温度控制系统课程的设计.docVIP

目录 1 问题描述 1 2 需求分析 2 3 概要设计 5 3.1 模块划分 5 3.2 完整硬件电路图 5 3.3 主要模块流程图 5 4 详细设计 8 5 测试分析 12 6 结束语 14 参考文献 15 致谢 16 附录Ⅰ 源程序代码 17 附录Ⅱ 系统整体电路图 21 1 问题描述 100°C时，喇叭就会报警，发出“嘀”的声音，同时蓝色LED亮，启动继电器使加热器工作，继续调高温度，当温度大于110°C时喇叭又会发出“嘀”的报警声，同时红色LED亮，关闭继电器使加热器停止加热。正常温度下绿色LED亮，继电器断开，喇叭不叫。程序源代码采用汇编语言编写。 2 需求分析 设计一个温度报警器，先要有一个温度传感器，用来传送温度信息，由于传感器的信号是模拟信号，则需要一个运算放大电路，把信号按比例放大，通过单片机内的模数转换程序将信号转换成数字信号，单片机采用AT89C51，p1.0、p1.1、p1.7作为数字信号输入端口，在外界温度信号传进单片机后需要将信号有输出到显示器上显示，以直观的看到外界温度的具体数值，我采用共阴极的四位七段译码显示器，p0.0至p0.7端口作为显示信号输出端口，当温度变化时，单片机需要对不同的温度范围做出反应，则我用p2.7作为控制喇叭的端口，p1.2至p1.4作为控制LED灯亮灭的端口，p2.6作为继电器的控制端口。因此可知该实验中要用到的元件如下： 图2.2 AT89C51单片机 图2.1 四位七段译码显示器 图2.3 温度信号采集器 图2.4 继电器 图2.5 喇叭报警器 图2.6 温度指示灯 3 概要设计 3.1 模块划分 主程序模块 初始化单片机各端口，对子模块进行统一的调用与管理display，对温度的大小进行分析，并与设定好的温度临界值比较，根据它们的大小关系控制喇叭是否报警及LED亮哪一种颜色以及选择继电器的通断。在这个过程中始终将温度值显示到显示器。 3.1.2模数转换模块 实现对温度传感器的模拟信号到数字信号的转化。 3.1.3温度判断及显示模块 p0口与四位七段译码显示器的输入端相连，显示器采用共阴极。同时单片机内部温度分析程序将实时的外界温度与设定的临界值比较，以p2.7口作为喇叭信号输出口，当温度低于临界最小值或高于临街最大值时置位p2.7，喇叭发出“嘀”的警告声；以p1.2、p1.3、p1.4分别作为绿、红、蓝三种颜色的LED发光二极管的控制端口，低电平有效。其中当温度在临界范围内时，清零p1.2，置位p1.3、p1.4，低于临界最小值时，清零p1.4，置位p1.2、p1.3、p2.6，高于临界最大值时，清零p1.2、p2.6,置位p1.2、p1.4。 3.2 完整硬件电路图 完整硬件电路图请见附录Ⅱ 系统整体电路图。 3.3 主要模块流程图 3.1 主程序流程图 图3.2 温度判断及显示流程图 4 详细设计 主要模块的算法描述 （1） cs bit p1.7 clk bit p1.0 do bit p1.1 ad_tmp equ 30h ad_tmp_1 equ 31h ad_tmp_2 equ 32h ad_tmp_3 equ 33h org 0000h ljmp main org 0030h main:clr p2.0 clr p2.7 start:lcall ad_conv ;调用模数转换 lcall display ;调用显示模块 ljmp start ;不断循环，使显示器总是显示当前温度 （2）模数转换程序 ad_conv:setb cs clr clk nop nop clr cs nop nop setb clk nop nop clr clk nop nop setb clk nop nop mov r0,#08h ad_read:clr clk mov c,do rlc a setb clk nop nop