[學(xué)士]單片機(jī)多點(diǎn)溫度控制系統(tǒng)_secret

1、PAGE 單 位 學(xué) 號 本科畢業(yè)論文（*專業(yè)）單片機(jī)多點(diǎn)溫度控制系統(tǒng)姓 名 專 業(yè) 指導(dǎo)教師 單片機(jī)多點(diǎn)溫度控制系統(tǒng)【摘 要】隨著電子技術(shù)發(fā)展，特別是隨著大規(guī)模的集成電路的產(chǎn)生，給人們的是生活帶來了根本性質(zhì)變化。微型計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)使現(xiàn)代的科學(xué)研究得到質(zhì)的飛躍，而單片機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)則是給現(xiàn)代工業(yè)控制以及日常生活帶來了極大的方便，正是電子技術(shù)的發(fā)展推動了工業(yè)生產(chǎn)及人們的日常生活水平。單片機(jī)多點(diǎn)溫度控制利用具有極高的性價(jià)比，體積小，重量輕，抗干擾能力強(qiáng)對環(huán)境的要求不高, 但可靠性，運(yùn)算精度高的8751系列單片機(jī)，同時(shí)利用AD590溫度傳感器采集溫度，利用8255實(shí)現(xiàn)對本系統(tǒng)人工溫度的設(shè)置，設(shè)置值在LE

2、D上顯示。關(guān)鍵詞：8751單片機(jī) AD590溫度傳感器 8255芯片 LED【Abstract】Along with the electronic technology development, specially along with the large-scale integrated circuit production, was the life has brought the basic nature change for the people. was precisely the electronic technology development impelled the indu

3、strial production and peoples daily life level. The monolithic integrated circuit multi- spots temperature control use has the extremely high natural price compared to, volume small, weight light, the antijamming ability is strong to the environment request is not high, But the reliability, the oper

4、ation precision high 8,751 series monolithic integrated circuits, at the same time use the AD590 temperature sensor gathering temperature, will use 8,255 realizations to this system artificial temperature establishment, the establishment value demonstrated on LED. Keywords: 8751 one-chip computer AD

5、590 temperature sensors ADC 0804 8255Chip LED【目 錄】 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc153774693 第一章前言 PAGEREF _Toc153774693 h 1 HYPERLINK l _Toc153774694 第二章總體設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc153774694 h 2 HYPERLINK l _Toc153774695 2.1背景 PAGEREF _Toc153774695 h 2 HYPERLINK l _Toc153774696 2.2電路原理圖 PAGEREF _Toc153774696

6、h 2 HYPERLINK l _Toc153774697 2.3技術(shù)特點(diǎn) PAGEREF _Toc153774697 h 2 HYPERLINK l _Toc153774698 第三章芯片介紹 PAGEREF _Toc153774698 h 3 HYPERLINK l _Toc153774699 3.18751芯片 PAGEREF _Toc153774699 h 3 HYPERLINK l _Toc153774700 3.1.1電源引腳 PAGEREF _Toc153774700 h 3 HYPERLINK l _Toc153774701 3.1.2外接晶振引腳 PAGEREF _Toc15

7、3774701 h 3 HYPERLINK l _Toc153774702 3.1.3輸入輸出引腳 PAGEREF _Toc153774702 h 4 HYPERLINK l _Toc153774703 3.1.4控制引腳 PAGEREF _Toc153774703 h 4 HYPERLINK l _Toc153774704 3.1.5存儲器結(jié)構(gòu) PAGEREF _Toc153774704 h 4 HYPERLINK l _Toc153774705 3.28255可編程并行接口芯片 PAGEREF _Toc153774705 h 5 HYPERLINK l _Toc153774706 3.3A

8、DC0804轉(zhuǎn)換器 PAGEREF _Toc153774706 h 6 HYPERLINK l _Toc153774707 3.4AD590傳感器 PAGEREF _Toc153774707 h 7 HYPERLINK l _Toc153774708 3.5LED七段數(shù)碼管 PAGEREF _Toc153774708 h 8 HYPERLINK l _Toc153774709 3.6BCD 七段譯碼器7447 PAGEREF _Toc153774709 h 9 HYPERLINK l _Toc153774710 第四章程序設(shè)計(jì)及流程圖 PAGEREF _Toc153774710 h 11 HY

9、PERLINK l _Toc153774711 4.1LED顯示程序 PAGEREF _Toc153774711 h 11 HYPERLINK l _Toc153774712 4.2程序流程圖 PAGEREF _Toc153774712 h 12 HYPERLINK l _Toc153774713 第五章硬件設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc153774713 h 14 HYPERLINK l _Toc153774714 5.1鍵盤控制輸入顯示電路 PAGEREF _Toc153774714 h 14 HYPERLINK l _Toc153774715 5.28751與8255的連接 PAGERE

10、F _Toc153774715 h 15 HYPERLINK l _Toc153774716 5.3ADC0804外圍電路 PAGEREF _Toc153774716 h 15 HYPERLINK l _Toc153774717 第六章結(jié) 論 PAGEREF _Toc153774717 h 16 HYPERLINK l _Toc153774718 【謝 辭】 PAGEREF _Toc153774718 h 17 HYPERLINK l _Toc153774719 【參考文獻(xiàn)】 PAGEREF _Toc153774719 h 17第1頁共17頁 前言電子技術(shù)的飛速發(fā)展，給人類的生活帶來了根本的的

11、變革，特別是隨著大規(guī)模集成電路的產(chǎn)生而出現(xiàn)了微型計(jì)算機(jī)，更是將人類社會帶入了一個(gè)新的時(shí)代。利用微機(jī)的強(qiáng)大功能。人們可以完成各種各樣的控制。然而，微機(jī)造價(jià)高，對于大多數(shù)的工業(yè)控制來說，也并不需要微機(jī)那樣強(qiáng)大的功能，于是單片機(jī)就運(yùn)用而生了。單片機(jī)其實(shí)就是一個(gè)簡化的微機(jī)，將微機(jī)的CPU，存儲器，I/O接口。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等集成在一片芯片上就是單片機(jī)了，它主要用來完成各種控制功能。相對微機(jī)來說，單片機(jī)價(jià)格低，非常適合于應(yīng)用在簡單 的控制場合以降低成本。另外，單片機(jī)是按照工業(yè)控制要求設(shè)計(jì)的，其可靠性很高，可在工業(yè)現(xiàn)場復(fù)雜的環(huán)境下運(yùn)行。單片機(jī)依靠其高的可靠性和極高的性價(jià)比，在工業(yè)控制，數(shù)據(jù)采集，智能化儀表

12、，家用電器等方面得到極為廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)，工程建設(shè)及日常生活中溫度控制都起著重要的作用，早期的溫度控制主要用于工廠時(shí)間生產(chǎn)中，能起到實(shí)時(shí)采集溫度數(shù)據(jù)，提高生產(chǎn)效率，產(chǎn)品質(zhì)量之用。隨著人們生活質(zhì)量的提高，現(xiàn)代社會中的溫度控制不僅應(yīng)用在工廠生產(chǎn)方面也應(yīng)用于酒店，廠房以及家庭生活中，在有些應(yīng)用中，如高精度的生產(chǎn)廠房，對溫度的要求極其嚴(yán)格，溫度的變化極有可能對生產(chǎn)的產(chǎn)品造成極大的影響。因此，這就需要一種能夠及時(shí)檢測溫度變化以及溫度變化的設(shè)備，提供溫度數(shù)據(jù)值，使人們對溫度的變化做及時(shí)的調(diào)整，多點(diǎn)溫度控制可根據(jù)人們不同的應(yīng)用環(huán)境自行設(shè)置該環(huán)境的溫度值，及時(shí)反映生產(chǎn)，生活中溫度變化使人們能及時(shí)看到溫

13、度變化的第一手資料，提示人們溫度變化情況，協(xié)助人們能及時(shí)的調(diào)整，起到溫度報(bào)警作用，使溫度控制更好的服務(wù)于社會生產(chǎn)，生活。多點(diǎn)溫度控制采用具有擴(kuò)展性速度快特點(diǎn)的8751單片機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，溫度采集使用AD590溫度傳感器，其檢測溫度范圍-55C150C，該溫度傳感器具有非常高的線性輸出性能。利用8位分辨率的ADC0804進(jìn)行模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換。同時(shí)采用可編程的8255芯片用于鍵盤輸入掃描，LED數(shù)碼管顯示相對應(yīng)的溫度第2頁共17頁 總體設(shè)計(jì) 背景 電子技術(shù)的飛速發(fā)展，方便人們的生產(chǎn)，生活。特別是單片機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，在生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛，人們設(shè)計(jì)各種各樣的電路來控制生產(chǎn)中的操作。 電路原理圖采用875

14、1單片機(jī)芯片，通過P1，P2口與外圍電路相連接，外圍電路ADC0804轉(zhuǎn)換器，8255芯片分別與8751的P0相關(guān)引腳相連接，LED顯示專用芯片7447與8751單片機(jī)P1引腳連接驅(qū)動LED顯示工作?？删幊滩⑿薪涌?255用于鍵盤4*3輸入的控制，ADC0804通過引腳6與AD590溫度傳感器連接，把模擬量轉(zhuǎn)換成電壓值，系統(tǒng)原理圖如下：鍵盤外圍電路 87518255ADC0804溫度采集圖1 技術(shù)特點(diǎn) 8位處理能力的8751單片機(jī)，I/O端口都是雙向。8255可編成并行接口LSI芯片，多功能的I/O器件，可作為電路接口。ADC0804 8位逐次逼近A/D轉(zhuǎn)換器。工作溫度0C-+70C。AD59

15、0溫度采集，產(chǎn)生的電流與絕對溫度成正比，有非常好的線性輸出性PAGE 2第3頁共17頁 芯片介紹 8751芯片8751單片機(jī)有40個(gè)引腳，引腳圖如下： 圖2電源引腳VCC（第40引腳）：接電源+5VGND （第20引腳）：接電源負(fù)極，即接地。外接晶振引腳XTAL1（第19腳）：片內(nèi)反相放大器輸入端XTAL2（第18腳）：片內(nèi)反相放大器輸出端輸入輸出引腳P0.0P0.7（第3932腳）：P0口的8個(gè)引腳。P0口是一個(gè)漏極開路的8位準(zhǔn)雙向I/O口，每位驅(qū)動8個(gè)LSTTL負(fù)載。在訪問外部存儲器或進(jìn)行I/O口擴(kuò)展時(shí)，它分時(shí)作為低8位地址總線和雙向數(shù)據(jù)總線。P1.0P1.7（第1-8腳）：P1口的8個(gè)引

16、腳。P1口是一個(gè)8位的準(zhǔn)雙向I/O口，PAGE 5第4頁共17頁每一位可直接驅(qū)動4個(gè)LSTTL負(fù)載。P2.0-P2.7（第2128腳）：P2口的8個(gè)引腳。P2口也是一個(gè)8位雙向I/O口，每一位可直接驅(qū)動4個(gè)LSTTL負(fù)載，在訪問外部存儲器時(shí)它作為高8位地址總線。P3.0P3.7（第10-17腳）：P3口8個(gè)引腳。P3口除作為普通8位準(zhǔn)雙向I/O口外，還具有第二功能。P3.0 ：RXD（串行輸入口，串行通信時(shí)，信號由此輸入單片機(jī)）。 P3.1： TXD（串行輸出口，串行通信時(shí)，單片機(jī)由此把信號輸出）。P3.2：/INT0（外部中斷0輸入口）。P3.3：/INT1（外部中斷1輸入口）P3.4：T0

17、（定時(shí)器0外部輸入口）P3.5：T1（定時(shí)器1外部輸入口）P3.6；/WR（片外數(shù)據(jù)存儲器寫選通輸出口）P3.7：/RD（片外數(shù)據(jù)存儲器讀選通輸出口）控制引腳/PROG（第30引腳）：地址鎖存有效信號輸出端。/EA（第31腳）：外部程序存儲器選用端。/PSEN（第29腳）：程序存儲允許輸出端。RST（第9腳）：復(fù)位信號輸入端。存儲器結(jié)構(gòu)分為程序存儲器（ROM）和數(shù)據(jù)存儲器（RAM）。片內(nèi)外統(tǒng)一編址64K字節(jié)的ROM，128（或256）字節(jié)的片內(nèi)的RAM和64K字節(jié)的片外RAM。P2.0-P2.7（第2128腳）：P2口的8個(gè)引腳。P2口也是一個(gè)8位雙向I/O口，每一位可直接驅(qū)動4個(gè)LSTTL負(fù)

18、載，在訪問外部存儲器時(shí)它作為高8位地址總線。P3.0P3.7（第10-17腳）：P3口8個(gè)引腳。P3口除作為普通8位準(zhǔn)雙向I/O口外，還具有第二功能。P0.0P0.7（第3932腳）：P0口的8個(gè)引腳。P0口是一個(gè)漏極開路的8位準(zhǔn)雙向I/O口，每位驅(qū)動8個(gè)LSTTL負(fù)載。在訪問外部存儲器或進(jìn)行I/O口擴(kuò)展時(shí)，它分時(shí)作為低8位地址總線和雙向數(shù)據(jù)總線。 8255可編程并行接口芯片8255的引腳及說PAGE 1第5頁共17頁 圖3引腳說明: D0-D7：8位三態(tài)雙向輸出/輸入通道是8255與CPU接口的數(shù)據(jù)總線。RESET：高電平動作。復(fù)位時(shí)，8255的PA，PB，PC口與控制寄存器將被取消，PA，

19、PB，PC口皆為設(shè)定為輸入口模式。/CS；芯片選擇。低電平動作。當(dāng)/CS=0時(shí)，8255被選擇；/CS=1時(shí)，8255無法與CPU做數(shù)據(jù)傳輸。/RD：讀取使能，低點(diǎn)平動作。/RD=0，且/CS=0時(shí)，CPU從8255讀取數(shù)/WR：寫入使能，低點(diǎn)平動作。/WR=0，且/CS=0時(shí)，CPU將數(shù)據(jù)寫入8255A0，A1：地址選擇線，用來選擇8255的PA口，PB口，PC口和控制寄存器。A1 A0 被選中的端口名0 0 PA口0 1 PB口1 0 PC口1 1 控制寄存器PA0-PA7：8位數(shù)據(jù)輸出鎖定/緩沖器及8位輸入鎖定。PB0-PB7：8位數(shù)據(jù)輸入/輸出鎖定/緩沖器及8位輸入緩沖器。PAGE 1

20、第6頁共17頁P(yáng)C0-PC7：8位數(shù)據(jù)輸出鎖定/緩沖器及8位輸入緩沖器。8255控制字 當(dāng)A1=1，A0=1時(shí)，選擇控制寄存器，控制字格式由D7決定。當(dāng)D7=1時(shí)?？刂谱执?255 A組和B組的工作模式控制字，而當(dāng)D7=0時(shí)，控制代表PC口位的設(shè)定或清除?？勺鳛镻A口與PB口的控制信號。模式設(shè)定控制模式字如下：D7D6D5D4D3D2D1D0 ADC0804轉(zhuǎn)換器引腳說明及說明 圖418位COMS逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器；2三態(tài)鎖定輸出；3存取時(shí)間：135微妙4分辨率：8位；5轉(zhuǎn)換時(shí)間：100微妙；6總誤差：1LSB；7工作溫度：ADC0804LCN0度+70度；8ADC0804 -40度+8

21、5度； 引腳說明:/CS：芯片選擇信號/RD：外部讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果的控制腳輸出信號。/WR：用來啟動轉(zhuǎn)換的控制輸入CLKIN，CLKR：時(shí)鐘輸入或者震蕩元件（R，C），頻率約限制在100KHZPAGE 2第7頁共17頁1460KHZ，如果使用RC電路則振蕩頻率為1/（1.1RC）。/INTR：中斷請求信號輸出，低電平動作。VIN（+），VIN（-）：差動模擬電壓輸入。AGND，DGND：模擬信號以及數(shù)字信號的接地。VREF：輔助參考電壓。DB0DB7：8位數(shù)字輸出。VCC：電源供應(yīng)以及作為電路的參考電壓。 AD590傳感器OPA3 OPA2 OPA1 圖5功能說明： 第一步；先調(diào)AD590的可變電

22、阻VR1。如以0C為參考值則對應(yīng)使其電壓輸出為2.72V；如以25C為參考值，則對應(yīng)為2.98V第二步：設(shè)VR2使0C時(shí)，OPA2的輸出為2.73V-2.73V=0V，而25C時(shí)，OPA2的輸出為2.73V-2.98V =-0.25V（反相）（零位調(diào)整）。 第三步；通過OPA3放大5倍，如OPA2的輸出-0.25V，則OPA3的輸出為1.25V。根據(jù)采集量，計(jì)算出溫度值：設(shè)溫度為4BH，查表為1.5V計(jì)算如下：1.5/5（OPA3）+2.73（OPA2）=3.032V3.032V/10K=303.2uA303.2uA-273.uA=30uA30PAGE 4第8頁共17頁LED七段數(shù)碼管LED顯

23、示器是于發(fā)光二極管組成的，用來顯示特定的的顯示器。7段數(shù)碼管發(fā)光二極管使用靈活，簡單方便，當(dāng)有電流通過時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二極管就點(diǎn)亮；當(dāng)電流消滅沒有電流時(shí)，發(fā)光二極管就滅。同樣。共陽極LED顯示器。就是將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起，接到電源正極。這樣，當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陰極加有低電平，該發(fā)光二極管即被點(diǎn)亮。常用7段數(shù)碼管LED顯示器，共陰極和共陽極結(jié)構(gòu)如下圖：圖6LED顯示器是于發(fā)光二極管組成的，用來顯示特定的的顯示器。7段數(shù)碼管發(fā)光二極管使用靈活，簡單方便，當(dāng)有電流通過時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二極管就點(diǎn)亮；當(dāng)電流消滅沒有電流時(shí)，發(fā)光二極管就滅。同樣。共陽極LED顯示器。就是將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起

24、，接到電源正極。這樣，當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陰極加有低電平，該發(fā)光二極管即被點(diǎn)亮。通過a,b,c,d,e,f,g,dp各點(diǎn)和公共點(diǎn)的電位，就可以控制個(gè)發(fā)光二極管的亮暗，而不同的發(fā)光的亮暗組合就可以顯示不同的數(shù)字（dp點(diǎn)是來表示小數(shù)點(diǎn)，在顯示數(shù)字中不起作用）。比如，要顯示“3”，則只需點(diǎn)亮a,b,c,d,g5個(gè)發(fā)光二極管，而其他均為暗，對于共陰極LED顯示器來說，就是在在這些引腳上輸入高電平即可。LED顯示器字符段碼表如下P0.0P0.7（第3932腳）：P0口的8個(gè)引腳。P0口是一個(gè)漏極開路的8位準(zhǔn)雙向I/O口，每位驅(qū)動8個(gè)LSTTL負(fù)載。在訪問外部存儲器或進(jìn)行I/O口擴(kuò)展時(shí)，它分時(shí)作為低8位地址

25、總線和雙向數(shù)據(jù)總線。同樣。共陽極LED顯示器。就是將所有發(fā)光二極管的陽極接到一起，接到電源正極。這樣，當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陰極加有低電平，該發(fā)光二極管即被點(diǎn)。PAGE 5第9頁共17頁示字符共陰極段碼共陽極段碼顯示字符共陰極段碼共陽極段碼03FHC0HC39HC6H106HF9HD(d)5EHA1H25BHA4HE79H86H34FHB0HF71H8EH466H99H.80H7EH56DH92HP73H82H67DH82HU3EHC1H707HF8HT31HCEH87FH80HY6EH91H96FH90H8.FFH00HA77H88H滅00HFFHB(b)7CH83H|表1第10頁共17頁BCD

26、七段譯碼器74477447有4個(gè) BCD碼輸入端 A、B、C和D，其中 D為最高有效位，A為最低有效位，它們分別與輸出端口中的4位相連。7447的7個(gè)輸出引腳 ag直接與 LED的相應(yīng)引腳相連，每個(gè)段中都串接一個(gè)限流電阻，其阻值為100。當(dāng)滅燈輸入/動態(tài)滅燈輸出（BI/RBO）開路或?yàn)楦唠娖蕉嚐糨斎霝榈碗娖?，則所有輸出端都為1。BI/RBO是線與邏輯，作滅燈輸入（BI）或動態(tài)滅燈（RBO）之用，或者兼為二者之用。圖7表2第11頁共17頁 1.要求015時(shí)，滅燈輸入（BI）必須開路或保持高電平，如果不要滅十進(jìn)制數(shù)零，則動態(tài)滅燈輸入（RBI）必須開路或?yàn)楦唠娖健?2.將一低電平直接輸入BI端，則

27、不管其他輸入為何電平，所有的輸出端均輸出為低電平。 3.當(dāng)動態(tài)滅燈輸入（RBI）和A,B,C,D輸入為低電平而試燈輸入為高電平時(shí)，所有各段輸出都為0，并且動態(tài)滅燈輸出（RBO）為低電平（響應(yīng)條件）。 4.當(dāng)滅燈輸入/動態(tài)滅燈輸出（BI/RBO）開路或?yàn)楦唠娖蕉嚐糨斎霝榈碗娖?，則所有輸出端都為1。表中1=高電平，0=低電平。BI/RBO是線與邏輯，作滅燈輸入（BI）或動態(tài)滅燈（RBO）之用，或者兼為二者之用。第12頁共17頁 程序設(shè)計(jì)及流程圖 LED顯示程序DISP： SETB P2.0 ；A0=1，A1=0。PB地址 CLR P2.1 MOV A, 37H ADD A, #00H ；D1數(shù)據(jù)

28、加上74LS138掃描值 MOVX R0 ,A ；顯示D0 CALL DELAY ；掃描延時(shí) MOV A, 36H ADD A, #10H ；D0數(shù)據(jù)加上74LS138掃描值 MOVX R0 ,A ；顯示D1 CALL DELAY ；掃描延時(shí) MOV A, 35H ADD A, #00H ；D1數(shù)據(jù)加上74LS138掃描值 MOVX R0 ,A ；顯示D0 CALL DELAY ；掃描延時(shí) MOV A, 34H ADD A, #10H ；D0數(shù)據(jù)加上74LS138掃描值 MOVX R0 ,A ；顯示D1 CALL DELAY ；掃描延時(shí) MOV A, 33H ADD A, #00H ；D1數(shù)據(jù)加上74LS138掃描值 MOVX R0 ,A ；顯示D0 CALL DELAY ；掃描延時(shí) MOV A, 32H ADD A, #10H ；D0數(shù)據(jù)加上74LS138掃描值 MOVX R0 ,A ；顯示D1 程序流程圖 第13頁共17頁位選碼右移一位逐列掃描鍵盤開始8255初