2022年单片机的多路温度采集控制系统设计方案.docx

精品学习资源单片机温度掌握系统毕业论文随着现代信息技术的飞速进展，温度测量掌握系统在工业、农业及人们的日常生活中扮演着一个越来越重要的角色，它对人们的生活具有很大的影响，所以温度采集掌握系统的设计与讨论有特别重要的意义；本次设计的目的在于学习基于51 单片机的多路温度采集掌握系统设计的基本流程；本设计采纳单片机作为数据处理与掌握单元，为了进行数据处理，单片机掌握数字温度传感器，把温度信号通过单总线欢迎下载精品学习资源从数字温度传感器传递到单片机 上；单片机数据处理之后，发出掌握信息转变报警和掌握执行模块的状态，同时将当前温度信息发送到LED进行显示；本系统可以实现多路温度信号采集与显示，可以使用按键来设置温度限定值，通过进行温度数据的运算处理，发出掌握信号达到掌握蜂鸣器和继电器的目的；我所采纳的掌握芯片为AT89c51 ，此芯片功能较为强大， 能够满意设计要求；通过对电路的设计，对芯片的外围扩展，来达到对某一车间温度的掌握和调剂功欢迎下载精品学习资源能；关键词： 温度多路温度采集驱动电路正文 ：1、温度掌握器电路设计本电路由89C51 单片机温度传感器、模数转换器 ADC080、9 窜入并出移位寄存器74LS164、数码管、和LED 显示电路等组成；由热敏电阻温度传感器测量环境温度，将其电压 值送入 ADC0809的 IN0 通道进行模数转换，转换所得的数字量由数据端 D7-D0 输出到 89C51的 P0 口，经欢迎下载精品学习资源软件处理后将测量的温度值经单片机的 RXD端窜行输出到 74LS164，经74LS164 窜并转换后，输出到数码管的 7 个显示段，用数字形式显示出当前的温度值； 89C51 的 P2.0 、P2.1 、P2.2 分别接入 ADC0809通道地址挑选端 A、B、C，因此 ADC0809的 IN0 通道的地址为 F0FFH；输出驱动掌握信号由p1.0输出， 4 个 LED 为状态指示，其中， LED1 为输出驱动指示 ， LED2 为温 度正 常指 示， LED3 为高于上限温度指示， LED4 为低于下限温度指示；当温度高于上限温度值时，有p1.0输出驱动信号，驱动外设电路工作，同时LED1欢迎下载精品学习资源亮、LED2灭、LED3亮、LED4灭；外设电路工作后，温度下降，当温度降 到正常温度后， LED1 亮、 LED2亮、LED3 灭、LED4 灭；温度连续下降 ， 当温度 降到下限 温度值时 ， p1.0信号停止输出，外设电路停止 工作，同时 LED1灭、LED2灭、LED3 灭、 LED4 亮；当外设电路停止工作后，温度开头上升，接着进行下一工作周期；2、温度掌握器程序设计本软件系统有 1 个主程序， 6 个子程序组成； 6 个子程序为定时 / 计数器 0 中断服务程序、温度采集及欢迎下载精品学习资源模数转换子程序 ADCO、N温度运算子程 序 CALCU、 驱 动 控 制 子 程 序DRVCON、 十 进 制 转 换 子 程 序 METRICCON及 数 码 管 显 示 子 程 序 DISP；（1） 主程序主程序进行系统初始化操作， 主要是进行定时 / 计数器的初始化；（2） 定时/ 计数器 0 中断服务程序应用定时计数器 0 中断的目的是进行定时采样，排除数码管温度显示的闪耀现象，用户可以依据实际环 境温度变 化率进行 采样时间 调整；每当定时时间到，调用温度采集机模数转换子程序 ADCON ，得到欢迎下载精品学习资源一个温度样本，并将其转换为数字 量，传送给 89C51 单片机，然后在调用温度运算子程序CALCU ，驱动掌握子程序 DRVCON ，十进制转换子程序 MERTRICCON ，温度数码显示子程序 DISP；（3） 温度采集及模数转换子程序ADCON该子程序进行温度采样并将其 转换为 8 位数字量传送给 89C51 的P0 口；采样得到的温度数据存放在片内 RAM 的 20H 单元中；（4） 温度运算子程序 CALCU依据热敏电阻的分度值和电路参数运算出出一张温度表，存放在欢迎下载精品学习资源DATATAB 数据表中，由于篇幅关系，本程序只给出0-49的温度数据；一个温度有两个字节组成，前 一字节为温度值，后一字节为该温 度所对应的热敏电阻上的电压的数 字量；依据采样值，通过查表及比 较的方法运算出当前的温度值，并 将其存入片内 RAM 的 21H 单元；采纳查表法运算温度值时为了克服热 敏电阻的阻值温度特性曲线的 非线性，提高测量精度；（5） 驱动掌握子程序 DRVCON该子程序调剂温度，当温度高 于上限温度时 <本程序设为 30），P1.0 输出驱动掌握信号，驱动外设欢迎下载精品学习资源工作降温；当温度下降到下限温度 时<本程序设为 25）， P1.0 停止输出，温度上升，周而复始；工作状 态有 LED1-LED4 指示；（6） 十 进 制 转 换 子 程 序METRICCON将存放于内部 RAM21H 单元的当前温度值得二进制数形式转换为 十进制数 <BCD 码）形式，以便输出显示，转换结果存放在片内RAM 的32H 单元 <百位）、 31H< 十位）、30H 单元<个位）；（7） 数码显示子程序 DISP该子程序利用89C51 串口的方式 0 串行移位寄存器工作方式，将片欢迎下载精品学习资源内 RAM 的 30H、31H、32H 单元的BCD 码查表转换为七段码后由 RXD 端串行发出去，然后经 74LS164 串并转换，将七段值传送给数码管，以十进制形式显示出当前温度值；依据以上分析画出的部分程序设计流程图如图 1-0 至图 1-4 所示；开头在 0000H 处放置一条长跳转指令LJMP MAIN 跳转到主程序在 0000H 处放置一条长跳转指令LJMP T0INT 跳转到 T0 中断服务程序图 1-0部分程序设计流程图的设计框架欢迎下载精品学习资源主程序计数寄存器 R1 赋初值 10P1 口赋初值 FFH，全部指示灯全灭堆栈指针 SP赋初值 60HTMOD 赋初值 01HT0 工作于定时方式 1 软启动TH0 赋初值 3CH，TL0 赋初值 B0H， T0 定时 100msIE 赋初值 82H， T0 答应中断SETB TR0启动 T0 工作动态停机欢迎下载精品学习资源图 1-1主程序流程图T0 中断服务程序N温度采样时间间隔到否Y调用温度采纳及模数转换子程序 ADCON调用温度运算子程序CALCU调用驱动掌握子程序DRVCON调用十进制转换子程序METRICCON调用数码管显示子程序 DISPT0 重装初值中断返回欢迎下载精品学习资源图 1-2T0 中断服务程序流程图温度采样及模数转换子程序将 ADC0809启动 A/D 转换转换终止否读取转换数据将转换数据存于片内RAM20H 单元返回欢迎下载精品学习资源图 1-3温度采样及模数转换子程序流程图欢迎下载精品学习资源温度运算子程序温度数据表索引值寄存器 R2 赋初值 01H温度数据表首地址送DPTR查表取出某一温度的电压数据大于当前温度电压值与查相等表取得的某一温度电压值比较小于欢迎下载精品学习资源索引值加 2取出表中前一温度值将该温度值存于21H 单元查表取出该温度值将该温度值存于21H 单元欢迎下载精品学习资源返回返回图 1-4温度运算子欢迎下载精品学习资源程序流程图3、详细内容<1）温度掌握器电器原理图设计 按以上分析及相关学问设计出的温度掌握器电路原理图如图1-5 所示；欢迎下载精品学习资源P1.3P0.3368D3P1.4P0.43518D4VR-16P1.5P0.53419D5P1.6P0.63320D6IC2P1.7P0.73221D7IC1RSTP2.02125AAT89C51P2.12224BADC0809T1P2.22323CIN0269OEIN12722ALEIN2286SCIN31IN42+5V输出掌握R6R5s470R1LED110kR2 200绿 LED2200 R320012345678c1 10uFP1.0P1.1 P1.2+P0.0P0.1 P0.2393837171415D0 D1D2VR+12红 LED3R4黄 LED4200R720k9151431291011T0EA/Vp pPSEN RXDTXDP2.3 P2.4 P2.5 P2.6 P2.7RD242526272817IC3A74LS022 131RT7EOCWR2INT0INT1ALE161213305 74LS02IC3B 1 4610CLKIN5 IN6IN7345R8100kL1ALTAXT1X81916MHzC230pFC330pF8 com8883 compd g f e d c b a333pd g f e d c b apd g f e d c b apd g f e d c b a5 0 9 1 2 4 6 715 0 9 1 2 4 6 715 0 9 1 2 4 6 71470x213 4 5 6 0 1 2 31 1 1 10 1 2 3 4 5 60 0 0 0 0 0 01 1 1 170 1 2 36 73 4 5 6 0 1 2 33 4 5 6 01 1 21 310 1 2 3 4 5 6 7IC50 0 0 04 05 00IC60 0 0 0 00IC774LS16474LS16474LS16474LS164A BKRLLKCCA BLCRL CABKLRLCC1 21 21 21 2IC8图 1-5 温度掌握电路原理图<2）温度数据表欢迎下载精品学习资源1714158181920212524239226RTR9710EOCR8100kCLKIN5 IN6IN7345在图 1-5 所示的电路中，热敏电阻的连接如图 1-6 所示；D012VccD1VR<+ ）D2D316D4D5VR< - ）D6D7R7IC220kABCADC0809IN026OEIN127ALEIN228SCIN31IN42图 1-6 热敏电阻的连接本设计所使用的热敏电阻的分度表及 ADC0809 转换后的电压数字欢迎下载精品学习资源量见附表 1-1 所示转 换后的电 压数字量 的运算方 法为：热敏电阻与 R8 并并联后的总电阻： R=<Rt*R8 ）/<Rt+R8）R 与 R7 串联电路中 R 的分压值 <即输入 ADC0809 的模拟量）： V=5R/<R+R7 ）5V 被分成 256 等分<8 位量化），就每份的电压值： =5/256输入的模拟量电压经8 位量化后的数字量： D=V/ 例如，热敏电阻在温度为20时的阻值为 62.254 千欧，就依据上述方法运算出的电压数字量为169，留意欢迎下载精品学习资源在运算中 R7 用实测值 19.6 千欧代入进入运算；在实际做该电路时，可依据自己所挑选的热敏电阻的分度表计相关 电路参数 ， 按上述 方法运算 出ADC0809 转换后的各温度对应的电压数字量；程序中的温度数据表构成：1 个温度数据占 2 个字节，前一字为温度值，后一个字节为该温度下热敏电阻上的模拟电压转换成德 8 位数字量；如在 20时，热敏电阻对应的电压数字量为 169，就 20，169 组成一个温度为 20的温度数据；按这样方法组成的0-49的温度数据表欢迎下载精品学习资源如下：DATATAB ：DB 0，194，1 ，193 ，2 ，192， 3， 191，4，190DB 5， 189， 6， 188， 7 ，187， 8， 186，9，185DB10， 184， 11， 182， 12， 181，13，180，14，178DB 15， 177， 16， 175， 17， 174，18，173，19，171DB20 ， 169 ， 21 ，168，22，166，23，165，24，163DB25 ， 161 ， 26 ，159 ， 27， 158 ， 28 ， 156， 29 ，154DB30 ， 152 ， 31 ，欢迎下载精品学习资源150，32，149，33，147，34，145DB35 ， 143 ， 36 ，141，37，139，38，147，39，135DB 40，133，41，131， 42，129，43，127，44， 125DB 45，123，46，121， 47，118，48，116，49，114在温度采样机模数转换子程序 中，采样得到的当前温度下热敏电 阻上的数字电压存于20H 单元，在温度运算子程序中通过查表的方法 从表中的第一个温度<0）下热敏电阻上的数字电压开头，依次取出 各温度下热敏电阻上的十字电压，欢迎下载精品学习资源与与存于 20H 单元的当前温度下热敏电阻上的的数字电压比较，如小 于当前温度的数字电压，就在取出 下一温度的数字电压与当前温度的 数字电压比较；直到大于或等于当 前的温度数字电压，比较终止；如 大于就取出前一温度作为当前温度 存于 21H 单元，如等于就将该温度作为但前温度存于20H 单元；这种温度运算方法，防止了温度特性曲 线的非线性对温度运算精确性的影 响，运算出的温度特别精确；<3）温度掌握程序设计在本设计中，晶体振荡器频率 为 6MHz ， T0 定时时间为 100ms，欢迎下载精品学习资源T0 工作于方式 1，就 T0 的初值为： X=< 最大计数值 M定时时间 t/及其周期Tm）=216- 100ms/2us=15536=3CB0H按以上任务分析设计出的源程序如下：ORG 0000H；跳转到主程序LJMP MAIN ；ORG 000BH；LJMP T0INT ；跳转到 T0 中断服务程序；主程序ORG 0100H；MAIN:MOV R1,#10 ； T0 100 立刻定时溢出计数寄存器 R1 赋初值 10欢迎下载精品学习资源MOV P1,#0FFH； 全部指示灯灭MOVSP,#60H； 堆 栈 指 针 赋 初 值60HMOVTMOD,#01H ；T0 定时、方式1、软启动MOV TL0,#0B0H ；T0 赋初值MOV TH0,#3CH ；MOV IE,#82H ；开放 T0 中断SETB TR0；启动 T0SJMP $；定时 /计数器 0 中断服务程序ORG 0200H；T0INT:DJNZ R1,NEXT ；T0 溢出 10次，即 1s 进一次采样处理LCALL ADCON ；调用温度采样及模欢迎下载精品学习资源数转换子程序LCALLCALCU ；调用温度运算子程序LCALL DRVCON ； 调用驱动掌握子程序LCALLMETRICCON ； 调用十进制转换子程序LCALLDISP； 调用数码管显示子程序MOV R1,#10 ；R1 重赋值 10 NEXT:MOV TL0,#0B0H ； T0 重装初值MOV TH0,#3CH ；RETI ；温度采样及模数转换子程序欢迎下载精品学习资源ORG 0300H；ADCON:MOVDPTR,#0F0FFH； 选通 ADC0809 通道 0MOV A,#00H ；MOVX DPTR,A ； 启动 A/D 转换HERE:JNB P3.3,HERE； 判定数据转换是否终止，没终止就等待MOVXA,DPTR；读取转换后的数据MOV 20H,A ； 将从 ADC0809 中读取的当前温度下热敏电阻上的电压值存于 20H 单元RET ；温度运算子程序ORG 0400H；欢迎下载精品学习资源CALCU:MOV R2,#01H ； R2 为数据表的索引值寄存器MOV DPTR,#DATATAB ； 温度数据表首地址送 DPTRNEXT1:MOV A,R2 ； 索引值送 AMOVCA,A+DPTR ； 查表取出某一温度的数字电压值CJNE A,20H,K1 ； 与当前温度的数字电压值比较DEC R2；等于当前温度的数字电压值，就查表取出该温度值作为当前 温度值MOV A,R2 ；MOVC A,A+DPTR ；LJMP K3 ；欢迎下载精品学习资源K1:JNC K2 ； 大于当前温度的数字电压值，就连续取出下一温度的数 字电压进行比较DEC R2；小于当前温度的数字电压值，就查表取出前一个温度值作为 当前温度值DEC R2DEC R2 MOV A,R2 ；MOVC A,A+DPTR ；LJMP K3 ；K2:INC R2 ；INC R2 ；LJMP NEXT1 ；K3:MOV21H,A ； 将当前温度值存欢迎下载精品学习资源于 21H 单元RET；DATATAB；DB 0,194,1,193,2,192,3,191,4,190； 温 度数据表DB 5,189,6,188,7,187,8,186,9,185 DB 10,184,11,182,12,181,13,180,14,178 DB 15,177,16,175,17,174,18,173,19,171 DB 20,169,21,168,22,166,23,165,24,163 DB 25,161,26,159,27,158,28,156,29,154 DB 30,152,31,150,32,149,33,147,34,145 DB 35,143,36,141,37,139,38,137,39,135欢迎下载精品学习资源DB 40,133,41,131,42,129,43,127,44,125 DB 45,123,46,121,47,118,48,116,49,114驱动掌握子程序ORG 0500H；DRVCON:MOV A,21H ； 取出当前温度值CJNE A,#30,J1 ； 与 上 限 温 度 值<30）比较LJMP GO；J1:JNC DRV1； 如高于上限温度，就输出驱动信号，同时高于上限温度 指示灯点亮CJNE A,#25,J2 ；与 显 现 温 度欢迎下载精品学习资源<25）比较LJMP GO；J2:JC DRV2 ；弱低于下限温度，就驱动信号停止输出，同时点亮低于下限温度的指示灯LJMP GO；DRV1:CLR P1.0；SETB P1.1；CLR P1.2；SETB P1.3；LJMP OVER ；DRV2:SETB P1.0SETB P1.1；CLR P1.2；SETB P1.3；欢迎下载精品学习资源LJMP OVER ；DRV2:SETB P1.0；SETB P1.1；SETB P1.1；SETB P1.2；CLR P1.3；LJMP OVER ；GO:CLR P1.1； 在下线温度 <25） 至上限温度 <30）之间，就驱动信号保持前面状态，同时温度正常指示灯点亮SETB P1.2；SETB P1.3；OVER:RET ；欢迎下载精品学习资源；十进制转换子程序ORG 0600H；METRICCON:MOVR3,#00H ； 将存于 21H 单元中的当前温度转换为BCD 码MOVR4,#00H ； 百位 存于 32H 单元，十位存于 31H 单元，个位存于30H 单元MOV A,21H ；CLR C；W1:SUBB A,#100 ；JC W2；INC R4 ；AJMP W1；W2:ADD A,#100 ；欢迎下载精品学习资源CLR C；W3:SUBB A,#10 ；JC W4；INC R3 ； AJMP W3；W4:ADD A,#10 ；MOV 30H,A ；MOV 31H,R3 ；MOV 32H,R4 ；RET；数码管显示子程序ORG 0700H；DISP:MOV R5,#03H；将存于 32H 单元、 31H 单元、 30H 单元中的温度欢迎下载精品学习资源BCD 码查表转换为七段码MOV R0,#30H ；通过串行通信方式 0 输出驱动 3 个数码管，显示当前温度MOV DPTR,#TAB ；LOOP:MOV A,R0 ；MOVC A,A+DPTR ；MOV SBUF,A ；WAIT:JNB T1,WAIT ；CLR T1 ；INC R0 ；DJNZ R5,LOOP；RET；TAB:DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH ；七段码数据 表欢迎下载精品学习资源附表： 1-1热敏电阻分度表及经ADC0809转换后的电压数字量温度热敏电阻阻转换后的电压<）值<千欧）数字量0161.6081941153.63081932146.08331923138.94351914132.019011905125.80251896119.76081887114.0461878108.6397186欢迎下载精品学习资源9103.52431851098.68331841194.10061821289.76131811385.65111801481.75641781578.06461771674.56371751771.24251741868.09031731965.09721712062.2541692159.55191682256.98291662354.53921652452.21381625501612647.89161592745.88291582843.9683156欢迎下载精品学习资源2942.14281543040.40171523138.74051503237.15521493335.64181473434.19671453532.81641433631.49791413730.2381393829.03391373927.8831354026.78281334125.73081314224.7251294323.7631274422.8431254521.96291234621.12111214720.31581184819.5453116欢迎下载精品学习资源4918.80821145018.10281125117.42411105216.77871085316.16431045415.57881025515.01991005614.4861995713.9754975813.4866955913.018936012.568691参考文献：1.贾好来主编 .MCS-51 单片机原理及应用.北京：机械工业出版社， 2006. 2.江太辉，石秀芳主编 . 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