溫度采集及显示课程设计论文.docVIP

 摘 要：本文主要介绍了温度数据采集系统的硬件电路结构及其原理。所设计的电路具有温度小信号放大，模数转换以及显示的功能。前端可以把温度传感器的模拟信号采集到系统中，经高保真运算放大器将信号放大，把电压信号输入A/D转换，利用A/D转换工具将模拟信号转化为数字信号，然后将得到的数字信号传送至单片机，通过程序对信号进行处理，最后将采集到的温度用数码管显示出来。  关键词：温度采集；单片机；模数转换；显示； 1 引言 温度是国际单位制中7个基本的物理量之一，是生产过程和科学试验中普遍且重要的物理参数。在工业生产中，常需对温度进行检测和监控。采用微型机进行温度检测显示，信息存储及实时控制。对于提高生产效率，节约能源都有重要的作用。为此，设计了一种基于89S52单片机的单通道温度检测及显示系统，可以很容易实现温度采集及显示。 2方案论证 方案一 电路采集AD590电压的微小变化连接到放大电路，经放大后送入0809A/D转换芯片，将输入电压信号转换成数字量输出；数字量有单片机接收，通过单片机内的程序处理后送到单片机的输出口，输出口后接4个数码管显示模块，显示模块通过74LS164和电阻共同来驱动，本电路采用静态显示。 方案二 电路采集AD590电压的微小变化连接到放大电路，经放大后送入MC14433A/D转换芯片，将输入电压信号转换成数字量输出；数字量有单片机接收，通过单片机内的程序处理后送到单片机的输出口，输出口后接SR420561K显示模块，显示模块通过7407反相器和上拉电阻进行段码和DS75452进行位驱动，从而达到满足显示模块亮度的需要。本电路采用动态显示。 通过方案一和方案二的对比可知，因为本块电路想达到精确到小数点后一位，所以需要四块单独的数码管，对于方案一来说需要4块74LS164和32个电阻进行驱动，MC14433和0809A/D转换芯片在对同一范围的电压采集内，MC14433要比0809的精度高，又MC14433是3(1/2)位双积分型的A/D转换器，而0809是逐次比较型的A/D转换器,MC14433要比0809的抗干扰性强，虽然MC14433的转换速度没有0809快但是由于温度在100ms内的变化不大不会对结果造成大的影响，采用静态显示虽然可以减少单片机的口线的条数，但是增加了显示模块的芯片和电阻的数量。同时静态显示不能快速的反应温度的变化，综合上述的比较我们选用了方案二。 3系统框图 图1 4 芯片介绍 4.1 单片机89S52 AT89S52是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机，片内含8K的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和128bytes的随机数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大AT89S52单片机可为您提供许多高性价比的应用场合。 4.1.1 主要特性 兼容MCS51指令系统 15个双向I/O口 两个16位可编程定时/计数器 时钟频率0-24MHz 两个外部中断源 低功耗睡眠功能 可直接驱动LED 可编程UARL通道 2k可反复擦写(1000次）Flash ROM 6个中断源 2.7-6.V的宽工作电压范围 128x8bit内部RAM 两个串行中断 两级加密位 内置一个模拟比较放大器 软件设置睡眠和唤醒功能 4.1.2 管脚说明 单片机89S52管脚图如图2所示： 图2 单片机89S52管脚图 管脚介绍： 电源引脚Vcc和Vss Vcc（20脚）：电源端，为+5V Vss（10脚）：接地端 外接晶体引脚XTAL1和XTAL2 XTAL1（5脚）：接外部晶体和微调电容的一端。在89S52片内是振荡电路反相放大器的输出端，振荡电路的频率就是晶体的固有频率。若须采用外部时钟电路，则该引脚悬空。 要检查89S52的振荡电路是否正常工作，可用示波器查看XTAL2端是否有脉冲信号输出。XTAL2（4脚）：接外部晶体和微调电容的另一端。在片内，它是振荡电路反相放大器的输入端。在采用外部时钟时，该引脚输入外部时钟脉冲。 控制信号引脚RST RST（脚）：RST是复位信号输入端，高电平有效。当此电平保持两个机器周期（24个时钟振荡周期）的高电平时，就可以完成复位操作。 P1口共8脚，准双向端口。 　 P3.0～P3.6共7脚，准双向端口，并且保留了全部的P3的第二功能，如P3.0、P3.1的串行通讯功能，P3.2、P3.3的中断输入功能，P3.4、P3.5的定时器输入功能。 在引脚的驱动能力上面，89S52具有很强的下拉能力，P1、P3口的下拉能力均可达到20mA.相比之下，89C51/87C51的端口下拉能力每脚最大为15