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毕设论文---于基单片机的多点温度检测系统设计.doc
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基于 STC89C52 单片机的多点温度检测系统设计
I
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,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
基于 STC89C52 单片机的多点温度检测系统设计
II
Based on the STC89C52 MCU multipoint
temperature measurement system design
Abstract
As the industry and the society developing, the temperature becomes more
and more important 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
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 The Multiple-Point’s
temperature Measuring System.
In this paper, it detailed temperature control system with the core single
chip microcomputer. It is a collection of temperature using temperature sensor
signal, the signal into voltage signal amplification by the amplifier circuit, A/D
conversion to the 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: Microcontroller;Temperature control system;Date Acquisition;
Thermistor
基于 STC89C52 单片机的多点温度检测系统设计
III
目 录
摘 要...........................................................................................................................................................I
Abstract .......................................................................................................................................................II
目 录........................................................................................................................................................III
第一章 绪 论 .......................................................................................................................................1
1.1 本课题研究意义 ...............................................................................................................................1
1.2 本课题研究现状 ...............................................................................................................................1
1.3 本课题设计任务及要求 ...................................................................................................................1
第二章 Proteus 仿真软件.................................................................................................................3
2.1 proteus 单片机仿真软件简介 ..........................................................................................................3
2.2 Proteus 仿真过程说明 .......................................................................................................................4
第三章 系统总体方案设计.............................................................................................................7
3.1 系统总体设计 ....................................................................................................................................7
3.2 方案原理说明 ....................................................................................................................................8
3.3 总体设计方案论证 ............................................................................................................................8
第四章 硬件电路的设计..................................................................................................................9
4.1 测温电路的设计 ...............................................................................................................................9
4.1.1 热敏电阻的选择 .....................................................................................................................9
4.1.2 测温电路的方案论证 ...........................................................................................................10
4.2 A/D 转化电路的设计 .....................................................................................................................12
4.2.1 方案论证 ..............................................................................................................................12
4.2.2 ADC0809 芯片的引脚功能..................................................................................................13
4.2.3 ADC0809 与单片机的连接..................................................................................................14
4.3 主控模块 STC89C52 ......................................................................................................................15
4.3.1 STC89C52 简介 ....................................................................................................................15
4.3.2 单片时钟电路的设计 ...........................................................................................................16
4.3.3 单片机复位电路设计 ...........................................................................................................16
4.4 扩展 I/O 接口芯片..........................................................................................................................17
4.4.1 方案论证 ...............................................................................................................................17
4.4.2 芯片引脚功能介绍 ...............................................................................................................17
4.4.3 8255A 与单片机连接 ...........................................................................................................18
4.5 显示电路的设计 ..............................................................................................................................18
基于 STC89C52 单片机的多点温度检测系统设计
IV
4.5.1 方案论证与选择 ...................................................................................................................18
4.6 报警电路的设计 .............................................................................................................................19
4.7 按键控制电路的设计 .....................................................................................................................20
4.7.1 方案论证与选择 ...................................................................................................................20
第五章 系统软件设计 .....................................................................................................................22
5.1 程序总体设计 .................................................................................................................................22
5.2 主程序流程图 .................................................................................................................................22
5.3 温度检测子程序流程图 ..................................................................................................................23
5.4 温度显示子程序流程图 .................................................................................................................24
5.5 定时子程序流程图 ..........................................................................................................................25
5.6 外部中断调节温度限值子程序流程图 .........................................................................................26
5.7 外部中断选择查看子程序流程图 .................................................................................................27
5.8 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...........................................................................................29
6.1 测温电路调试 .................................................................................................................................29
6.2 主电路调试 ......................................................................................................................................31
6.3 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
基于 STC89C52 单片机的多点温度检测系统设计
1
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
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