基于单片机的温度自动检测仪表设计解析.doc

自动检测技术 基于单片机的温度自动检测仪表设计 指导老师：王* 学号：201224** 姓名：*** 班级：交控2班 设计要求 （1）自动完成温度测量，温度自动完成温度测量，温度测量范围通过键盘设定（如10℃~60℃），检测精度为±0.5℃。 （2）要求将AD590采集的模拟温度信号转化为数字信号，传输到单片机，用3位共阴极LED显示结果，小数点后显示一位。 （3）超上、下限需要报警。 系统的硬件要求 给出系统总体方案设计和系统组成框图。 总体设计 功能：温度自动检测仪表测温范围在－55～125℃，误差在±0.5℃以内。温度测量间隔时间选择1～2s, 通过键盘扩展（行列式或独立式按键），有温度上下限值及温度报警功能。在数字式温度计的制作中主要以51单片机来控制，用温度传感器AD590检测外界的温度，软件的显示子程序用四位一体数码管显示出来，精确到1位小数点，在超出测温范围时，进行报警功能。在焊接电路时要预留电源线，外接单片机AT89S51调试设计要求。 系统框图： 完成单片机的选型（需要考虑成本），介绍其主要特点，给出单片机最小应用系统的设计。 选型：MCS-51单片机是美国INTE公司于1980年推出的产品，与MCS-48单片机相比，它的结构更先进，功能更强，在原来的基础上增加了更多的电路单元和指令,指令数达111条，MCS-51单片机可以算是相当成功的产品，一直到现在，MCS-51系列或其兼容的单片机仍是应用的主流产品，各高校及专业学校的培训教材仍与MCS-51单片机作为代表进行理论基础学习。 简介：单片微型计算机简称单片机，即把组成微型计算机的各个功能部件，如中央处理器、随机存储器、只读存储器、I/O接口电路、定时器/计数器以及串行通信接口等集成在一块芯片上，构成一个完整的微型计算机。 由于单片机主要面对的是测控对象，突出的是控制功能，所以它从功能和形态上来说都是应测控功能领域应用的要求而诞生的。随着单片机技术的发展，它在芯片内集成了许多面对测控对象的接口电路，如ADC、DAC、高速I/O口、脉冲宽度调制器、监视定时器等，这些接口电路已经突破了微型计算机传统的体系结构，所以单片机也成为微型控制。 51单片机是对目前所有兼容Intel 8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是Intel的8031单片机，后来随着Flash rom技术的发展，8031单片机取得了长足的进展，成为目前应用最广泛的8位单片机之一，其代表型号是ATMEL公司的AT89系列，它广泛应用于工业测控系统之中。目前很多公司都有51系列的兼容机型推出，在目前乃至今后很长的一段时间内将占有大量市场。 主要特点： ·8位CPU ·4kbytes 程序存储器(ROM) ·128bytes的数据存储器(RAM) ·32条I/O口线 ·111条指令，大部分为单字节指令 ·21个专用寄存器 ·2个可编程定时/计数器 ·5个中断源，2个优先级 ·一个全双工串行通信口 ·外部数据存储器寻址空间为64kB ·外部程序存储器寻址空间为64kB ·逻辑操作位寻址功能 ·双列直插40PinDIP封装 ·单一+5V电源供电 最小应用系统的设计： 主控制器单片机AT89S51具有低电压和小体积等特点，两个端口刚好满足系统的设计需要很适合便携手持式产品的设计使用。其中时钟振荡电路使用了石英晶体振荡器，接18、19脚，配置了相应的晶振、电容，提供单片机脉冲信号，使单片机能正常的工作。 31脚的EA引脚则接到正电源端，使用片内程序存储器。 单片机要正常运行，必须具备一定的硬件条件，其中最主要的就是三个基本条件：1.电源正常；2.时钟正常；3.复位正常。 AT89S51单片机构成的最小系统（仅驱动1个发光二极管）的电路，在AT89S51单片机的40个引脚中：电源引脚2根，晶振引脚2根，控制引脚4根，可编程输入输出引脚32根。 1、工作电源：电源是单片机工作的动力源泉，对应的接线方法为：40脚（VCC）电源引脚，工作时接+5V电源，20脚（GND）为接地线。　　2、时钟电路：时钟电路为单片机产生时序脉冲，单片机所有运算与控制过程都是在统一的时序脉冲的驱动下的进行的，同样，如果单片机的时钟电路停止工作（晶振停振），那么单片机也就停止运行了。当采用内部时钟时，连接方法如下图所示，在晶振引脚XTAL1（19脚）和XTAL2（18脚）引脚之间接入一个晶振，两个引脚对地分别再接入一个电容即可产生所需的时钟信号，电容的容量一般在几十皮法，如30PF。 3、接着我们给单片机加一个指示灯。我们在单片机P1.7（8脚）上接一个发光二极管，这样就可以用来做单片机驱动发光二极管的简单实验了，图中发光二极管负极对