单片机多点温度控制系统毕业论文.doc

单片机多点温度控制系统【摘 要】随着电子技术发展，特别是随着大规模的集成电路的产生，给人们的是生活带来了根本性质变化。微型计算机的出现使现代的科学研究得到质的飞跃，而单片机技术的出现则是给现代工业控制以及日常生活带来了极大的方便，正是电子技术的发展推动了工业生产及人们的日常生活水平。单片机多点温度控制利用具有极高的性价比，体积小，重量轻，抗干扰能力强对环境的要求不高, 但可靠性，运算精度高的8751系列单片机，同时利用AD590温度传感器采集温度，利用8255实现对本系统人工温度的设置，设置值在LED上显示。关键词：8751单片机 AD590温度传感器 8255芯片 LED【Abstract】Along with the electronic technology development, specially along with the large-scale integrated circuit production, was the life has brought the basic nature change for the people. was precisely the electronic technology development impelled the industrial production and people's daily life level. The monolithic integrated circuit multi- spots temperature control use has the extremely high natural price compared to, volume small, weight light, the antijamming ability is strong to the environment request is not high, But the reliability, the operation precision high 8,751 series monolithic integrated circuits, at the same time use the AD590 temperature sensor gathering temperature, will use 8,255 realizations to this system artificial temperature establishment, the establishment value demonstrated on LED. Keywords: 8751 one-chip computer AD590 temperature sensors ADC 0804 8255Chip LED【目 录】第一章前言1第二章总体设计22.1背景22.2电路原理图22.3技术特点2第三章芯片介绍33.18751芯片33.1.1电源引脚33.1.2外接晶振引脚33.1.3输入输出引脚43.1.4控制引脚43.1.5存储器结构43.28255可编程并行接口芯片53.3ADC0804转换器63.4AD590传感器73.5LED七段数码管83.6BCD 七段译码器74479第四章程序设计及流程图114.1LED显示程序114.2程序流程图12第五章硬件设计145.1键盘控制输入显示电路145.28751与8255的连接155.3ADC0804外围电路15第六章结 论16【谢 辞】17【参考文献】17第一章 前言电子技术的飞速发展，给人类的生活带来了根本的的变革，特别是随着大规模集成电路的产生而出现了微型计算机，更是将人类社会带入了一个新的时代。利用微机的强大功能。人们可以完成各种各样的控制。然而，微机造价高，对于大多数的工业控制来说，也并不需要微机那样强大的功能，于是单片机就运用而生了。单片机其实就是一个简化的微机，将微机的CPU，存储器，I/O接口。定时器/计数器等集成在一片芯片上就是单片机了，它主要用来完成各种控制功能。相对微机来说，单片机价格低，非常适合于应用在简单 的控制场合以降低成本。另外，单片机是按照工业控制要求设计的，其可靠性很高，可在工业现场复杂的环境下运行。单片机依靠其高的可靠性和极高的性价比，在工业控制，数据采集，智能化仪表，家用电器等方面得到极为广泛的应用。现代工业设计，工程建设及日常生活中温度控制都起着重要的作用，早期的温度控制主要用于工厂时间生产中，能起到实时采集温度数据，提高生产效率，产品质量之用。随着人们生活质量的提高，现代社会中的温度控制不仅应用在工厂生产方面也应用于酒店，厂房以及家庭生活中，在有些应用中，如高精度的生产厂房，对温度的要求极其严格，温度的变化极有可能对生产的产品造成极大的影响。因此，这就需要一种能够及时检测温度变化以及温度变化的设备，提供温度数据值，使人们对温度的变化做及时的调整，多点温度控制可根据人们不同的应用环境自行设置该环境的温度值，及时反映生产，生活中温度变化使人们能及时看到温度变化的第一手资料，提示人们温度变化情况，协助人们能及时的调整，起到温度报警作用，使温度控制更好的服务于社会生产，生活。多点温度控制采用具有扩展性速度快特点的8751单片机进行设计，温度采集使用AD590温度传感器，其检测温度范围-55·C150·C，该温度传感器具有非常高的线性输出性能。利用8位分辨率的ADC0804进行模/数（A/D）转换。同时采用可编程的8255芯片用于键盘输入扫描，LED数码管显示相对应的温度第二章 总体设计2.1 背景 电子技术的飞速发展，方便人们的生产，生活。特别是单片机技术的进步，在生产中应用十分广泛，人们设计各种各样的电路来控制生产中的操作。2.2 电路原理图采用8751单片机芯片，通过P1，P2口与外围电路相连接，外围电路ADC0804转换器，8255芯片分别与8751的P0相关引脚相连接，LED显示专用芯片7447与8751单片机P1引脚连接驱动LED显示工作。可编程并行接口8255用于键盘4*3输入的控制，ADC0804通过引脚6与AD590温度传感器连接，把模拟量转换成电压值，系统原理图如下：键盘外围电路 87518255ADC0804温度采集图12.3 技术特点 8位处理能力的8751单片机，I/O端口都是双向。8255可编成并行接口LSI芯片，多功能的I/O器件，可作为电路接口。ADC0804 8位逐次逼近A/D转换器。工作温度0ºC-+70ºC。AD590温度采集，产生的电流与绝对温度成正比，有非常好的线性输出性第三章 芯片介绍3.1 8751芯片8751单片机有40个引脚，引脚图如下： 图23.1.1 电源引脚VCC（第40引脚）：接电源+5VGND （第20引脚）：接电源负极，即接地。3.1.2 外接晶振引脚XTAL1（第19脚）：片内反相放大器输入端XTAL2（第18脚）：片内反相放大器输出端3.1.3 输入输出引脚P0.0P0.7（第3932脚）：P0口的8个引脚。P0口是一个漏极开路的8位准双向I/O口，每位驱动8个LSTTL负载。在访问外部存储器或进行I/O口扩展时，它分时作为低8位地址总线和双向数据总线。P1.0P1.7（第1-8脚）：P1口的8个引脚。P1口是一个8位的准双向I/O口，每一位可直接驱动4个LSTTL负载。P2.0-P2.7（第2128脚）：P2口的8个引脚。P2口也是一个8位双向I/O口，每一位可直接驱动4个LSTTL负载，在访问外部存储器时它作为高8位地址总线。P3.0P3.7（第10-17脚）：P3口8个引脚。P3口除作为普通8位准双向I/O口外，还具有第二功能。P3.0 ：RXD（串行输入口，串行通信时，信号由此输入单片机）。 P3.1： TXD（串行输出口，串行通信时，单片机由此把信号输出）。P3.2：/INT0（外部中断0输入口）。P3.3：/INT1（外部中断1输入口）P3.4：T0（定时器0外部输入口）P3.5：T1（定时器1外部输入口）P3.6；/WR（片外数据存储器写选通输出口）P3.7：/RD（片外数据存储器读选通输出口）3.1.4 控制引脚/PROG（第30引脚）：地址锁存有效信号输出端。/EA（第31脚）：外部程序存储器选用端。/PSEN（第29脚）：程序存储允许输出端。RST（第9脚）：复位信号输入端。3.1.5 存储器结构分为程序存储器（ROM）和数据存储器（RAM）。片内外统一编址64K字节的ROM，128（或256）字节的片内的RAM和64K字节的片外RAM。P2.0-P2.7（第2128脚）：P2口的8个引脚。P2口也是一个8位双向I/O口，每一位可直接驱动4个LSTTL负载，在访问外部存储器时它作为高8位地址总线。P3.0P3.7（第10-17脚）：P3口8个引脚。P3口除作为普通8位准双向I/O口外，还具有第二功能。P0.0P0.7（第3932脚）：P0口的8个引脚。P0口是一个漏极开路的8位准双向I/O口，每位驱动8个LSTTL负载。在访问外部存储器或进行I/O口扩展时，它分时作为低8位地址总线和双向数据总线。3.2 8255可编程并行接口芯片8255的引脚及说 图3引脚说明: (1) D0-D7：8位三态双向输出/输入通道是8255与CPU接口的数据总线。(2) RESET：高电平动作。复位时，8255的PA，PB，PC口与控制寄存器将被取消，PA，PB，PC口皆为设定为输入口模式。(3) /CS；芯片选择。低电平动作。当/CS=0时，8255被选择；/CS=1时，8255无法与CPU做数据传输。(4) /RD：读取使能，低点平动作。/RD=0，且/CS=0时，CPU从8255读取数(5) /WR：写入使能，低点平动作。/WR=0，且/CS=0时，CPU将数据写入8255(6) A0，A1：地址选择线，用来选择8255的PA口，PB口，PC口和控制寄存器。A1 A0 被选中的端口名0 0 PA口0 1 PB口1 0 PC口1 1 控制寄存器（1） PA0-PA7：8位数据输出锁定/缓冲器及8位输入锁定。（2） PB0-PB7：8位数据输入/输出锁定/缓冲器及8位输入缓冲器。（3） PC0-PC7：8位数据输出锁定/缓冲器及8位输入缓冲器。（4） 8255控制字 当A1=1，A0=1时，选择控制寄存器，控制字格式由D7决定。当D7=1时。控制字代表8255 A组和B组的工作模式控制字，而当D7=0时，控制代表PC口位的设定或清除。可作为PA口与PB口的控制信号。模式设定控制模式字如下：D7D6D5D4D3D2D1D03.3 ADC0804转换器引脚说明及说明 图418位COMS逐次逼近型A/D转换器；2三态锁定输出；3存取时间：135微妙4分辨率：8位；5转换时间：100微妙；6总误差：1LSB；7工作温度：ADC0804LCN0度+70度；8ADC0804 -40度+85度； 引脚说明:/CS：芯片选择信号/RD：外部读取转换结果的控制脚输出信号。/WR：用来启动转换的控制输入CLKIN，CLKR：时钟输入或者震荡元件（R，C），频率约限制在100KHZ1460KHZ，如果使用RC电路则振荡频率为1/（1.1RC）。/INTR：中断请求信号输出，低电平动作。VIN（+），VIN（-）：差动模拟电压输入。AGND，DGND：模拟信号以及数字信号的接地。VREF：辅助参考电压。DB0DB7：8位数字输出。VCC：电源供应以及作为电路的参考电压。3.4 AD590传感器OPA3 OPA2 OPA1 图5功能说明： 第一步；先调AD590的可变电阻VR1。如以0ºC为参考值则对应使其电压输出为2.72V；如以25ºC为参考值，则对应为2.98V第二步：设VR2使0ºC时，OPA2的输出为2.73V-2.73V=0V，而25ºC时，OPA2的输出为2.73V-2.98V =-0.25V（反相）（零位调整）。 第三步；通过OPA3放大5倍，如OPA2的输出-0.25V，则OPA3的输出为1.25V。根据采集量，计算出温度值：设温度为4BH，查表为1.5V计算如下：1.5/5（OPA3）+2.73（OPA2）=3.032V3.032V/10K=303.2uA303.2uA-273.uA=30uA303.5 LED七段数码管LED显示器是于发光二极管组成的，用来显示特定的的显示器。7段数码管发光二极管使用灵活，简单方便，当有电流通过时，相应的发光二极管就点亮；当电流消灭没有电流时，发光二极管就灭。同样。共阳极LED显示器。就是将所有发光二极管的阳极接到一起，接到电源正极。这样，当某个发光二极管的阴极加有低电平，该发光二极管即被点亮。常用7段数码管LED显示器，共阴极和共阳极结构如下图：图6LED显示器是于发光二极管组成的，用来显示特定的的显示器。7段数码管发光二极管使用灵活，简单方便，当有电流通过时，相应的发光二极管就点亮；当电流消灭没有电流时，发光二极管就灭。同样。共阳极LED显示器。就是将所有发光二极管的阳极接到一起，接到电源正极。这样，当某个发光二极管的阴极加有低电平，该发光二极管即被点亮。通过a,b,c,d,e,f,g,dp各点和公共点的电位，就可以控制个发光二极管的亮暗，而不同的发光的亮暗组合就可以显示不同的数字（dp点是来表示小数点，在显示数字中不起作用）。比如，要显示“3”，则只需点亮a,b,c,d,g5个发光二极管，而其他均为暗，对于共阴极LED显示器来说，就是在在这些引脚上输入高电平即可。LED显示器字符段码表如下P0.0P0.7（第3932脚）：P0口的8个引脚。P0口是一个漏极开路的8位准双向I/O口，每位驱动8个LSTTL负载。在访问外部存储器或进行I/O口扩展时，它分时作为低8位地址总线和双向数据总线。同样。共阳极LED显示器。就是将所有发光二极管的阳极接到一起，接到电源正极。这样，当某个发光二极管的阴极加有低电平，该发光二极管即被点。示字符共阴极段码共阳极段码显示字符共阴极段码共阳极段码03FHC0HC39HC6H106HF9HD(d)5EHA1H25BHA4HE79H86H34FHB0HF71H8EH466H99H.80H7EH56DH92HP73H82H67DH82HU3EHC1H707HF8HT31HCEH87FH80HY6EH91H96FH90H8.FFH00HA77H88H"灭"00HFFHB(b)7CH83H|表13.6 BCD七段译码器74477447有4个 BCD码输入端 A、B、C和D，其中 D为最高有效位，A为最低有效位，它们分别与输出端口中的4位相连。7447的7个输出引脚 ag直接与 LED的相应引脚相连，每个段中都串接一个限流电阻，其阻值为100。当灭灯输入/动态灭灯输出（BI/RBO）开路或为高电平而试灯输入为低电平，则所有输出端都为1。BI/RBO是线与逻辑，作灭灯输入（BI）或动态灭灯（RBO）之用，或者兼为二者之用。图7表2 1.要求015时，灭灯输入（BI）必须开路或保持高电平，如果不要灭十进制数零，则动态灭灯输入（RBI）必须开路或为高电平。    2.将一低电平直接输入BI端，则不管其他输入为何电平，所有的输出端均输出为低电平。    3.当动态灭灯输入（RBI）和A,B,C,D输入为低电平而试灯输入为高电平时，所有各段输出都为0，并且动态灭灯输出（RBO）为低电平（响应条件）。    4.当灭灯输入/动态灭灯输出（BI/RBO）开路或为高电平而试灯输入为低电平，则所有输出端都为1。    表中1=高电平，0=低电平。BI/RBO是线与逻辑，作灭灯输入（BI）或动态灭灯（RBO）之用，或者兼为二者之用。第四章 程序设计及流程图4.1 LED显示程序DISP： SETB P2.0 ；A0=1，A1=0。PB地址 CLR P2.1 MOV A, 37H ADD A, #00H ；D1数据加上74LS138扫描值 MOVX R0 ,A ；显示D0 CALL DELAY ；扫描延时 MOV A, 36H ADD A, #10H ；D0数据加上74LS138扫描值 MOVX R0 ,A ；显示D1 CALL DELAY ；扫描延时 MOV A, 35H ADD A, #00H ；D1数据加上74LS138扫描值 MOVX R0 ,A ；显示D0 CALL DELAY ；扫描延时 MOV A, 34H ADD A, #10H ；D0数据加上74LS138扫描值 MOVX R0 ,A ；显示D1 CALL DELAY ；扫描延时 MOV A, 33H ADD A, #00H ；D1数据加上74LS138扫描值 MOVX R0 ,A ；显示D0 CALL DELAY ；扫描延时 MOV A, 32H ADD A, #10H ；D0数据加上74LS138扫描值 MOVX R0 ,A ；显示D14.2 程序流程图 位选码右移一位逐列扫描键盘开始8255初始化熄灭显示器全列，行置1扫描键盘有键按下？YNNY返回显示完两列？温度比较大小？显示温度当前值二极管发亮 采集温度，温度转换换NY 图8第五章 硬件设计5.1 键盘控制输入显示电路8255通过D0D7与CPU连接，及时实现与8751数据的传输。通过设置8255的控制字，使得PB为输出口，PC（0-3）口为键盘行扫描，PC（5-7）口为设定为输入口，作为键盘的列扫描。PB（0-3）与7447芯片7，1，2，6引脚连接实现扩展。PB（4-6）与74LS138芯片1，2，3引脚连接。输出Y0，Y1实现LED的显示。电路图如下：图95.2 8751与8255的连接通过P20，P21分别与A0，A1连接，可以控制8255控制字的的设置，8751的/RD与8255的/RD连接，/WR与/WR连接，实现8751与8255数据的读入和写出，/CS信片片选。图105.3 ADC0804外围电路图11第六章 结 论常用的单片机应用系统，除了CPU和存储器之外，都要用到一些外围电路，以实现人机接口。便于人们的操作和掌握系统的运行。本系统就是根据这一原理来设计电路，通过本系统可以像计算机输入数据，传送命令，控制系统的运行，实现多点温度的检测控制。 【参考文献】1 唐俊翟主编 单片机原理与应用 冶金工业出版社 2003-9-1第一版2 付家才主编 单片机控制工程实践技术 化学工业出版社 2004-5-1第三版 3 陈丽芳主编 单片机原理与控制技术 东南大学出版社 2003-7-1第二版4 侯继红主编 ProtelSE实用技术教程 中国电力出版社 2004-9-1第一版5 沈庆阳主编 8051单片机实践与应用 清华大学出版社 2004-3-5第二版6 朱定华主编 微机原理与借口技术 清华大学出版社 2004-6-4第一版7 温冬婵主编 汇编语言程序设计 清华大学出版社 2004-6-2第一版