《单片机课程设计报告》

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1、单片机课程设计报告微机原理与接口技术课程设计报告题目 温度控制器的设计学 院电 气 工 程 学 院班级电气0802 班 学号0 8 2 9 1 0 5 8指导老师姜久春小组成员杨洋、徐xx 年1月12 日国金微机原理与接口技术课程设计报告一温度控制器的设计 电气0802班 杨洋 08291058微机原理与口技术课程设计报告温度控制器的设计【题目】温度控制器【要求】1 .采用1路模拟输入，电压范围为 0 5V,控制温度 变化范围为0。C。2 .使用2个继电器分别控制加热 器和风机，用来加热和降温。3 .目标温度保持在 60度。4 .系统中加一个滞环，当温度低于 50度，开始加热； 当温度高于55

2、度时，关加热器； 当温度高于70度时，开 风机；当温度低于 65度时，关风机。5 .使用3个数码管 作为输出显示电压值或温度值。【预习及准备】1 .课题背景电子技术的发展，特别是随着大规模集成电路的产生， 给人们的生活带来了根本性的变化。在现代社会中，温度控 制不仅应用在工厂生产方面，其作用也体现到了各个方面。而本次设计就是要通过以 MCS-51系列单片机为控制核 心，实现温度控制器的设计。2 .系统原理及流程图的初步设计通过调整继电器，则可将需要设定的温度随所对应的电 压值传输给单片机，再单片机控制显示器，显示出设定的电 压值，再通过温度传感器和AD转换将采集的温度与设定的温度进行比较，若一

3、致，则不动作，若不一致，则驱动加热 或降温设备，从而实现对被控对象的温度控制。经设计，温度控制器主要单片机AT89S51、温度采样电路、A/D转换电路、温度显示电路、温度输入电路、驱动电 路等组成。我自己绘制的系统框图和主程序流程图如下所示：数码管数码管数码管译码器译码器译码器图 1温度控制器系统框图AT89S51 AD 转换电路 继电器继电器 采样电路 传感器 加热器风机被控对象输入微机原理与接口技术课程设计报告一温度控制器的设计 电气0802班 杨洋 08291058主程序流程图如下所示：转换是否完成？单片机AD转换Y N 开始输入采样电路实际值小 比较实际值与输入值的大小 实际值大 传感

4、器继电器A继电器B数码显示加热器 被控对象-2 -风机 低于50度 判断实际值的大小 低于65度 高于55 度高于70度图2主程序流程图微机原理与接口技术课程设计报告一温度控制器的设计 电气0802班 杨洋 082910583 .元件资料及管脚图 预习部分：AT89S51 单片机AT89S51 是美国ATME球司生产的低功耗，高性能CMOS8 位单片机，片内含 4k bytes的可系统编程的 Flash制度程 序存储器，器件采用 ATME球司的高密度、非易失行存储技 术生产，兼容标准8051指令系统及引脚。其主要组成和功能为：4k字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM 32个I/O 口

5、线，看门狗，2个数据指针，2 个16位定时器/计数器，一个5向虽两级中断结构，一个全 双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89S51可降至0HZ的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工 作模式。空闲方式停止 CPU的工作，但允许 RAM定时/计数 器，串行口及中断系统继续工作。掉电方式保存RA”的内容，但振荡器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一个 复位。其管脚图及框图如下：图3 AT89S51管脚图 图4 AT89S51功能框图 ADC0809ADC0809 是带有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CMO知件。它是逐次逼近式 A/D转换器，可以和单片

6、机直接接口。其内部逻辑结构为： ADC080X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路模拟虽分时输入，共用 A/D转换器进 行转换。三态输出锁器用于锁存 A/D转换完的数字虽，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。ADC0809 对输入模拟虽要求：信号单极性，电压范围是0-5V,若信号太小，必须进行放大；输入的模拟虽在转换 过程中应该保持不变，如若模拟虽变化太快，则需在输入前增加采样保持电路。地址输入和控制线：4条。ALE 为地址锁存允许输入线，高电平有效。当 ALE线为 高电平时，地址锁存与

7、译码器将 A, B, C三条地址线的地址 信号进行锁存，经译码后被选中的通道的模拟H进转换器进 行转换。A, B和C为地址输入线，用于选通 IN0 - IN7上的 一路模拟虽输入。通道选择为:当CBA的值000 111变化时，分别选择IN0 IN7通道。数字虽输出及控制线： 11条。ST 为转换启动信号。当 ST上跳沿时，所有内部寄存器 清零；下跳沿时，开始进行 A/D转换；在转换期间，ST应保 持低电平。EOC为转换结束信号。当 EOC为高电平时，表明 转换结束；否则，表明正在进行 A/D转换。OE为输出允许信 号，用于控制三条输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。 OE 1,输出转换得到的

8、数据；OE0,输出数据线呈高阻状态。D7 D0为数字虽输出线。-3 -微机原理与接口技术课程设计报告一温度控制器的 设计 电气0802班 杨洋 08291058CLK 为时钟输入信号线。因 ADC0809的内部没有时钟电 路，所需时钟信号必须外界提供，通常使用频率为500KH乙VREF , VREF为参考电压输入。其管脚图及内部结构图 如下:图5 ADC0809管脚图 图6 ADC0809内部结构图因本设计只要1路模拟输入，所以用 0809比较浪费。可采用ADC0804 ADC0804与ADC0809基本相同，但只将输入模拟值转换为数字值输出到D0。74LS48 译码器74LS48 七段显示译

9、码器输出高电平有效，用以驱动共阴极显示器。该集成显示译码器设有多个辅助控制端，以增强 器件的功能。它有 3个辅助控制端LT、RBI、BI/RBO,现简 要说明如下：1. 灭灯输入 BI/RBO: BI/RBO是特殊控制端，有时作为输入，有时作为输出。当BI/RBO作输入使用且 BI = 0时，无论其它输入端是什么电平，所有各段输入ag均为0,所以字形熄灭。2. 试灯输入LT:当LT= 0时，BI/RBO是输出端，且RBO=1,此时无论其它输入端是什么状态，所有各段输出ag均为1,显示字形8。该输入端常用于检查 7488本身及显示 器的好坏。3. 动态灭零输入 RBI:当LT= 1, RBI =

10、 0且输入代码 DCBA =0000时，各段输出ag均为低电平，与 BCD码相应的字 形熄灭，故称“灭零”。利用LT=1与RBI=0可以实现某一位 的“消隐”。此时BI/RBO是输出端，且 RBO=04. 动态灭零输出 RBO BI/RBO作为输出使用时，受控于LT和RBI。当LT= 1且RBI = 0,输入代码 DCBA=0000寸， RBO=0若LT=0或者LT= 1且RBI = 1,贝U RBO=1该端主要 用于显示多位数字时，多个译码器之间的连接。7448 的功能表如下：图7 74LS48译码器功能表从功能表可看出，对输入码0000,译码条件是：LT和RBI同时等于1,而对其它输入码则

11、仅要求LT= 1,这时候，译码器各段ag输出的电平是输入 BCD码决定的，并且满 足显示字形的要求。-4 -微机原理与接口技术课程设计报告一温度控制器的设计 电气0802班 杨洋 08291058其管脚图及与数码管的连接如下：图8 74LS48管脚图 图9 74LS48与数码管的连 接共阴极LED数码显示管在单片机系统中，通常用LED数码显示器来显示各种数字或符号。于它具有显示清晰、亮度高、使用电压低、寿命 长的特点，因此使用非常广泛。八段 LED显示器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 一个点形的发光管在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

12、字母。LED显示器有两种不同的形式：一种是8个发光二极管的阳极都连在一起的，称之为 共阳极LED显示器；另一种是8个发光二极管的阴极都连在 一起的，称之为共阴极 LED显示器。共阴极和共阳级结构的 LED显示器各笔划段名和安排位置是相同的。当二极管导通 时，相应的笔划段发亮，发亮的笔划段组合而显示的各种字 符。8个笔划段hgfedcba对应于一个字节的 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0,于是用8位二进制码就可以表示欲显示字符的字 形代码。例如，对于共阴 LED显示器，当公共阴极接地，而 阳极hgfedcba各段为01110011时，显示器显示 字符，即 对于共阴极LED显示器，“

13、P”字符的字形码是 73H。如果是 共阳LED显示器，公共阳极接高电平，显示“P”字符的字形代码应为10001100。其管脚图及内部结构图如下：图10 LED管脚图 图11 LED内部结构 图12 LED 内部结构-5 -微机原理与接口技术课程设计报告一温度控制器的设计 电气0802班 杨洋 08291058实际使用部分：AT89S51 单片机AT89S51 是美国ATME球司生产的低功耗，高性能CMOS8 位单片机，片内含 4k bytes的可系统编程的 Flash制度程 序存储器，器件采用 ATME球司的高密度、非易失行存储技 术生产，兼容标准8051指令系统及引脚。其主要组成和功能为：4

14、k字节Flash闪速存储器，128 字节内部RAM 32个I/O 口线，看门狗，2个数据指针，2 个16位定时器/计数器，一个5向虽两级中断结构，一个全 双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89S51可降至0HZ的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工 作模式。空闲方式停止 CPU的工作，但允许 RAM定时/计数 器，串行口及中断系统继续工作。掉电方式保存RA”的内容，但振荡器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一个 复位。其管脚图及框图如下：图13 AT89S51管脚图 图14 AT89S51功能框图 ADC0832ADC0832 是美国国家半导体公司生产的一种8位分辨率、双通

15、道A/D转换芯片。于它体积小，兼容性强，性价比 高而深受单片机爱好者及企业欢迎，其目前已经有很高的普 及率。学习并使用ADC0832可是使我们了解 A/D转换器的原 理，有助于我们单片机技术水平的提高。ADC0832 具有以下特点： 8位分辨率；-双通道A/D转换；-输入输出电平与 TTL/CMOS目兼容； 5V电源供电 时输入电压在 05V之间；工作频率为250KH乙 转换时 间为32 p S;- 一般功耗仅为15mVy-8P、14P DIP、PICC多种封装；商用级芯片温宽为0 C to +70 C,工业级芯片温宽为 ？40 C to +85 C;-6 -微机原理与接口技术课程设计报告一温度控制器的设计 电气0802班 杨洋 08291058芯片如下所示：图15 ADC0832管脚图芯片接口说明：-CS_片选使能，低电平芯片使能。-CH0模拟输入通道0,或作为IN+/-使用。 CH1模 拟输入通道1,或作为IN+/-使用。 GND芯片参考0电 位。-DI数据信号输入，选择通道控制。 DO数据信号输出