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1、摘要3Abstract4第一章前言5第二章 单片机多通道温度采集测控系统分析与设计62.1 总体分析62.2 AT89C51单片机的性能及应用62.3 控制框图的设计系统7第三章 单片机多通道温度采集测控系统分析与设计的硬件93.1 输入电路的设计93.1.1 集成温度传感器AD590的简单介绍93.1.2 放大电路的设计103.2 单通道，循环检测工作方式选择电路的设计123.3 A/D0809与AT89C51接口电路的设计133.4 输出电路设计153.4.1 四位LED数码管驱动电路的设计153.4.2 超温报警电路的设计173.4.3 温度控制电路的设计173.6 电路板的制作与调试1
2、93.6.1电路原理图的绘制过程193.6.2 PCB板的制作213.6.3 电路的焊接24第四章 单片机多通道温度采集测控系统的软件254.1 主程序的逐步254.1.1 初始化和工作方式选择程序的设计254.1.2 显示程序的设计274.1.3 二进制温度值转化成BCD码温度显示值的程序设计284.1.4 延时子程序的设计304.1.5 数模转换测量子程序的设计304.1.6 按键检测子程序的设计324.1.7 超温报警程序及继电器控制程序的设计334.2 CPU抗干扰技术的程序设计344.2.1数字滤波354.2.2指令冗余和“看门狗”技术354.2.3提高RAM 资料可靠性354.2.
3、4 总结354.3 程序的汇编与调试35第五章 结束语395.1 本次设计心得体会395.2 总结405.3 谢词43参考文献、资料：44附录一 图和表45附录二 外文资料翻译47摘要温度测量与控制在工业、农业、国防等行业有着广泛的应用。利用单片机技术的温度测控系统以其体积小，可靠性高而被广泛采用。本文对该测控系统进行了分析设计。 首先，本文针对系统所使用的单片机的性能和发展情况做了简单介绍；对系统使用的模/数转换芯片ADC0809做了性能方面的简单说明；同时对测量温度在-55150之间的集成型恒流测温元件AD590做了介绍。 其次，本文重点对测控硬件、软件的组成进行了分项、模块化逐步分析设计
4、。对各部分的电路一一进行了介绍，最终实现了该系统的硬件电路。绘制了电路原理图，绘制了印制电路板图，并将制成的线路板焊接上了元件，完成了硬件调试。根据硬件的设计和测控系统所要实现的功能，本设计对软件也进行了一一设计，并经过反复的模拟运行、调试，修改简化了软件系统，最后形成了一套完整的程序系统。 关键词： 单片机、ADC0809、AD590、软件系统、硬件系统Abstract The temperature survey and the control in profession and so on industry, agriculture, national defense has the w
5、idespread application. Using monolithic integrated circuit technology temperature observation and control system by its volume small, the reliability is high but is widely used. This article has carried on the analysis design to this observation and control system. First, this article the monolithic
6、 integrated circuit performance and the development situation which used in view of the system has made the simple introduction; To system use mold/Number transformation chip ADC0809 has given the performance aspect simple explanation; Meanwhile to surveyed the temperature to make the introduction i
7、n -55 150 between integration constant flow temperature element AD590. Next, this article key to observed and controlled the hardware, the software composition carries on the sub-item, the modulation has analyzed the design gradually. 11 has carried on the introduction to each part of electric circu
8、its, finally has realized this system hardware electric circuit. Has drawn up the electric circuit schematic diagram, has drawn up the printed circuit board chart, and will make in the line board welding the part, has completed the hardware debugging. Function must realize which according to the har
9、dware design and the observation and control system, this design has also carried on 11 designs to the software, and after the repeatedly simulation run, the debugging, the revision simplified the software system, finally has formed set of complete softwares. Key words： MCU, ADC0809, AD590, software
10、 system, hardware system第一章前言温度测量在工业，农业，国防等行业有着广泛的应用，而且随着科学技术的发展对温度测量的精度要求愈来愈高。由于AT89C51单片机的设计时间有限其精度不是很高，它的测温范围在0100之间，可以直接应用在对温度精度要求不高的各种现场。 单片机多通道温度采集测控系统采用集成温度传感器满足温度测量，并将温度信号转换成电流，转换为电压信号，通过放大电路最终交由模/数转换芯片转换成数字信号经单片机处理并经输出驱动电路显示于共阳极数码管。该测量仪可实现多点（8点）不同区域测量，单通道，循环测量。还具有超温报警和自动控制功能，当温度超过某一设定值时，系统控
11、制继电器来关闭加温设备。 除此之外，考虑到测控会用于工业生产当中，可靠性要求比较重要，并要具有抗干扰能力和避免、消除干扰的能力，以保证系统平稳工作。 由以上大致分析，整个系统控制将由AT89C51单片机为核心构成。选用ADC0809作为模/数转换芯片，各个检测信号、控制信号、显示信号可由单片机的I/O口进行，并由程序保证系统抗干扰的能力。 设计任务为：用单片机设计一个测温范围在0100的多通道温度测量仪。设计要求：完成该系统的软硬件设计，学习掌握单片机采集测控系统的设计方法，提高学习新知识、新技能的能力，培养独立设计的能力。 第二章 单片机多通道温度采集测控系统分析与设计2.1 总体分析 由于
12、AT89C51单片机的设计时间有限其精度不是很高，它的测温范围在0100之间，可以直接应用在对温度精度要求不高的各种现场。 单片机多通道温度采集测控系统采用集成温度传感器满足温度测量，并将温度信号转换成电流，转换为电压信号，通过放大电路最终交由模/数转换芯片转换成数字信号经单片机处理并经输出驱动电路显示于共阳极数码管。该测量仪可实现多点（8点）不同区域测量，单通道，循环测量。还具有超温报警和自动控制功能，当温度超过某一设定值时，系统控制继电器来关闭加温设备。 除此之外，考虑到测控会用于工业生产当中，可靠性要求比较重要，并要具有抗干扰能力和避免、消除干扰的能力，以保证系统平稳工作。 由以上大致分
13、析，整个系统控制将由AT89C51单片机为核心构成。选用ADC0809作为模/数转换芯片，各个检测信号、控制信号、显示信号可由单片机的I/O口进行，并由程序保证系统抗干扰的能力。2.2 AT89C51单片机的性能及应用 单片机是早期Single Chip Microcomputer的直译，它反映了早期单片机的形态和本质。然后，按照面向对象，突出控制功能，在片内集成了许多外围电路及外设接口，突破了传统意义上的计算机结构，发展成microcontroller的体系结构，目前国外已普遍称之为微控制器MCU（Microcontroller Unit）。鉴于它完全作嵌入应用，故又称为嵌入式微控制器(Em
14、bedded Microcontrolle)。 大多数单片机采用哈佛（Harvard）结构体系，即数据存储空间与程序存储空间相互独立的结构体系。它不同于一般通用计算机系统结构，即程序和数据共用一个空间的冯•诺伊曼(Von Neumann)结构。 AT89C51单片机温度测控仪采用Atmel公司的AT89C51单片机，采用双列直插封装（DIP），有40个引脚。该单片机采用Atmel公司的高密度非易失性存储技术制造，与美国Intel公司生产的MCS51系列单片机的指令和引脚设置兼容。其主要特征如下：18位CPU2内置4K字节可重复编程Flash，可重复擦写1000次3完全定态操作：0H
15、z24Hz，可输出时钟信号4128B的片内数据存储器532根可编程I/O线62个16位定时/计数器7中断系统有6个中断源，可编为两个优先级8一个全双工可编程串行通道9具有两种节能模式：闲置模式和掉电模式 值得注意的是，P0、P1、P2、P3口作为普通I/O口使用时都是准双向口结构，其输入操作和输出操作本质不同，输入操作是读引脚状态，输出是对锁存器的写入操作。当内部总线给口锁存器置0或1时，锁存器中的0、1状态立即反映到引脚上。但在输入操作时，如果锁存器状态为0引脚被钳位0状态，导致无法读出引脚的高电平输入。因此，准双向口作为输入口时，应先使锁存器置1（称之为置输入方式）。然后，再读引脚，例如：要将P1口的状态读入到累加器A中，应执行以下两条指令： MOV P1，#0FFH ；P1口置入方式MOV A， P1 ；读P1口引脚状态到A 另外，I/O口的端口自动识别功能，保证了无论是P1口（低8位地址）P2口（高8位地址）的总线复用，还是P3口的功能复用，内部资源自动选择而不需要用指令进行状态选择。 近年来，随着计算机技术的发展，单片机的功能越来越强大。由于单片机的寿命长、速度快、低功耗、低噪声、可靠性高的特点及16位、32位单片机的出现，在
