基于單片機(jī)的水溫測(cè)量系統(tǒng)

智能儀器課程設(shè)計(jì)報(bào)告——于80C51單片機(jī)的水溫測(cè)量系統(tǒng)目錄一、設(shè)計(jì)要求說明二、電路設(shè)計(jì)思想三、硬件設(shè)計(jì)（1）溫度傳感器及其信號(hào)調(diào)理電路（2）鍵盤接口電路與報(bào)警電路（3）顯示接口電路（4）微型打印機(jī)接口（5）總電路設(shè)計(jì)四、軟件設(shè)計(jì)（1）監(jiān)控程序設(shè)計(jì)（2）自檢程序設(shè)計(jì)（3）A/D轉(zhuǎn)換與計(jì)算程序設(shè)計(jì)（4）顯示子程序設(shè)計(jì)（5）鍵盤處理子程序（6）打印程序五、各芯片引腳及參考文獻(xiàn)六、附錄：程序清單、設(shè)計(jì)要求說明⑴一路水溫或環(huán)境溫度檢測(cè)，誤差：W±0.5°C；⑵溫度3位數(shù)碼顯示（XX.XC）；⑶工作狀態(tài)指示（如加熱器工作指示）；⑷開機(jī)自檢；⑸配簡(jiǎn)單鍵盤，如溫度上、下限臨界報(bào)警值設(shè)置；⑹配微型打印機(jī)接口；⑺配置通信接口。二、電路設(shè)計(jì)思想實(shí)驗(yàn)過程采用自頂向下的設(shè)計(jì)思想，先考慮整體目標(biāo)，明確任務(wù)，把整體分解為一個(gè)個(gè)子任務(wù)，并考慮子任務(wù)之間的關(guān)系。這樣就把較大的、復(fù)雜的、難解決的問題分解成若干個(gè)小的、簡(jiǎn)單的、易解決的問題。本系統(tǒng)首先單獨(dú)設(shè)計(jì)各個(gè)功能模塊，分模塊測(cè)試后，最后將其組合調(diào)試，完成整個(gè)電路的設(shè)計(jì)。整個(gè)儀器采用89C51單片機(jī)為核心，以MTS102作傳感器進(jìn)行溫度信號(hào)的采集。本次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)具有以下幾個(gè)功能模塊：（1）溫度傳感器及其信號(hào)調(diào)理電路采用MTS102作傳感器進(jìn)行溫度采集，并利用激勵(lì)電路、補(bǔ)償電路和放大電路構(gòu)成調(diào)理電路，輸出與溫度成線性關(guān)系的電壓。（2）A/D接口電路利用ADC0809進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，將輸入電壓模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，便于單片機(jī)處理。（3）鍵盤接口電路利用8279進(jìn)行鍵盤掃描，可靠性高，實(shí)現(xiàn)高溫報(bào)警設(shè)置、中斷打印功能。（4）溫度顯示電路利用四位一體的共陽極數(shù)碼管顯示XX.X的溫度顯示，減少了段選線的條數(shù)，簡(jiǎn)化電路。（5）打印機(jī)接口電路采用查詢方式判斷微型打印機(jī)GP16是否忙，若不忙則將單片機(jī)傳送過來的數(shù)據(jù)打印。（6）報(bào)警部分當(dāng)當(dāng)前溫度值大于鍵盤所設(shè)定的上限值時(shí)，發(fā)光二極管亮并發(fā)出報(bào)警聲。三、硬件設(shè)計(jì)（1）溫度傳感器及其信號(hào)調(diào)理電路本設(shè)計(jì)采用MTS102二極管作為溫度傳感器，激勵(lì)和放大電路采用REF2000電流源及OPA1013雙運(yùn)放來實(shí)現(xiàn)。⑵A/D采集

3）顯示接口電路4）微型打印機(jī)接口5）總電路設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)工作的主要任務(wù)是把已經(jīng)轉(zhuǎn)換的電壓量轉(zhuǎn)換為電壓量的溫度信號(hào)經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字量，進(jìn)行判斷和報(bào)警等處理；然后，再通過編程計(jì)算得到的溫度的BCD碼，最后送LED顯示。Is的定時(shí)時(shí)間由定時(shí)器TO采用中斷方式實(shí)現(xiàn)。通過鍵盤申請(qǐng)外部中斷，打印機(jī)的工作通過外部中斷INTO實(shí)現(xiàn)；報(bào)警上限值的設(shè)定通過外部中斷INT1實(shí)現(xiàn)。1)監(jiān)控程序設(shè)計(jì)監(jiān)控程序流程圖自檢程序設(shè)計(jì)為了檢查數(shù)碼管的好壞，需對(duì)數(shù)碼管進(jìn)行自檢。方法是先令所有字段全亮再令其全滅，檢出數(shù)碼管的輸出是否正常。流程圖如下：A/D轉(zhuǎn)換與計(jì)算程序設(shè)計(jì)1.溫度采集與計(jì)算程序本設(shè)計(jì)中的溫度信號(hào)是否轉(zhuǎn)換完畢是通過P2.2腳查詢EOC輸出的方法來判斷的。當(dāng)EOC=1時(shí)，轉(zhuǎn)換完畢。轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量放在累加器A中，這是1字節(jié)二進(jìn)制數(shù)，先用它與溫度上限比較，根據(jù)比較的結(jié)果設(shè)置相應(yīng)的報(bào)警標(biāo)志位。比較處理完畢，還需進(jìn)行物理量與數(shù)字量的變換，即標(biāo)度變換。標(biāo)度變換值應(yīng)該為B=50.0°C/255，為了達(dá)到轉(zhuǎn)換精度，即為能精確顯示到小數(shù)點(diǎn)后一位的值，則計(jì)算公式應(yīng)修改為T=D2?溫度值轉(zhuǎn)換為BCD碼子程序N4）顯示子程序設(shè)計(jì)NNNYY了？是否為個(gè)位?3個(gè)數(shù)碼管都■-???顯示完？.????-返回指向下一單元，位選字右移輸出字形碼至段碼地址調(diào)1ms延時(shí)子程序使顯示數(shù)據(jù)為NNNYY了？是否為個(gè)位?3個(gè)數(shù)碼管都■-???顯示完？.????-返回指向下一單元，位選字右移輸出字形碼至段碼地址調(diào)1ms延時(shí)子程序使顯示數(shù)據(jù)為8（0）使顯示數(shù)據(jù)為8.（0.）取段控口地址開始置循環(huán)顯示次數(shù)置位控口地址設(shè)數(shù)碼管個(gè)數(shù)關(guān)顯示5）鍵盤處理子程序6）打印程序

五、各芯片引腳及參考文獻(xiàn)（1）各芯片引腳8279饑2匚*Uj匚dv匚舊a匚RL*匚仇匚眄匚RESET匚耶匚儷匚叫匚叫匚06,C叫匸D吟匚（2）參[1][2]

⑶[4]910<0393?W35253011JRLqJCWTt^STBSHIFT^SLj3si?Z)SL?s*-flOUTBo3OUTB)out盼out8}2]OUTA?3OUTA,HOUTA；ZIOUTAj□ro（趙新民，王祁?智能儀器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].黑龍江，哈爾并工業(yè)大學(xué)出版社，1999.張俊謨單片機(jī)中級(jí)教程，，原理與應(yīng)用[M].北京，北京航空航天大學(xué)出版社，2002.袁鵬平，何志剛，羅開玉.快速精通AltiumDesigner6電路圖和PCB設(shè)計(jì)[M].北京，化學(xué)工業(yè)出版社，2009.周嚴(yán)?數(shù)字化測(cè)量系統(tǒng)[M]