单片机课程设计基于单片机温度数据采集系统设计.doc

单片机课程设计任务书 题目：基于单片机的温度数据采集系统设计 一．设计要求 1．被测量温度范围：0~500℃，温度分辨率为0.5℃。 2．被测温度点：4个，每2秒测量一次。 3．显示器要求：通道号1位，温度4位（精度到小数点后一位）。 显示方式为定点显示和轮流显示。 4．键盘要求： （1）定点显示设定；（2）轮流显示设定；（3）其他功能键。 二．设计内容 1．单片机及电源管理模块设计。 单片机可选用AT89S51及其兼容系列，电源管理模块要实 现高精密稳压输出，为单片机及A/D转换器供电。 2．传感器及放大器设计。 传感器可以选用镍铬—镍硅热电偶（分度号K），放大器要实现热电偶输出的mV级信号到A/D输入V级信号放大。 3．多路转换开关及A/D转换器设计。 多路开关可以选用CD4052，A/D可选用MC14433等。 4．显示器设计。 可以选用LED显示或LCD显示。 5．键盘电路设计。 实现定点显示按键；轮流显示按键；其他功能键。 6．系统软件设计。 系统初始化模块，键盘扫描模块，显示模块，数据采集模块，标度变换模块等。 引言： 在生产和日常生活中，温度的测量及控制十分重要，实时温度检测系统在各个方面应用十分广泛。消防电气的非破坏性温度检测，大型电力、通讯设备过热故障预知检测，各类机械组件的过热预警，医疗相关设备的温度测试等等都离不开温度数据采集控制系统。 随着科学技术的发展，电子学技术也随之迅猛发展，同时带动了大批相关产业的发展，其应用范围也越来越广泛。近年来单片机发展也同样十分迅速，单片机已经渗透到工业、农业、国防等各个领域，单片机以其体积小，可靠性高，造价低，开发周期短的特点被广泛推广与应用。传统的温度采集不仅耗时而且精度低，远不能满足各行业对温度数据高精度，高可靠性的要求。温度的控制及测量对保证产品质量、提高生产效率、节约能源、生产安全、促进国民经济的发展起到重要作用。在单片机温度测量系统中关键是测量温度，控制温度和保持温度。温度测量是工业对象的主要被控参数之一。本此题目的总体功能就是利用单片机和热敏原件实现温度的采集与读数，利用五位LED显示温度读数和所选通道号，实现热电转化，实现温度的精确测量。本设计是以Atmel公司的AT89S51单片机为控制核心，通过MC14433模数转换对所测的温度进行数字量变化，且通过数码管进行相应的温度显示。采用微机进行温度检测，数字显示，信息存储及实时控制，对于提高生产效率和产品质量、节约能源等都有重要作用。 目录： 一、系统总体功能及技术指标的描述 5 二、各模块电路原理描述 5 2.1单片机及电源模块设计 5 2.2、AT89S51引脚说明 7 2.3、数据采集模块设计 11 2.4、多路开关 12 2.5、放大器 15 2.6、A/D转换器 16 2.7、显示器设计 21 2.8、键盘电路设计 22 2.9、电路总体设计图 22 三、软件流程图 24 四、 程序清单 25 五、设计总结及体会 31 六、参考资料 32 一、系统总体功能及技术指标的描述 系统的总体功能： 温度数据采集系统，实现温度的采集与读书，利用五位LED显示温度读数和所选通道号，实现热电转化的原理过程。 被测量温度范围：0~500℃，温度分辨率为0.5℃。被测温度点4个，每2秒测量一次。显示器要求：通道号1位，温度4位（精度到小数点后一位）。显示方式为定点显示和轮流显示，可以通过按键改变显示方式。 技术指标要求： 1．被测量温度范围：0~500℃，温度分辨率为0.5℃。 2．被测温度点：4个，每2秒测量一次。 3．显示器要求：通道号1位，温度4位（精度到小数点后一位）。 显示方式为定点显示和轮流显示。 4．键盘要求： （1）定点显示设定；（2）轮流显示设定；（3）其他功能键。 二、各模块电路原理描述 2.1单片机及电源模块设计 如图所示为AT89S51芯片的引脚图。兼容标准MCS-51指令系统的AT89S51单片机是一个低功耗、高性能CHMOS的单片机，片内含4KB在线可编程Flash存储器的单片机。它与通用80C51系列单片机的指令系统和引脚兼容。 AT89S51单片机片内的Flash可允许在线重新编程，也可用通用非易失性存储编程器编程；片内数据存储器内含128字节的RAM；有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口;具有两个16位可编程定时器；中断系统是具有6个中断源、5个中断矢量、2级中断优先级的中断结构；震荡器频率0到33MHZ，因此我们在此选用12MHZ的晶振是比较合理的；具有片内看门狗定时器；具有断电标志POF等等。AT89S51具有PDIP、TQFP和PLCC三种封装形式