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1、南京师范大学泰州学院电力工程学院 基于STC89C52单片机的多点温度检测系统设计基于STC89C52单片机的多点温度检测系统设计摘 要随着社会进步和工业技术的发展，人们越来越重视温度因素，许多产品对温度范围要求严格，而目前市场上存在的温度检测仪器普遍都是单点测量，同时有温度信息传递不及时、精度不够的缺点，不利于工业控制者根据温度变化及时做出决定。在这样的形势下，开发一种可以同时测量多点，并且实时性高、精度高，能够综合处理多点温度信息的测量系统就很有必要。本文详细阐述了以单片机为核心的温度控制系统。它是利用热敏电阻采集温度信号，将阻值变化转换为电压信号，经放大电路放大、A/D转换后送到单片机中
2、，并将与其设定温度限值比较，控制温度在一定范围内，从而构成了一个多路温度控制系统。最后针对温度控制系统进行了Proteus实验仿真，通过对仿真的分析表明本文所述的基于单片机的多路温度采集系统的设计的合理性和有效性。关键词：单片机；温度显示；多路数据采集；热敏电阻52Based on the STC89C52 MCU multipoint temperature measurement system designAbstractAs the industry and the society developing, the temperature becomes more and more imp
3、ortant and a lot of products are sensitive to temperature. However, temperature-measuring apparatus in the market now only can check and measure the temperature of one point, at the same time, the temperature information is not real time and the precision is low. It takes a great of troubles for the
4、 industry-controllers to make decision.In this situation, design and implement one applicable system which can watch measure and control the temperature and the measuring results is real time and the precision is great is more essential. In order to meeting this application, this paper talks about T
5、he Multiple-Points temperature Measuring System.In this paper, it detailed temperature control system with the core single chipmicrocomputer. It is a collection of temperature using temperature sensor signal, the signal into voltage signal amplification by the amplifier circuit, A/D conversion tothe
6、 signal chip and compared with the set temperature. Finally, temperature control system for the experimental simulation, the analysis of simulation described in this article shows that the design of temperature control system based on Microcontroller is availability and rationality. Keywords: Microc
7、ontroller；Temperaturecontrol system；Date Acquisition；Thermistor目 录摘要IAbstractII目 录III第一章绪论11.1 本课题研究意义11.2 本课题研究现状11.3 本课题设计任务及要求1第二章 Proteus仿真软件32.1 proteus 单片机仿真软件简介32.2 Proteus仿真过程说明4第三章系统总体方案设计73.1系统总体设计73.2方案原理说明83.3总体设计方案论证8第四章硬件电路的设计94.1 测温电路的设计94.1.1热敏电阻的选择94.1.2测温电路的方案论证104.2 A/D转化电路的设计124.
8、2.1 方案论证124.2.2 ADC0809芯片的引脚功能134.2.3 ADC0809与单片机的连接144.3 主控模块STC89C52154.3.1 STC89C52简介154.3.2单片时钟电路的设计164.3.3单片机复位电路设计164.4 扩展I/O接口芯片174.4.1方案论证174.4.2芯片引脚功能介绍174.4.3 8255A与单片机连接184.5显示电路的设计184.5.1方案论证与选择184.6 报警电路的设计194.7 按键控制电路的设计204.7.1方案论证与选择20第五章系统软件设计225.1 程序总体设计225.2 主程序流程图225.3温度检测子程序流程图23
9、5.4 温度显示子程序流程图245.5定时子程序流程图255.6 外部中断调节温度限值子程序流程图265.7 外部中断选择查看子程序流程图275.8 求平均值子程序和BCD转换子程序流程图28第六章硬件电路调试和软件测试296.1 测温电路调试296.2主电路调试316.3 错误分析与解决方案36总结与展望37致谢38参考文献39附录40元件清单40热敏电阻温度/阻值表41程序清单42第一章 绪 论1.1 本课题研究意义单片机自问世以来，性能不断提高和完善，其资源又能满足很多应用场合的需要，加之单片机具有集成度高、功能强、速度快、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉等特点，因此，在工业控制、智能
10、仪器仪表、数据采集和处理、通信系统、高级计算器、家用电器等领域的应用日益广泛，并且正在逐步取代现有的多片微机应用系统。单片机的潜力越来越被人们所重视。特别是当前用CMOS工艺制成的各种单片机，由于功耗低，使用的温度范围大，抗干扰能力强，能满足一些特殊要求的应用场合，更加扩大了单片机的应用范围，也进一步促使单片机性能的发展。而现在的单片机在数据采集上也有了很多的应用。温度是日常生活、工业、医学、环境保护、化工、石油等领域最常用到的一个物理量。测量温度的基本方法是使用温度计直接读取温度。最常见到得测量温度的工具是各种各样的温度计，例如：水银玻璃温度计、酒精温度计、热电偶或热电阻温度计等。它们常常以
11、刻度的形式表示温度的高低，人们必须通过读取刻度值的多少来测量温度。利用单片机和温度传感器构成的电子式智能温度计就可以直接测量温度，得到温度的数字值，既简单方便，有直观准确。1.2 本课题研究现状随着科学技术的快速发展，特别是现代仪器的发展，微型化、集成化、数字化成为传感器发展的一个重要方向。基于单片机检测温度的传感元件也不断更新如：DALLAS公司生产的一种新型温度传感器DS18B20，其优点集温度测量、A/D转换于一体，极大的简化了整体电路，使得系统更加小型化、低功耗。NS 公司生产的LM35，是电压型集成温度传感器的典型代表。是今年以来最广泛运用的，它具有很高的工作精度和摄氏温度线性成比例
12、且无需外部校准或微调。与传统的温度传感器相比，新型的集成温度传感器具有使用方便、线性度好、精度高、体积小、反应快、校准方便等特点。因而被广泛应用于温度测量、 恒温控制、温度补偿等要求较高环境中。在温度传感器中使用得比较普遍的元件,除了集成温度传感器外,在汽车、家用电器等领域, 使用得最多的, 还是价格低廉、精度较高、可靠性好的NTC 热敏电阻器。特别是-50+300范围内, 在温度补偿、抑制浪涌电流、温度检测方面热敏有不可替代的作用。热敏电阻与单片机相结合即能弥补传统元件缺陷又能实现智能控制还具有很高的性价比，基于单片机的热敏电阻温度检测技术具有广阔应用前景和巨大经济价值。1.3 本课题设计任
13、务及要求设计任务：本课题主要实现对多点温度进行测量并同时准确显示。整个系统由单片机STC89C52控制，要能够接收传感器的数据并显示出来，从键盘输入命令，系统根据命令，选择执行相应的程序，并由驱动电路驱动LED显示温度。设计一种合理、可行的单片机监控方案，完成多点测量、显示和控制的任务，并编写软件程序，进行Proteus仿真。具体设计要求：以一定时间间隔对8个温度通道进行巡回采集，温度检测范围0 99；可用键盘单独显示通道情况；数码管显示，同时显示通道号；对8个温度求平均值，并显示；键盘设置温度的上、下限值；具有超限报警功能；实现用Proteus的仿真；图1-1 课题设计框图第二章 Prote
14、us仿真软件2.1 proteus 单片机仿真软件简介Proteus ISIS是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。它运行于Windows操作系统上，可以仿真、分析(SPICE)各种模拟器件和集成电路，该软件的特点是：实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合。具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232动态仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能；有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。支持主流单片机系统的仿真。目前支持的单片机类型有：68000系列、8051系列、AVR系列、PIC12系列、PIC16系列
15、、PIC18系列、Z80系列、HC11系列以及各种外围芯片。提供软件调试功能。在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此在该软件仿真系统中，也必须具有这些功能；同时支持第三方的软件编译和调试环境，如Kevil C51 uVision2等软件。支持大量的存储器和外围芯片。总之，该软件是一款集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件，功能极其强大，篇幅有限本文主要介绍基本的操作。其仿真界面如图2-1所示：图2-1 proteus仿真界面2.2 Proteus仿真过程说明选取元件，单击如图2-2的元件选取按钮“P”出现如图2-3的窗口。图2-2 选取元件库按钮在图2-3中选择所需的元件的关键字,元件选取可参考附录元件清单。图2-3 选取元件放置元件，元件列表如图2-4，用鼠标选取元件放置在原理图编辑窗口。鼠标的右键可以选择放置虚拟仪器和对元件方向调整，按照原理图布线。图2-4 放置元件在
