温度采集,,实验报告

温度采集,实验报告 精品文档，仅供参考温度采集,实验报告 课 程 设 计 任 务 书 题 题 目 基于0 D590 得温度测控系统设计 系 系 （ （部 部) 信息科学与电气工程学院 专 专 业 电气工程及其自动化 班 班 级 电气 092 学生姓名 刘玉兴 学 学 号 090 192 0 月 日至 月 日 共 周 周 指导教师 （ 签字) 系 系 主 任 任 （ 签字) 年 月 日 一、设计内容及要求 在单片机实验台上实现智能温度采集系统得设计.要求利用温度传感器 AD50 采集温度信号,并调理放大采集到得电压信号，用DC009 进行电压转换,实现温度采集,并将采集温度用数码管静态方式显示出来。 设计内容包括：1）A590 温度采集电路;)AD089 接口电路;3)数码管静态方式实时显示温度;)可按键设置报警上下限。 设计要求:1)能演示;2)能回答答辩过程中提问得问题;）完成设计报告. 二、设计原始资料 单片机原理及应用教程 范立南 006 年 月 单片机原理及应用教程 刘瑞新 200年 07 月 三、设计完成后提交得文件与图表 .计算说明书部分 1)方案论证报告打印版或手写版 2)程序流程图 3)具体程序 2.图纸部分: 具体电路原理图打印版 四、进程安排 教学内容 地点 资料查阅与学习讨论 现代电子技术实验室 分散设计 现代电子技术实验室 编写报告 现代电子技术实验室 成果验收 现代电子技术实验室 五、主要参考资料 电子设计自动化技术基础马建国、孟宪元编 清华大学出版 04 年 4 月 实用电子系统设计基础 姜威 2008 年 1 月 单片机系统得 PRTEUS 设计与仿真 张靖武 2007 年 4月 摘要 温度就是工业生产与自动控制中最常见得工艺参数之一。过去温度检测系统设计中,大多采用模拟技术进行设计，这样就不可避免地遇到诸如传感器外围电路复杂及抗干扰能力差等问题;而其中任何一环节处理不当，就会造成整个系统性能得下降。随着半导体技术得高速发展,特别就是大规模集成电路设计技术得发展， 数字化、微型化、集成化成为了传感器发展得主要方向。 以单片机为核心得控制系统.利用汇编语言程序设计实现整个系统得控制过程。在软件方面，结合AC0809并行8位A/D转换器得工作时序,给出851单片机与ADC90并行 A/转换器件得接口电路图，提出基于器件工作时序进行汇编程序设计得基本技巧。本系统包括温度传感器,数据传输模块,温度显示模块与温度调节驱动电路，其中温度传感器为数字温度传感器AD90，包括了单总线数据输出电路部分.文中对每个部分功能、实现过程作了详细介绍。 关键词：单片机、汇编语言、AD0809、温度传感器D90 bs act Temeraur s the most on one of proess aramters in automatic cotol and inustria prodution、 In the aitil tempaue mesurent system desg, often sig ilo ecnoloy t sig, an this will initably enounr error ensatio, h as lea,plex outside circut,por ant-amm and otr ssues, ad part f eal ih thm Improerly， cou aue the entire system f te dine、With moden sciene ad technloy of semondct dloment, espcay arg-scale integrated ciruit design ehnologies, iita, iniatrizaton, egrtion sensors are being an mortant ietio of delopmen、n he ontrl systes with he co of SCM,e agua proramig is sed to achieve t conl th wole ssem.bing ith the operaton seqence f ADC089,the ntra ciu diagras f 80C5 S d ADC80 paallel AD coneger ale given。h bsic lls o assmbly languae proramig ased on t oerat nee f te chip a pt fowrd。This sstm nclude teeatre enr and data tnsmisson, the mduledilay module a theroegulaton diven cirt frm th senors intigures o t tepeature sensos AD590, icldin a it f th dat outputcircu、The text o every ar of the funtions ad roedure at prset、 ey word:nge-cip;assbly lagug;paralel A/D onvesion; D080;Tepeture sensor AD0 目录 摘要误错 错误! 未定义书签。 Atact .错误! 未定义书签。 第一章 系统功能原理及硬件介绍误错 错误! 未定义书签。 1、1 80C1 单片机介绍 .错误! 未定义书签。 1、2 ADC009 介绍-误错 错误! 未定义书签。 l、 DC89 得主要特点 .错误! 未定义书签。 1、2、2 D0809 芯片得工作原理7 1、3 590 得介绍.错误! 未定义书签。 第二章 理论分析误错 错误! 未定义书签。 2、1 各模块接线及原理说明误错 错误! 未定义书签。 2、1、1 AD9采集温度信号模块 .错误! 未定义书签。 2、1、2 ADC08 AD(模数)转换模块 .错误! 未定义书签。 2、动态数码管显示模块.错误! 未定义书签。 2、1、4 蜂鸣器超量程报警模块.错误! 未定义书签。 2、最小分度、量程及报警温度得算法误错 错误! 未定义书签。 、2、1 最小分度、量程得算法误错 错误! 未定义书签。 第三章 各模块电路设计误错 错误! 未定义书签。 3、1 温度测量采集及加热电路模块.错误! 未定义书签。 3、2 并行 A/（模数)转换模块 .错误! 未定义书签。 3、3 蜂鸣器超量程报警模块误错 错误! 未定义书签。 、4 可按键设置报警模块误错 错误! 未定义书签。 第四章 电路与程序设计误错 错误! 未定义书签。 、 程序流程图.错误! 未定义书签。 4、2 程序清单.错误! 未定义书签。 总结误错 错误! 未定义书签。 参考文献.错误! 未定义书签。 第一章 系统功能原理及 硬件介绍 该数字温度计利用D集成温度传感器及其接口电路完成温度得测量并转换成模拟电压信号,经由模数转换器 AC0809 转换成单片机能够处理得数字信号,然后送到单片机 80C51 中进行处理变换，最后将温度值显示在 LED 显示器上。系统以 80C51 单片机为控制核心,加上 AD9测温电路、AC809 模数转换电路、温度数据显示电路以及外围电源等组成。系统组成框图如图 1 所示. 图 1 系统组成框图 80C51 温度显示 电源及复位电路等 ADC0809 模数转化 AD590 测温电路 超量程报警 、 0C 1 单片机介绍 80C5就是美国ATMEL公司生产得低电压,高性能MO8位单片机,可提供以下标准功能：4 字节闪存，128 字节内部AM，3个 I/O 口线,两个 16 位定时/计数器，一个 5 向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，8C1 可降至H得静态逻辑操作,并支持两种软件可选得节电工作模式。空闲方式停止 CPU 得工作，但允许,定时/计数器,串行通信口及中断系统继续工作.掉电方式保存 RAM 中得内容,但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。 图 2 8C1 引脚图 引脚功能说明 cc：电源电压 GND：地 0 口:P0 口就是一组 8 位漏极开路型双向 I/口,即地址/数据总线复位口.作为输出口用时,每位能吸收电流得方式驱动 8 个逻辑门电路，对端口写“1”可 作为高阻抗输入端用在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址(低 8 位）与数据总线复用,此时 P0 激活内部得上拉电阻。 P1 口:P1 就是一个带有内部上拉电阻得位双向/口。P1 得输出缓冲级可驱动(输入或输出）个 TTL 逻辑门电路。对端口写“1,通过内部得上拉电阻把端口拉到高电平,此时可做输入口。因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。 P口：P2 就是一个带有内部上拉电阻得 8 位双向 I/O 口,P2 得输出缓冲级可驱动(输入或输出电流）个 T逻辑门电路。对端口写“1”,通过内部得上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作为输入口.因为内部存在上拉电阻,某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。在访问外部程序存储器获 1位地址得外部数据存储器（例如执行 O DT指令)时,2 口送出高位地址数据。在访问 8 位地址得外部数据存储器(如执行 MOVX I指令）时，2 口线上得内容(也即特殊功能寄存器（SR）区中 R2 寄存器得内容)，在整个访问期间不改变。 P3 口:P口就是一组带有内部上拉电阻得 8 位双向 I/口。P3 口输出缓冲级可驱动(输入或输出)4 个 TTL 逻辑门电路.对3 口写入“”时，她们被内部上拉电阻拉高并可作为输入口。此时,被外部拉低得 P口将用上拉电阻输出电流。 RST：复位输入。当振荡器工作时，RST 引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。 ALE/ROG：当访问外部程序存储器或数据存储器时,ALE(地址锁存允许)输出脉冲用于锁存地址得低 8 位字节。即使不访问外部存储器,A仍以时钟振荡频率得 1/输出固定得正脉冲信号,因此它可对输出时钟信号或用于定时。要注意得就是:当访问外部数据存储器时将跳过一个LE 脉冲。闪存编程期时,该引脚还用于输入编程脉冲.PSEN:程序存储允许输出就是外部程序存储器得读选通信号,当 80C51 由外部程序存储器取指令（或数据)时,每个机器周期两个 PSE有效,即输出两个脉冲。在此期间，当访问外部数据存储器，这两次有效得SEN 信号不出现。 E/VP：外部访问允许.要使 C仅访问外部程序存储器(地址为000H-FFFH）,E端必须保持低电平（接地)。需注意得就是; 如果加密位 LB1 被编程,复位时内部会锁存A 端状态。如 端为高电平（接 VCC 端)，CPU 则执行内部程序存储器中得指令。 TA1：振荡器反相放大器及内部时钟发生器得输入端。 XTAL2 :振荡器反相放大器得输出端。 1 、2 A C080 介绍 l、1 ADC0 9 得主要特点 ADC09 模数转换器，ADC0809 就是 8 通道位MOS 逐次逼近式 A转换芯片,片内有模拟量通道选择开关及相应得通道锁存、译码电路,A/转换后得数据由三态锁存器输出,由于片内没有时钟需外接时钟信号。 芯片得引脚如图 211，各引脚功能如下： N0IN:八路模拟信号输入端.ADA、ADDB、ADD-:三位地址码输入端。 OCK:外部时钟输入端。CLOCK 输入频率范围在 1120KHz,典型值为 640KHz,此时 AD 转换时间为100u。51 单片机 ALE 直接或分频后可与LOCK 相连。 DD：数字量输出端.O：A/D 转换结果输出允许控制端.当 OE 为高电平时，允许 A/D 转换结果从 D7 端输出。 图211 C0809 引脚 AE：地址锁存允许信号输入端。 八路模拟通道地址由 A、B、C 输入,在LE 信号有效时将该八路地址锁存.AT：启动 A/转换信号输入端。 当 SAT 端输入一个正脉冲时，将进行转换。 E：A/D 转换结束信号输出端。 当 A/D 转换结束后，C 输出高电平。 re（)、Vrf（)：正负基准电压输入端。 基准正电压得典型值为V.1 、2 、2 C0809 芯片得工作原理 A0809带有片内系统时钟,该时钟与IOCLOCK就是独立工作得,无需特殊得速度或相位匹配。当为高时,数据输 D 端处于高阻状态，此时 I/O CLOC不起作用。这种 CS控制作用允许在同时使用多片 ADC0809 时,共用 IcLOCK，以减少多路(片)AD 使用时得IO 控制端口。一组通常得控制时序操作图如下: 图 4 TC4得工作时序 1 、3 D 90 得介绍 AD90就是AD公司利用N结构正向电流与温度得关系制成得电流输出型两端温度传感器、（热敏器件) AD590 就是美国模拟器件公司生产得单片集成两端感温电流源.它得主要特性如下： 、流过器件得电流（A)等于器件所处环境得热力学温度(开尔文)度数,即:mA/K 式中: -流过器件(A59）得电流，单位为 mA; T热力学温度，单位为 K。 2、AD590 得测温范围为5+15。 3、A9得电源电压范围为 40V。电源电压可在 4V6V 范围变化,电流 变化 1mA，相当于温度变化 1K。AD590 可以承受 4正向电压与0反向电压，因而器件反接也不会被损坏. 4、输出电阻为 7MW。 5、精度高。AD50 共有 I、J、K、L、M 五档，其中 M 档精度最高,在55+10范围内,非线性误差为0、3。 AD50 温度感测器就是一种已经 I化得温度感测器，它会将温度转换为电流，在 8051得各种课本中常瞧到它,相当常用到. 其规格如下: 温度每增加 1,它会增加 1输出电流. 可量测范围5至 15。 供应电压范围4V 至 30. AD59得输出电流值说明如下: 其输出电流就是以绝对温度零度（-273）为基准,每增加 1,它会增加 1输出电流,因此在室温 25时,其输出电流 Io=(2325）298A。 Vo 得值为乘上 10K，以室温 25而言,输出值为、98V(0298A）。 量测 Vo 时,不可分出任何电流,否则量测值会不准。 AD90 得输出电流 I=(27+T)（T 为摄氏温度），因此量测得电压 V 为(273+T)A 1= （2、7100）V。为了将电压量测出来又需使输出电流 I 不分流出来,我们使用电压追随器其输出电压 V2 等于输入电压。 由于一般电源供应较多零件之后,电源就是带杂讯得，因此我们使用齐纳二极体作为稳压零件，再利用可变电阻分压,其输出电压1 需调整至 2、73V 接下来我们使用差动放大器其输出 Vo 为 (100/10）(2-V1)T0V。如果现在为摄氏 28 度,输出电压为 2、8V 图 5 AD59得封装及其基本应用电路 图 6 D内部电路原理图 第二章 理论分析 ADC80温度采集系统采用了 AD59采集温度信号，AD009 转换温度模拟信号，80C51（伟福仿真器仿真)控制 AD809 转换，静态数码管显示，超量程报警。 2 2、1 1 各模块接线及原理说明 、1 、1 AD 90 采集温度信号模块 将 T-DETET 接到 AC009 得N0 端口,然后用-ON 控制电路加热与否。不需要进行其她得控制。 2 、1 、2 A C0809 A/D( 模数）转换模块 ADC09 得三个口分别为 EO、C与 CS 端口,其中 C为时钟、CS 为片选、EO为转换结束状态信号。 2 、1 、静态数码管显示模块 静态数码管显示电路由四只4S164、四只共阴极ED 数码管组成.输入只有两个信号，它们就是串行数据线 DIN 与移位信号 CL.单片机得3 口输出显示段码，经由一片 4L4 驱动输出给 LE 管,由 P3、0 口输出位码,经由4L 输出给 LED 管.2 、1 、4 蜂鸣器超量程报警模块 由 AT89C51 得 I/O 口直接输出信号到蜂鸣器得控制信号输入端口 C,当输入信号为高点平时,蜂鸣器报警。 2 、2 最小分度、量程及报警温度得算法 、2 、1 最小分度、量程得算法 DC080工作温度为 00，温度与电压成正比.当设定量程与0接近时测量所得温度与实际温度才能相符。 ADC809 得D 输出为 00到 FF,可进行 256 等分,3 能被 25整除，以此算法设定最小分度为 0、3,量程为 080、0，比较符合要求。 2 、2 、2 报警温度得算法 设定最小温度分度为 0、33，量程为 08、0,所以,15、0时/D 输出得数字量为 2DH,6、时 AD 输出得数字量为BFH。报警温度为:15、063、67 第三章 各模块电路设计 温度采集系统由温度采集模块、AD 转换模块与温度值显示模块三大部分组成。其中温度采集模块主要用 AD90 采集温度，并输出一个模拟电压信号,DC09 接收到模拟信号后,进行D 转换把模拟信号转换位数字信号，并行输出(一个时钟下降沿输出一次），单片机接到数据后存入累加器,经过一定得转化,经过4L164 输入到七位数码管中,并静态显示出来,当温度超过设定得报警温度,蜂鸣器报警装置自动报警 、1 1 温度测量采集及加热电路模块 TDETEC接到 ADC80模拟信号输入端 IN-，T-CN 接高电平时开始加热。 图 7 温度测量采集及加热电路原理图 图 8 参考电压电路 3.2 并行/D( 模数) 转换模块 图 9 并行模数转换电路 3 3 、4 蜂鸣器超量程报警模块 图 11 蜂鸣器超量程报警原理电 3、 可按键报警模块 通过 I/O 口控制按键输入,暂存在寄存器 B，并由 P2 口通过显示灯显示出来。与暂存在寄存器 A 中数对比,若 A 高于 B 就报警,否则正常显 示。 第四章 电路与程序设计 4 、1 程序流程图 开始 温度采集 启动转换 进行标度转换 将十位、个位、小数位分开 处理小数位 各位暂存在单片机 就是否达到 报警下限温度 执行报警子程序 查段码,送静态显示管 观察示数 结束 就是否达到 报警上限温度 Y N Y N 4 4 、2 2 程序清单 ORG 0000H SJMP MAI MAIN:MOV DTR,#7FF ;DPTR 指向 0 通道 MVX PT,A ；启动 A/D 转换 JNB 3、2,$ ；等待 MV ，R ;读数 MO 40H,A ;存数 LCAL DNW ;设置下限 LP0:CAL U ;设置上限 LP1:LCL TRAN ;模数数据转换 CAL DI ;数据得静态显示 LCALL DELAYs JP MA DNOW：OV A,40H CJNE A,#DH,LOP2 LP2:JC LP0 ;C0,转P0 J LP4 ;Cy=,转 LOP4 P:MOV A,40 CJN ,#0BFH,L3 OP:J LOP4 ;Cy0，转 LOP AMP O1 ；Cy=,转 L LOP4：MO S,#6 ;给堆栈指针赋初值 ACAL MSIC JM P ；;；;蜂鸣器输出声子程序;；;；; MUIC:OV H,4H LOP6：MV 5,#60H ;控制音长 IC：L P1、5 CAL A5ms ;控制音调 D R5，MIC 4H，LO6 RT ;；;；;；;数据转换;；;；;；;；;； TRN:OV R0，H MO 3，30H ；用来存放小数位 A,0 ;把0 中得数给 MV B,#03 IV AB ;标度变换 3 格一度 M R3, ;存小数 MV B,#0AH DV B; 开分位个与位十得果结换变度标将 MO R0,A ；将十位数送显示缓冲单元 I R0 ;指向缓冲单元下一地址 OV ,B ；将个位数送显示缓冲单元 MV ，3 ;标度转换结果小数部分处理 MV B,03H MUL AB ;实现三格一度 INC R ；指向下一个缓冲单元 MOV 0，A ;将小数送显示缓冲单元 LOP8：RET ；返回 ；;静态显示子程序串入并出；;； SP:M DPT，TB ；段码表首地址 MOV ,#40H ;0 指向缓存区首地址 MV A，0 ;将整数位数给 A MO A，ADP ;查十位段码 OV 40H,A ;将段码结果送入 40H INC R0 ;R0 指向缓存区下一地址 MV A,R0 ;将个位数给 A MC A,+DTR ;查个位段码 O 41, ;将段码结果送入 41 IC R0 ;R0 指向缓存区下一地址 MOV A，0 ;将小数给 MOVC ,A+DPTR ;查小数段码 OV 4H,A ;将段码结果送入 4 ;；;最后一位清零；;；;；;； MO 43H,H O A，4H MV R7,#8 CC:B CC、7,AA CLR 3、0 MP BBB AAA:TB 、 B:SEB 、1 ;CLK 下降沿触发 CR P3、 L DJNZ R,CCC ;；;小数位数显示;；;；; MOV A,42H OV R7，#08H CC:JB CC、7, LR 、0 P BB AA：SEB P3、0 BB:SET 3、 ；CLK 下降沿触发 CLR 3、1 RL A DJ R,C ；所有位检测后顺序执行 ；;；;；个位数显示;；; RL 4H，80H ；个位数后置小数点 MOV A,4 MOV 7，#H D:JB ACC、7,E CR P3、0 JMP FF ：SETB P3、0 F:SETB P、1 ;CLK 下降沿触发 R P、1 RL DJZ R7,DD ；所有位检测后顺序执行 ；;；;十位数数显示；;；; V A，4 MO R7，08H GG:JB ACC、7,H L P3、0 JM I :B P3、 I:SETB 3、1 ；CLK 下降沿触发 CLR 3、1 RL A DNZ 7，G ;所有位检测后顺序执行 TAB： B 3FH,06H,5BH,6H DB 6H,7D，0H，6FH LP9:RET ;；;；;；为使数据显示稳定延时秒；;； ELAY1s：MV R4，#10 ：V R5,00 H:OV ，#249 H:NO O DJN 7，H2 DNZ R5，D1 DJNZ R4,DH0 010:RT ；;；;；;；;延时子程序;；;；;；; DELAYms：MO R7,#H DELAY:MOV R，40H DEAY1:DNZ R6,ELAY1 JNZ R7,ELAY0 LP11:RE ND 总结 在这一周得课程设计与实习中，我从中学到了很多很多、 首先,感谢潘老师对我们得得指导与她对我们严格得要求。起初得两天,我们查阅资料,从书中找，上网查,但就是始终没有一个具体方案，经过潘老师第二天下午对我们得指点,我们可以从宏观把握整个实验,大体分成四部分做:1 设计 AD9温度采集电路；2 DC08接口电路; 数码管静态方式实时显示温度； 可按键设置报警上下限。 之后几天，我们逐个问题攻破，把每块都制作出来，然后整合成我们所需要得程序,刚开始还调试不出来，经过我们小组成员得努力，最后我们终于弄好了。 老师还告诉我门,设计要注重软件与硬件得结合,尤其就是硬件,有了硬件，软件程序很好写。这次课程设计让我受益匪浅,也实实在在得学到了不少东西,尤其就是那严谨得态度.参考文献 李全利单片机原理及接口技术北京：高等教育出版社,2009、 2 张靖武 周灵彬 单片机原理、应用与 PRTUS 仿真 电子工业出版社，2008 3 赵全利 肖兴达单片机原理及应用教程机械工业出版社,200 4 何立民、单片机应用技术选编M、北京:北京航空航天大学出版社,2004、 邱关源、电路 第五版、高等教育出版社 6 实验台原理图 7 实验台实验指导书 8 网络 指导老师成绩 答辩小组成绩 总成绩