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1、单片机课程设计说明书摘 要摘要：本文分析了温度测控系统的功能和特点，阐述了单片机温度测控系统的组成和原理，介绍了该系统在控制汽车刹车片温度上的应用。论述了如何利用A/D转换器将模拟信号（温度信号）转换为数字信号，再将信号送至单片机与设定温度对比确定是否打开水箱电磁阀，同时利用七段数码管将温度显示出来。关键词：单片机 AD转换器 温度测控 数码管目 录序 言 .3第一章 系统的主要功能说明.41.1 系统的主要功能.41.2 系统的设计思路.4第二章 元器件介绍.52.1 单片机AT89C51.52.2 A/D转换器ADC0809.72.3 七段发光显示器.92.4 其它元器件说明.10第三章
2、硬件设计.113.1 工作原理.113.2 温度检测设计.113.3 A/D转换设计.113.4 单片机及其外围电路设计.123.5 显示电路设计.123.6 电磁阀电路设计.123.7 系统硬件设计图.13第四章 软件设计.144.1 程序分析.144.2 程序设计流程图.144.3 程序设计.15参考文献.20小结.21序 言 司机驾车，尤其是在长时间下坡、急转弯的盘山路上行驶时要频繁地使用刹车，这就对刹车片的性能提出了较高的要求，可以这样说：刹车系统是人身安全的重要保障。众所周知，现在的刹车系统是利用刹车片之间的磨擦来实现减速的，但磨擦会产生热量，频繁的使用刹车，产生的大量热量不可能及时
3、的散去，因此刹车片和车轮的温度迅速升高。任何东西都有一个承受极限，当温度升高到一定程度时，汽车的制动效能就会下降。尤其是鼓式制动器，由于其制动效能的稳定性较差，温度的升高很容易引起制动效能的下降。因此可能发生刹车失灵的严重后果直接威胁到车内人员的生命。为此，我想到给车设计安装一个对车轮及刹车片温度进行实时监控，并能自动采取应对措施的系统来解决这个问题，从而达到提高行车的安全系数的目的。第一章 系统的主要功能说明1.1系统的主要功能汽车长时间行驶常需要人为的对汽车刹车片进行浇水降温，以保证刹车片不因温度过高而失灵，尽可能避免意外事故的发生。但是由于某些原因，人不可能准确的感知刹车片的温度变化，故
4、在此引入了单片机实时温控系统。该系统可对汽车刹车片的温度进行实时检测，当检测到的温度高于设定的温度时（500）就会自动打开水箱电磁阀进行浇水降温，在设计中用一盏LED灯代替水箱电磁阀，灯亮代表电磁阀打开。该系统还可以利用七段数码管将温度显示出来，以便于驾驶员准确的了解刹车片的工作状况。从而使刹车片温度控制在一定的范围内，保证汽车的安全行驶。1.2系统的设计思路 系统设计思路如下图：汽车刹车片温度信号采集信号放大AD转换AT89C51CPU电磁阀温度显示图1系统结构框图第二章 元器件介绍2.1单片机AT89C512.1.1 单片机的基本组成时钟电路SFR和RAMROMCPU定时/计数器并行端口中
5、断系统串行端口系 统 总 线时钟源T0 T1P0 P1 P2 P3TXD RXD INT0 INT1图2.1单片机基本组成图（1）一个8位微处理器CPU。（2）数据存储器RAM和特殊功能寄存器SFR。（3）内部程序存储器ROM。（4）两个定时/计数器，用以对外部事件进行计数，也可用作定时器。（5）四个8位可编程的I/O（输入/输出）并行端口，每个端口既可做输入，也可做输出。（6）一个串行端口，用于数据的串行通信。（7）中断控制系统。（8）内部时钟电路。2.1.2单片机的内部结构图2.2AT89C51内部结构1运算器 运算器由8 位算术逻辑运算单元ALU （Arithmetic Logic Un
6、it ）、8 位累加器ACC （Accumulator ）、8 位寄存器B 、 程序状态字寄存器PSW （Program Status Word ）、8 位暂存寄存器TMP1 和TMP2 等组成。 2控制器 主要由程序计数器PC 、 指令寄存器IR 、 指令译码器ID 、 堆栈指针SP 、 数据指针DPTR 、 时钟发生器及定时控制逻辑等组成。2.1.3单片机芯片引脚描述图2.3为AT89C51单片机的引脚配置图。（1）主电源引脚VCC（2）外接晶振引脚XTAL1和XTAL2（3）复位引脚RST，输入高电平是AT89C51复位（4）输入/输出引脚P0、P1、P2、P3（共32根）（5）程序存储
7、器选择信号引脚EA（6）外部程序存储器读选通信号引脚PSEN（7）外部存储器低8位地址锁存信号引脚ALE 图2.3单片机引脚图2.2 AD转换器ADC08092.2.1 ADC0809主要性能（1）分辨率为8位；（2）精度：ADC0809小于1LSB（ADC0808小于1/2LSB）；（3）单+5V供电，模拟输入电压范围为05V；（4）具有锁存控制的路输入模拟开关；（5）可锁存三态输出，输出与TTL电平兼容；（6）功耗为15mW；（7）不必进行零点和满度调整；（8）转换速度取决于芯片外接的时钟频率。时钟频率范围：101280KHz。典型值为时钟频率640KHz，转换时间约为100S。2.2.2
8、 ADC0809结构ADC0809（简称0809）是8路8位逐次逼近式AD转换器，适用于精度要求不高（分辨率1256）的多路AD转换，具有三态数据总线，可以直接和MCU接口。0809由8路模拟开关、通路地址锁存器、8位AD转换器和三态数据缓冲器等组成。图2.4为0809的结构框图。8位AD转换器三态输出锁存器缓冲器通路转换开关通路地址锁存译码器IN0IN7ABCALE18VCCGNDOEV- V+STARTCLK图2.4 ADC0809结构框图2.2.3 ADC0809引脚图2.5为ADC0809引脚图（1）IN0IN7，8路模拟量输入端。（2）D7D0，8位数字量输出端。（3）ALE， 地址
9、锁存允许信号输入端。通常向此引脚输入一个正脉冲时，可将三位地址选择信号A、B、C锁存于地址寄存器内并进行译码，选通相应的模拟输入通道。（4）START，启动A/D转换控制信号输入端。一般向此引脚输入一个正脉冲，上升沿复位内部逐次逼近寄存器，下降沿后开始A/D转换。（5）CLK，时钟信号输入端。（6）EOC，转换结束信号输出端。A/D转换期间EOC为低电平，A/D转换结束后EOC为高电平。（7）OE，输出允许控制端，控制输出锁存器的三态门。当OE为高电平时，转换结果数据出现在D7D0引脚。当OE为低电平时，D7D0引脚对外呈高阻状态。（8）C、B、A，8路模拟开关的地址选通信号输入端，3个输入端
10、的信号为000111时，接通IN0IN7对应通道。（9）VR（）、VR（）：分别为基准电源的正、负输入端。 图2.5 ADC0809引脚图2.3 七段发光显示器2.3.1显示器结构常用的七段显示器的结构如图2.6所示。发光二级管的阳极连在一起的称为共阳极显示器，阴极连在一起的称为共阴极显示器。1位显示器由8个发光二极管组成，其中7个发光二极管ag控制7个笔画（段）的亮或暗，另一个控制一个小数点的亮和暗，这种笔画式的七段显示器能显示的字符较少，字形的形状有些失真，但控制简单，使用方便。图2.6 七段发光显示器的结构2.3.2显示器的工作方式（1）静态显示方式所谓静态显示方式，就是显示器在显示一个字符时，相应的发光二极管恒定的导通或截止，例如a、b、c、d、e、f导通，g截止时显示“0”。这种使显示器显示字符的字形数据常称为段数据。静态显示方式的每一个七段显示器，需要由一个8位并行口控制。（2）动态显示方式所谓动态显示方式，就是一位一位地轮流点亮各位显示器（扫描），对于每一位显示器来说，每隔一段时间点亮一次。显示器的亮度既与导通电流有关，也与点亮时间和间隔时间的比例有关。调整电流和时间参数，可实现亮度较高较稳定的显示。若显示
