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1、键入文字 湖南工程学院课 程 设 计课程名称 单片机原理与应用 课题名称 温度检测设计 专 业 电气工程及其自动化 班 级 电气1005 学 号 201001010515 姓 名 周 敏 指导教师_ 李世军_ 2013年 6 月25日湖南工程学院课 程 设 计 任 务 书课程名称 单片机原理与应用 课 题 温度检测设计 专业班级 电气1005 学生姓名 周 敏 学 号 201001010515 指导老师 李世军 审 批 任务书下达日期 2013年6 月 7 日任务书完成日期 2013年 6月 25日设计内容与设计要求设计内容： 本课题以单片机为核心，实现设计温度的检测。用可调电阻调节电压值（0
2、-5V）作为模拟温度的输入量，当温度低于30度时，发出长嘀声报警和光报警，当温度高于60度时，启动直流电机散热。测量温度范围在0-99度。1、1路模拟电压输入，电压范围0-5V；2、通过两位LED数码管显示其转换的数字量（00FFH） 3、当其转换的数字量为(00-4DH),则通过发光二极管闪烁报警，当其转换数字量为(9A-FFH)时，启动直流电机散热。设计要求：1）确定系统设计方案； 2）进行系统的硬件设计；3）完成必要的参数计算与元器件选择；4）完成应用程序设计；5）进行单元电路及应用程序的调试；6）写出使用说明书。主 要 设 计 条 件1、MCS-51单片机实验操作台1台；2、PC机及单
3、片机调试软件；3、单片机应用系统板1套；4、制作工具1套；5、系统设计所需的元器件。 说 明 书 格 式1. 课程设计任务书2. 目录3. 说明书内容1）课题的设计要求、目的、意义2）系统总体方案选择与说明3）系统结构框图与工作原理4）各单元硬件设计说明及计算方法5）软件设计与说明（包括流程图）6）调试结果与必要的调试说明7）使用说明8）程序清单9）总结10）参考文献附录附录A 系统原理图附录B 程序清单评分表温度检测设计【摘 要】随着科技的不断进步，在工业生产中温度是常用的被控参数，而采用单片机来对这些被控参数进行控制已成为当今的主流。本文介绍了数字温度测量及自动控制系统的设计。本文采用单片
4、机来实现对温度的控制。它的主要组成部分有：AT89C51单片机、温度传感器、显示电路、温度控制电路。它可以实时的显示和设定温度，实现对温度的自动控制。通过测试表明，本设计对温度的控制有方便、简单的特点，从而大幅提高了被控温度的技术指标。目录摘要 1第1章、设计目的 3第2章、设计思路 42.1 系统框架图 42.2 工作原理 4第3章、主元件介绍 63.1 AT89C51 63.2 ADC0808 83.3 LED显示器 9第4章、系统的主程序设计 114.1系统总流程图 .114.2系统仿真12总结 13附录 14参考文献 19 第1章 设计目的温度控制广泛应用于人们的生产和生活中，人们使用
5、温度计来采集温度，通过人工操作加热、通风和降温设备来控制温度，这样不但控制精度低、实时性差，而且操作人员的劳动强度大。即使有些用户采用半导体二极管作温度传感器，但由于其互换性差，效果也不理想。在某些行业中对温度的要求较高，由于工作环境温度不合理而引发的事故时有发生。对工业生产可靠进行造成影响，甚至操作人员的安全。为了避免这些缺点，需要在某些特定的环境里安装数字温度测量及控制设备。本设计由于采用了新型单片机对温度进行控制，以其测量精度高，操作简单。可运行性强，价格低廉等优点，特别适用于生活，医疗，工业生产等方面的温度测量及控制。 本设计是一个数字温度测量及控制系统，能测柜内的温度，并能在超限的情
6、况下进行控制、调整，并报警。保证环境保持在限定的温度中第2章 设计思路2.1 系统框架图利用可调电阻调节电压值（0-5V）作为模拟温度的输入量，当温度低于30度时，发出长嘀声报警和光报警，当温度高于60度时，启动直流电机散热。测量温度范围在0-99度。通过两位LED数码管显示其转换的数字量，同时启动报警系统，如图2-1所示：AT89C51LED显示A/D复位电路晶振电路等温度检测电压输入报警系统图2-1系统框架图2.2 工作原理(1)、1路模拟电压输入，电压范围0-5V；(2)、通过两位LED数码管显示其转换的数字量（00FFH）(3)、当其转换的数字量为(00-4DH),则通过发光二极管闪烁
7、报警，当其转换数字量为(9A-FFH)时，启动直流电机散热。工作原理图如下图所示：LED显示器7SEG-MPX4-CAAT89C51ADC0808电位计模 拟 信 号电压输入图2-2 工作原理图第3章 主要元器件介绍3.1 AT89C51 AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51 ? 指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组
8、合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。AT89C51有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，2个16位可编程定时计数器2个全双工串行通信口，片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。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。其芯片引脚图如下：图3-1 AT89C51引脚图单片机管脚说明 （1）VCC：供电电压。 （2）GND：接地。 （3）P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门
9、流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。 （4）P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 （5）P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被
10、写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 （6）P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由
11、于上拉的缘故。（7）P3口也可作为AT89S51的一些特殊功能口，如下表3-1所示： 表1-1 P3口第二功能 P3口引脚 第二功能 P3.0 RXD（串行口输入） P3.1 TXD（串行口输出） P3.2 INT0（外部中断0输入） P3.3 INT1（外部中断1输入） P3.4 T0（定时器0外部脉冲输入） P3.5 T1（定时器1外部脉冲输入） P3.6 WR（外部数据存储器写脉冲输出） P3.7 RD（外部数据存储器读脉冲输出） P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。（8）XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。 XTAL
12、1XTAL2 一般是用外接晶振。3.2 ADC0808ADC0808是采样分辨率为8位的、以逐次逼近原理进行模/数转换的器件。其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。ADC0808是ADC0809的简化版本，功能基本相同。一般在硬件仿真时采用ADC0808进行A/D转换，实际使用时采用ADC0809进行A/D转换。内部结构: ADC0808 是 CMOS 单片型逐次逼近式 AD 转换器，它有 8 路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8 位开关树型 A/D 转换器。引脚功能（外部特性） ADC0808 芯片有 28 条引脚，采用双列直插式封装，如下图所示。图3-2 ADC0808 引脚图各引脚功能如下： 15 和 2628（IN0IN7）：8 路模拟量输入端。 8、14、15 和 1721：8 位数字量输出端。 22（ALE）：地址锁存允许信号，输入，高电平有效。 6（START）： AD 转换启动脉冲输入端，输入一个正脉冲（至少 100ns 宽）使其启动（脉冲上升沿使 0809 复位，下降沿启动A/D 转换）。 7（EOC）： AD 转换结束信号，输出，当 AD 转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。 9（OE）：数据输出允许信号，输入，高电平有效。当 AD转换结束时，此端输入一个高电平
