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1、 兰州工业高等专科学校毕业论文目录 1.绪论11.1设计的背景和意义11.2 设计的内容12. 方案论证32.1 系统的总体框图32.2 元器件的选择32.2.1 单片机32.2.2 A/D转换器42.2.3显示模块的选取42.2.4传感器的选取43.系统硬件设计53.1 AT89C52单片机53.1.1 主要功能特性53.1.2 AT89C52各引脚功能及管脚电压63.1.3单片机的引脚图93.2ADC0809芯片的介绍93.3温度传感器介绍123.4运算放大器的介绍133.5LED数码管显示器153.6标准油槽的加热电路173.7键盘电路183.8 信号处理电路193.9 8155H的引脚
2、功能203.10单片机与A/D转换器构成的电路224.系统软件设计274.1 程序的设计思路274.2程序的具体实现284.3 执行程序295.调试31结论32谢辞33参考文献34附图351.绪论A/D转换器和单片机系统的开发应用给现代工业测控领域带来了一次新的技术革命，自动化、智能化均离不开A/D转换器和单片机的应用。单片机由于其微小的体积和极低的成本，广泛的应用于家用电器、工业控制等领域中。在工业生产中，电流、电压、温度、压力和流量也都是常用的被控参数。1.1设计的背景和意义温度是生产过程和科学实验中普遍而且重要的物理 参数。在工业生产过程中为了高效地进行生产，必须对生产工艺过程中的主要参
3、数，如温度，压力，流量，速度等进行有效的控制。其中温度的控制在生产过程中占有相当大的比例。准确测量和有效控制温度是优质，高产，低耗和安全生产的重要条件。在工业的研制和生产中，为了保证生产过程的稳定运行并提高控制精度，采用微电子技术是重要的途径。它的作用主要是改善劳动条件，节约能源，防止生产和设备事故，以获得好的技术指标和经济效益。1.2 设计的内容标准油槽由油槽、加热丝、搅拌机、温度传感器和控制电路组成。首先通过温度传感器将油槽内的温度变化转变为电阻变化送到测量电路，经过电路转变为电压信号在放大电路中完成调零和放大信号的功能，然后满足A/D电路的要求后经A/D电路送到到单片机，单片机对信号进行
4、处理后再经A/D转换实现对温度的控制。该电路主要由下面三个部分组成：温度检测、信号处理、信号转换与温度控制。温度检测电路的核心是温度传感器，该温度传感器具有抗干扰能力强、线性好等优点；采集的信号经过调零、放大处理后送入AD转换器，AD转换器使用的是ADC0809；单片机作为测量与控制核心使整个电路简单、紧凑，且具有智能性；温度显示部分采用5个数码管可以直观显示温度值；三个显示实际温度，两个显示设定温度值。由于传感器能将各种物理量、化学量和生物量等信号转变为电信号，使得人们可以利用计算机实现自动测量、信息处理和自动控制，但是它们都不同程度地存在温漂和非线性等影响因素。传感器主要用于测量和控制系统
5、，它的性能好坏直接影响系统的性能。因此，不仅必须掌握各类传感器的结构、原理及其性能指标，还必须懂得传感器经过适当的接口电路调整才能满足信号的处理、显示和控制的要求，而且只有通过对传感器应用实例的原理和温度传感器实例的分析了解，才能将传感器和信息通信和信息处理结合起来，适应传感器的生产、研制、开发和应用。另一方面，传感器的被测信号来自于各个应用领域，每个领域都为了改革生产力、提高工效和时效，各自都在开发研制适合应用的传感器，于是种类繁多的新型传感器及传感器系统不断涌现。温度传感器是其中重要的一类传感器。其发展速度之快，以及其应用之广，并且还有很大潜力。为了提高对传感器的认识和了解，尤其是对温度传
6、感器的深入研究以及其用法与用途，基于实用、广泛和典型的原则而设计了本系统。本文利用单片机结合传感器技术而开发设计了这一温度监控系统。文中传感器理论单片机实际应用有机结合，讲述了温度传感器来探测温度的过程，以及实现热电转换的原理过程。同时附带温度的显示电路。在这个电路中，用到了很多元器件来共同完成这一重大任务，在这一系列器件的共同合作下实现了标准油槽的温度的显示，油温的控制。2. 方案论证2.1 系统的总体框图框图如图1所示：AT8052 单片机ADC0809温度传感器LED显示键盘模块加热装置放大器图1.标准油槽的温度控制与控制的设计总体结构框图2.2 元器件的选择2.2.1 单片机在本次设计
7、中，我们涉及到了一个关键系统模块单片机系统模块，而目前单片机的种类是很繁多的，主要有主流的8位单片机和高性能的32位单片机，结合本设计各方面因素，8位单片机对于本设计已经是绰绰有余了。应用最广的8位单片机还是intel的51系列单片机。51系列单片机的特点是：硬件结构合理，指令系统规范，加之生产历史悠久，世界有许多芯片公司都买了51的芯片核心专利技术，并在其基础上扩充其性能，使得芯片的运行速度变得更快，性价比更高。本设计中选用是51系列的AT89C52，它是低电压、低功耗、高性能的CMOS8位单片机，片内含8KB的可反复擦写的只读程序存储器和256B的随机存取数据存储器，32个I/O口线，3个
8、16位定时/计数器，片内振荡器及时钟电路，并与MCS-51系列单片机兼容。在设计中，单片机起着连接硬件电路与程序运行及存储数据的任务，一方面，它将A/D转换器、显示器和语音芯片等通过I/O口地址线和数据线连接起来；另一方面，它将用户下载的程序通过控制总线控制数据的输入输出，从而实现测电压的功能。2.2.2 A/D转换器A/D转换器是一种能把输入模拟电压或电流变成与它成正比的数字量。A/D转换器种类很多，但从原理上通常可分为以下四种，计数器或A/D转换器，逐次逼近或A/D转换器，并行A/D转换器。在此设计中，对于A/D转换器的选择，我选择ADC0809 8通道8位a/d转换器,ADC0809是带
9、有8位A/D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件。它是逐次逼近式A/D转换器，可以和单片机直接接口。 ADC0809由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用A/D转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存A/D转换完的数字量，当OE端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。2.2.3显示模块的选取采用LED数码管显示。数码管只能显示有限的数字和符号，显示内容少。但发光效率高，生产成本低，性能稳定，高效，节能寿命长，颜色鲜艳，易于观察，经济实惠，性价比高。可减少接口数
10、目，同时LED还有节能、安全和环保等优点。段LED数码管显示器由8个发光二极管组成。基中7个长条形的发光管排列成“日”字形，另一个贺点形的发光管在数码管显示器的右下角作为显示小数点用，它能显示各种数字及部份英文字母。2.2.4传感器的选取AD590是AD公司利用PN结正向电流与温度的关系制成的电流输出型两端温度传感器，它的工作性能和LM35的差不多，电源电压范围为4V30V。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44V正向电压和20V反向电压，AD590的测温范围为-55+150。精度是0.30.8。AD590具有价格便宜，性能稳定，应用普遍、简
11、单，线性好、精度适中、灵敏度高、体积小、使用方便等优点，得到广泛应用。3.系统硬件设计3.1 AT89C52单片机AT89C52是51系列单片机的一个型号，它是ATMEL公司生产的。AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出
12、（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程,但不可以在线编程(S系列的才支持在线编程)。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。AT89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。3.1.1 主要功能特性兼容MCS51指令系统8k可反复擦写(1000次）Flash ROM32个双向I/O口3个16位可编程定时/计数器中断256x8bit内部RAM时钟频率0-24MHz2个串行中断可编程UART串
13、行通道2个外部中断源共6个中断源2个读写中断口线3级加密位低功耗空闲和掉电模式软件设置睡眠和唤醒功能3.1.2 AT89C52各引脚功能及管脚电压AT89C52P为40 脚双列直插封装的8 位通用微处理器，采用工业标准的C51内核，在内部功能及管脚排布上与通用的8xc52 相同，其主要用于会聚调整时的功能控制。功能包括对会聚主IC 内部寄存器、数据RAM及外部接口等功能部件的初始化，会聚调整控制，会聚测试图控制，红外遥控信号IR的接收解码及与主板CPU通信等。主要管脚有：XTAL1（19 脚）和XTAL2（18 脚）为振荡器输入输出端口，外接12MHz 晶振。RST/Vpd（9 脚）为复位输入
14、端口，外接电阻电容组成的复位电路。VCC（40 脚）和VSS（20 脚）为供电端口，分别接+5V电源的正负端。P0P3 为可编程通用I/O 脚，其功能用途由软件定义，在本设计中，P0 端口（3239 脚）被定义为N1 功能控制端口，分别与N1的相应功能管脚相连接，13 脚定义为IR输入端，10 脚和11脚定义为I2C总线控制端口，分别连接N1的SDAS（18脚）和SCLS（19脚）端口，12 脚、27 脚及28 脚定义为握手信号功能端口，连接主板CPU 的相应功能端，用于当前制式的检测及会聚调整状态进入的控制功能。 P0 口：P0 口是一组8 位漏极开路型双向I/O 口， 也即地址/数据总线复
15、用口。作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8 个TTL逻辑门电路，对端口P0 写“1”时，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）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。在Flash 编程时，P0 口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。P1 口：P1 是一个带内部上拉电阻的8 位双向I/O 口， P1 的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个TTL 逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，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(IIL)。与AT89C51 不同之处是，P1.0 和P1.1 还可分别作为定时/计数器2 的外部计数输入（P1.0/T2）和输入（P1.1/T2EX）。Flash 编程和程序校验期间，P1 接收低8 位地址。表.P1.0和P1.1的第二功能 引脚号功能特性P1.0T2，时钟输出P1.1T2EX（定时/计数器2）P2 口：P2 是一个带
