PIC单片机温敏电阻测温课程设计.doc

设计目的、要求及方案选择 1、设计目的 随着社会的进步和工业技术的发展，人们越来越重视温度对产品的影响，许多产品对温度范围要求严格，目前市场上普遍存在的问题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。在这样的形式下，开发一种实时性高、精度高的温度采集系统就很有必要。 本课题用一种基于单片机的数据采集系统方案，该方案根据热敏电阻随温度变化而变化的特性，采用串联分压电路。单片机采集热敏电阻的电压，通过A/D转换将模拟量 电压信号转换成数字量电压信号，经过查表转换得到温度值，控制数码管实时显示温度值。本系统中所器件是PIC16F877单片机、NTC热敏电阻和数码管。 、设计、 本设计以PIC16F877单片机系统为核心，采用热敏电阻对温度进行检测；通过电容进行充放电进行A/D转换把温度信号调解转换为电压信号，计算出电阻，与PIC16F877单片机接口设置LED八段数码管实时显示温度值。本设计包括热敏电阻选择、测量模块、数据传输模块、温度显示模块四个部分。文中对每个部分功能、实现过程作详细介绍。 硬件系统各模块电路的设计 1、单片机系统的设计 PIC16F877单片机的基本功能区域的主要功能模块包括以下7部分 程序存储器区域 PIC16F877单片机带有Flash程序存储器结构，主要存放由用户预先编制好的程序和一些固定不变的数据。程序存储器共有8K×14位程序单元空间，即0000H1FFFH，由程序计数器提供13条地址线进行单元选择，每个单元宽14位，能够存放一条PIC单片机系统指令。在系统上电或其他复位情况下，程序计数器均从0000H地址单元开始工作。如果遇到调用子程序或系统发生事件中断时，都将把当前程序断点处的地址送入8级×14位的堆栈区域进行保护。堆栈是一个独立的存储区域，在子程序或中断服务程序执行完后，再恢复断点地址，使主程序得以继续执行。通过14位程序总线，取出对应程序指令的机器码，送入指令寄存器，将组成的操作码和操作数进行有效分离。如果操作数为地址，则进入地址复用器；如果操作数为数据，则进入数据复用器。而操作码将在指令译码和控制单元中转化为相应的功能操作。 数据存储区域 PIC16F877单片机数据存储器主要包括特殊功能寄存器和通用寄存器两部分，用于存取CPU在执行程序过程中产生的中间数据或预置的参数。RAM数据存储器的每个存储单元除具备普通存储器功能之外，还能实现移位、置位、复位和位测试等通常只有寄存器才能完成的操作。PIC16F877共有512字节单元空间（包括无效的地址单元），即000H1FFH.地址复用器组合9条地址线，实现512个数据存储器单元地址的有效选择。对于不同的数据访问，地址复用器的组合方式也存在差异。当采用直接寻址时，RAM地址的形成采用7加2模式，即7位数据来源于指令操作数，2位数据来源于STATUS 状态寄存器RP1、RP0；而采用间接寻址时，RAM地址的形成采用8加1模式，即8位数据来源于文件选择寄存器FSR，1位数据来源于STATUS状态寄存器IRP 基本功能区域配置有地址和数据两种复用器，是一种信号的选择开关，可根据指令功能的不同而选择其中的一个通路。 E2PROM数据存储器模块 PIC16F877单片机嵌入一个256×8位E2PROM数据存储器模块。它与内部数据存储器最大的差异在于可在线擦/写，存储的内容掉电时不会丢失。完成数据存取功能，PIC单片机指令集没有提供现成的机器指令，而必须采用特殊的程序段。 算术逻辑运算区域 PIC16F877单片机中一个非常重要的部件就是算术逻辑单元ALU，主要实现算数运算和逻辑运算。一般对于双目操作类指令，如“加”、“减”、“与”、“或”的两个操作数将来源于工作寄存器W和数据复用器。而执行的结果可以送入工作寄存器W或返回数据总线（进入特定外围模块或给定的数据寄存器单元），同时会将运算结果的状态送入STATUS状态寄存器。 与算术逻辑运算区域关联的特殊功能寄存器有以下3种 （1）工作寄存器W：相当于其它单片机中的“累加器A”，是数据传送的桥梁，是最为繁忙的工作单元。在运算前，W可以暂存准备参加运算的一个操作数（成为源操作数）； （2）状态寄存器STATUS：反映最近一次算术逻辑运算结果的状态特征，如是否产生进位、借位、结果是否为零等，共涉及3个标志位（Z、DC和C）。该寄存器在其他单片机中又称为标志寄存器或程序状态字（PAW）寄存器。另外，状态寄存器还包括数据寄存器区域的选择信息（IRP、RP1和RP0）。如图所示的状态寄存器STATUS指向数据存储器地址复用器的3条控制线，配合完成间接寻址（IRP）和直接寻址（RP1和RP0）。 （3）文件选择寄存器FSR：是与INDF完成间接寻址的专用主题寄存器，用于存放