微机型实时检测报警系统的模拟设计.doc

微机型实时检测报警系统的模拟设计 1．设计目的 a．了解实时控制系统的构成。 b．初步掌握较复杂实时控制系统的设计。 2．可选元器件和实验设备 a．CPU选用51系列单片机。 b．51系列单片机综合实验开发平台。 c．用于模拟8路温度模拟输入量的电位器8只。 d．按键若干，八段数码管LED显示器若干。 e．报警用蜂鸣器1只。 f．常用集成电路芯片。 3．模拟系统控制要求 a．要求以一定周期巡回检测8路输入模拟量。 b．对各路参数的测量值实时轮回显示。 c．对温度进行越限检测，温度检测范围为0~200℃, 精度±1℃ d．一旦温度越限，立即驱动蜂鸣器报警，并持续显示当前温度检测值（若有多路越限，则轮回显示）。 4．设计要求 a．初步掌握计算机控制系统的分析和设计的基本方法。 b．选择单片机机型和外围电路及器件，完成系统电气原理图的绘制。 c．完成主要程序框图的绘制，编写温度检测及报警驱动控制程序。 d．完成一份不少于5000字的设计说明书。 TOC \o 1-3 \h \z \u 一、摘要 1 二、设计原理 1 1、原理图 1 2、功能模块说明 1 （1）模拟量 2 （2）AD转换 2 （3）按键 5 （4）MCU 5 （5）温度显示 7 （6）越限报警 7 三、硬件接线图 8 四、程序框图 9 五、程序 9 六、附录 16 七、心得体会 17 PAGE 3 微机型实时检测报警系统的模拟设计一、摘要 微机型实时检测报警系统的模拟设计 近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益的更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合的，以作完善。本系统是以单片机的基本语言“C语言”来进行软件设计编程的，其指令的执行速度快，节省存储空间。为了便于扩展和更改，软件的设计采用模块化结构，使程序设计的逻辑关系更加简洁明了。使硬件在软件的控制下协调运作。 本文主要介绍了单片机AT89S51、ADC0809、按键、LED显示电路、报警电路；在描述了外围硬件电路的同时，还做了大量的软件工作。 关键词：单片机、a/d转换、显示、报警 二、设计原理 1、原理图 MCU温度显示越限报警 MCU 温度显示 越限报警 AD转换 按键 模拟量 （1）、模拟量 根据设计的要求，我们通过8只电位器和一定的硬件电路连接，从而实现8通道的模拟量输入。我们可以将电位器理解为滑动变阻器，通过和5V电源的连接，就能够实现分压，其中有效部分的电压就能作为模拟量输入。 （2）、AD转换 由于51单片机大部分不带AD转换器，所以模拟量的采集就必须靠A/D来实现。下面，将对ad0809作一下介绍。 （a）AD0809的逻辑结构 ADC0809是8位逐次逼近型A/D转换器。它由一个8路模拟开关、一个地址锁存译码器、一个A/D转换器和一个三态输出锁存器组成（见图1）。多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用A/D转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存A/D转换完的数字量，当OE端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。 （b）AD0809的工作原理 IN0－IN7：8条模拟量输入通道 ADC0809对输入模拟量要求：信号单极性，电压范围是0－5V，若信号太小，必须进行放大；输入的模拟量在转换过程中应该保持不变，如若模拟量变化太快，则需在输入前增加采样保持电路。 地址输入和控制线：4条 ALE为地址锁存允许输入线，高电平有效。当ALE线为高电平时，地址锁存与译码器将A， B，C三条地址线的地址信号进行锁存，经译码后被选中的通道的模拟量进转换器进行转换。A，B和C为地址输入线，用于选通IN0－IN7上的一路模拟量输入。通道选择表如下表所示。 C B A 选择的通道 0 0 0 IN0 0 0 1 IN1 0 1 0 IN2 0 1 1 IN3 1 0 0 IN4 1 0 1 IN5 1 1 0 IN6 1 1 1 IN7 数字量输出及控制线：11条 ST为转换启动信号。当ST上跳沿时，所有内部寄存器清零；下跳沿时，开始进行A/D转换；在转换期间，ST应保持低电平。EOC为转换结束信号。当EOC为高电平时，表明转换结束；否则，表明正在进行A/D转换。OE为输出允许信号，用于控制三条输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。OE＝1，输出转换得到的数据；OE＝0，输出数据线呈高阻状态。D7－D0为数字量输出线。 CLK为时钟输入信号线。因ADC0809的内部没有时钟电路，所需时钟信