基于单片机控制的数字温度计课程设计c语言,基于单片机的数字温度计课程设计.doc...

基于单片机的数字温度计课程设计.doc

目录1 绪论 .11.1 设计背景 .11.2 设计要求 .11.3 设计思路 .12 系统硬件设计 12.1 设计总框图 12.2 各模块功能 .22.3 设计总电路图 .73 系统软件设计 83.1 程序流程图 .83.2 源程序 .104 系统仿真与调试 .104.1 电路仿真 144.2 系统调试 145 总结与展望 145.1 总结 155.2 展望 15参考文献 .16致 谢 .17邵阳学院课程设计(论文)11 绪论1.1 设计背景环境温度作为最基本的环境参数之一，与人们的生活、工农业生产以及科学研究密切相关，研制温度测量装置具有很高的现实意义和应用价值。常用的温度计如水银温度计虽然价格低廉，但随着人们对测量精度要求的不断提高使其在很多方面难以满足人们的需求。数字温度计作为一种高精度和高灵敏度的温度测量装置，在许多领域都得到了越来越广泛的应用。1.2 设计要求利用单片机 80C51 与串行 A/D 转换芯片 ADC0831 设计一个数字温度计，能够测量 0150C 的温度值，测量结果用 4 位数码显示。温度通过温度传感器TC1 测量后转换为电信号，再经放大器输出送至 ADC0831 进行 A/D 转换。本设计用 80C51 作为主控芯片，采用 ADC0831 作为电压信号转换器，采用 TCK 作为实时温度信号采集器，输入电压值范围为 05V 。本设计电路结构简单，成本相对而言比较低，温度测量范围为 0150C，精确也比较高，其精度为 1C。1.3 设计思路温度传感器 TC1 输出信号经差动放大到 05V，放大器输出送 ADC0831 进行 A/D 转换，A/D 转换结果送至单片机进行外理，最后将所测的温度在 LED 数码管上显示。2 系统硬件设计2.1 设计总框图设计总框图见图 2.1温度传感器A/D 转换单片机LED 显示图 2.1 设计总框图邵阳学院课程设计(论文)22.2 各模块功能2.2.1 ADC0831 功能说明(1)ADC0831 引脚图见图 2.2图 2.2 ADC0831 引脚图(2)ADC0831 各引脚定义与功能如下CS片选信号输入端。VIN()VIN(- )差分输入端。DOA/D 转换数据输入端。VREF参考电压输入端，接5V 。CLOCK时钟信号输入端，决定 A/D 转换速率，时钟信号频率范围为50800KH Z。2.2.2 80C51 单片机的信号引脚说明及其功能(1)80C51 的信号引脚80C51 的引脚排列请参见图 2.3。XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD63P0.7/AD732P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A92P2.2/A1023P2.3/A1 24P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD1P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115U180C51图 2.3 80C51 引脚邵阳学院课程设计(论文)3 信号引脚介绍P0.0 P0.7 P0 口 8 位双向口线。P1.0 P1.7 P1 口 8 位双向口线。P2.0 P2.7 P2 口 8 位双向口线。P3.0 P3.7 P3 口 8 位双向口线。访问程序存储控制信号。当 信号为低电平时，对 ROM 的读操作限定EAEA在外部程序存储器；而当 信号为高电平时，则对 ROM 的读操作是从内部程序E存储器开始，并可延至外部程序存储器。RST复位信号。当输入的复位信号延续 2 个机器周期以上高电平即为有效，用以完成单片机的复位初始化操作。XTAL1 和 XTAL2 外接晶体引线端。当使用芯片内部时钟时，此二引线端用于外接石英晶体和微调电容；当使用外部时钟时，用于接外部时钟脉冲信号。P3 口的第二功能P3 口的 8 条口线都定义有第二功能，详见表 2.1。表 2.1 P3 口的第二功能引脚 第二功能 信号名称P3.0 RXD 串行数据接收P3.1 TXD 串行数据发送P3.2 0INT外部中断 0 申请P3.3 外部中断 1 申请P3.4 T0 定时器/计数器 0 的外部输入P3.5 T1 定时器/计数器 1 的外部输入P3.6 WR外部 RAM 写选通P3.7 D外部 RAM 读选通(2)分别介绍下 P0、P1、P2、P3 口 P0 口P0 口的口线逻辑电路如图 2.4 所示。邵阳学院课程设计(论文)4vcc/P0.XDCPQQ MUXT1T21 P0.XAD_TMP_1 EQU 31H;AD_TMP_2 EQU 32H;邵阳学院课程设计(论文)11AD_TMP_3 EQU 33H;AD_TMP1 EQU 34H;ORG 0000HLJMP MAINORG 0030HMAIN CLR P2.0STARTLCALL AD_CONV;LCALL DISPLAY;LJMP START AD_CONVSETB CSCLR CLK NOPNOPCLR CSNOPNOPSETB CLKNOPNOPCLR CLKNOPNOPSETB CLKNOPNOPMOV R0,08HAD_READCLR CLKMOV C,DORLC ASETB CLKNOP邵阳学院课程设计(论文)12NOPDJNZ R0,AD_READSETB CSMOV AD_TMP,ARETDISPLAYMOV A,AD_TMPMOV DPTR,TAB1MOVC A,ADPTR;CJNE A,0,S1SJMP S4S1JNC S4SETB P2.0CLR P0.0CLR P0.1CLR P0.2CLR P0.4CLR P0.5SETB P0.6S4MOV B,100DIV ABMOV AD_TMP_1,AMOV A,BMOV B,10DIV ABMOV AD_TMP_2,AMOV AD_TMP_3,BMOV DPTR,TABMOV A,AD_TMP_1MOVC A,ADPTRMOV P0,ASETB P2.1邵阳学院课程设计(论文)13LCALL DLYCLR P2.1MOV A,AD_TMP_2MOVC A,ADPTRMOV P0,ASETB P2.2LCALL DLYCLR P2.2MOV A,AD_TMP_3MOVC A,ADPTRMOV P0,ASETB P2.3LCALL DLYCLR P2.3RET TABDB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H，80H ，90HTAB1DB 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20DB 21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38DB 39,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49,50,51,52,53,54,55,56DB 57,58,59,60,61,62,63,64,65,66,67,68,69,70,71,72,73,74DB 75,76,77,78,79,80,81,82,83,84,85,86,87,88,89,90,91,92DB 93,94,95,96,97,98,99,100,101,102,103,104,105,106,107,108,109,110DB 111,112,113,114,115,116,117,118,119,120,121,122,123,124,125DB 126,127,128,129,130,131,132,133,134,135,136,137,138,139,140DB 141,142,143,144,145,146,147,148,149,150DLYMOV R4,2D1 MOV R3,248DJNZ R3,DJNZ R4,D1RETEND邵阳学院课程设计(论文)144 系统仿真与调试4.1 电路仿真采用 proteus 仿真软件进行仿真，在仿真之前按照预先设计好的电路图进行连线，以及布局，最后确定线路已连接好，再运行开始仿真。数字温度计的仿真结果如图 4.1 所示。图 4.1 仿真结果4.2 系统调试1点击全速执行按钮。2改变温度传感器的设置值，可以观察到 ADC0831 输出电平值的改变，从而可以确定转换是否正常，并且可以观察到 LED 显示的数据随着变化。3如果 LED 显示值与传感器的设置值不一致，则可对通过改变电阻的值来改变运算放大器的放大倍数，直到显示值与预设值一致为止。改变传感器预设值，重复上述过程。5 总结与展望邵阳学院课程设计(论文)155.1 总结通过单片机课程设计，我对单片机的理论学习和实践操作有了更深入的理解，明白只有将理论同实际联系起来，才能真正地学好一门课程。而且，也只有当我们将所学知识付诸实际行动时，才能真正学以致用和不断创新。虽然这次课程设计完成得比较顺畅，但过程中还是遇到了一些问题。比如，在设计硬件电路时不知道运算放大器应该如何正确使用，虽然以前在模拟电路的课程学习中对它有所了解，但对于它的放大原理却不是很清楚。后来通过翻阅其他的资料，终于对它的原理和应用有了更深的认识，也为电路的顺利完成打下了基础。其次就是编程，程序用的是汇编语言并且采用了模块化编程的思想，程序主要分为三个部分，分别是主程序部分、A/D 转换部分和显示部分。这样做使得本来很难读懂的汇编程序更加具有可读性，同时也简化了编程的过程。总的来说这次课程设计收获还是挺大的。不仅锻炼了自己动手的能力，也真正体会了“实践出真知”的道理。而单片机这样一门实践性很强的学科更是强调了对动手能力和创新能力的培养。5.2 展望单片机从诞生到现在对计算机的发展起了很大的推进作用。它已经渗透到人们生活的每一个角落。与通用计算机相比，单片机主要应用于实时控制，在家用电器、智能玩具、机器人、仪表仪器、工业控制以及通信产品中扮演着关键角色。其发展直接影响着人们的生活、工厂的生产，甚至国防、军事、通信等许多方面。数字温度计作为一种仪表，在人们的生活和生产中得到了广泛的应用和发展，我相信随着单片机以及嵌入式系统的飞速发展，数字温度计将愈来愈朝着智能化、高精度化、高可靠性等方面发展。邵阳学院课程设计(论文)16参考文献1 张迎新，等.单片机初级教程M.北京北京航空航天大学出版社，2000.2 王幸之，等.AT89 系列单片机原理与接口技术M.北京北京航空航天大学出版社，2004.3 何立民.单片机高级教程M.北京北京航空航天大学出版社，2000.4 Atmel Corporation. Microcontroller Data Book.2004. 5 李维偍，郭强. 液晶显示应用技术M.北京电子工业出版社，2000.邵阳学院课程设计(论文)17致 谢由于对单片机的接触时间还不是很长，各个方面经验也不足，本次课程设计的顺利完成离不开刘伟春老师的悉心指导。从课题的选题到课题的开发与研究，再到本论文的撰写到定稿的每一步工作都倾注着老师的心血和汗水，同时得到同学们相助，并提供了大量的资料。在此，对老师和同学们的帮助表示忠心的感谢。