输出信号(高电平有效),使A/D转换结果读入AT89C51单片机。
ADC0809转换器所需时钟信号可以由AT89C51的ALE信号分频获得。
图4-4 AT89C51与ADC0809接口电路图4.7 单片机控制电路(1)由于设计要求利用3位数码管显示温度,故在P1、P2、P3口进行数码管连接。
由于只显示整数位,小数点不进行连接,因此数码管连接7只引脚即可。