《智能仪器》课程设计- 基于STC89C52的温度测量系统设计（数码管显示）.doc

根据提供的文档信息，本次课程设计的主要内容是基于STC89C52单片机的温度测量系统设计，并采用数码管进行数据显示。接下来，我们将详细分析该设计中的关键知识点。 ### 1. 引言 #### 1.1 本设计意义 在现代工业自动化、环境监测等领域中，温度测量是一项基本且重要的工作。传统的温度测量方式通常采用模拟指针式仪表或简单的数字显示设备，这些设备往往存在读数不准确、反应迟缓等问题。随着微电子技术的发展，利用单片机为核心的智能温度测量系统应运而生，具有精度高、响应快、功能多样等优点，能够更好地满足实际需求。 #### 1.2 本设计任务及主要内容 本次课程设计的目标是设计并实现一个基于STC89C52单片机的温度测量系统，该系统能够实时采集环境温度，并通过数码管显示出来。具体来说，主要包括以下几个方面的工作： - **硬件设计**：包括单片机最小系统的设计、热敏电阻的选择与应用、A/D转换器的选型及其接口电路设计、数码管显示电路的设计。 - **软件设计**：编写相应的控制程序，实现数据采集、处理以及显示等功能。 ### 2. 硬件设计 #### 2.1 系统组成框图 整个系统的硬件部分可以分为以下几个模块： - **单片机最小系统**：包括STC89C52单片机及其外围电路，如电源、时钟电路等。 - **热敏电阻及电路**：用于感知环境温度的变化。 - **A/D转换器**：将热敏电阻检测到的模拟信号转换为数字信号。 - **数码管显示电路**：用于显示经过处理后的温度值。 #### 2.2 STC89C52单片机最小系统 STC89C52是一种高性能、低功耗的8位单片机，内部集成了大量的功能模块，如定时器/计数器、串行通信接口等。在本设计中，主要用到了以下组成部分： - **电源电路**：提供稳定的5V电压供应。 - **复位电路**：确保单片机能够可靠地复位。 - **晶振电路**：提供系统时钟源，通常采用12MHz的晶体振荡器。 #### 2.3 热敏电阻及电路 热敏电阻是一种对温度敏感的电阻器，其阻值会随着温度的变化而变化。在本设计中，选择了NTC（负温度系数）类型的热敏电阻作为温度传感器。热敏电阻与分压电阻串联后接入单片机的A/D输入端口，通过测量分压后的电压值来间接获得温度信息。 #### 2.4 A/D硬件设计 在本设计中，选择了ADC0832作为A/D转换器。ADC0832是一款8位分辨率的逐次逼近型A/D转换器，它具有两个模拟输入通道，可以方便地连接各种传感器。通过与STC89C52单片机的接口电路设计，可以实现对热敏电阻输出信号的数字化处理。 #### 2.5 数码管显示电路设计 为了直观地显示测量结果，本设计采用了共阳极或共阴极的四位数码管。数码管由多个段组成，通过控制各个段的亮灭状态来显示不同的数字。单片机通过控制数码管的段选线和位选线，实现对显示内容的控制。 ### 3. 软件设计 #### 3.1 ADC0832软件设计 ADC0832的软件设计主要包括初始化设置和数据读取两部分。初始化主要是配置单片机的相关寄存器，使得ADC0832能够正常工作；数据读取则是通过特定的通信协议（通常是SPI或单线通信模式）从ADC0832获取转换后的数字量。 #### 3.2 数码管软件设计 数码管的显示控制主要通过软件编程实现。对于共阳极数码管而言，当某个段选线接高电平时，该段被点亮；而对于共阴极数码管，则相反。软件设计时，需要编写函数来控制各个段选线的状态，从而显示所需的数字。 #### 3.3 主程序设计 主程序是整个系统的核心部分，负责协调各个模块的工作。通常包括以下几个步骤： - **初始化**：设置单片机的各种工作模式，如定时器、中断等。 - **数据采集**：定期启动A/D转换器进行数据采集。 - **数据处理**：对采集到的数据进行必要的计算和转换，得到最终的温度值。 - **数据显示**：将处理后的数据通过数码管显示出来。 - **循环执行**：主程序不断循环执行上述步骤，直到接收到停止指令为止。 《智能仪器》课程设计——基于STC89C52的温度测量系统设计（数码管显示）是一个典型的嵌入式系统设计案例，涵盖了硬件电路设计、软件编程等多个方面的内容。通过这个项目的学习与实践，学生不仅能够掌握单片机的基本操作方法，还能够深入了解温度传感器的工作原理及其实现过程，对于提高学生的动手能力和创新能力具有重要意义。