自动检测系统设计报告.doc

自 动 检 测 技 术 设计报告） 基于单片机的温度自动检测仪表设计 1、设计要求 自动完成温度测量，温度测量范围通过键盘设定(如10°C—60°C),检测精度为+0. 5- Co 要求将AD590釆集的模拟信号转化为数字信号，传输到单片机，用三位共阴极LED显示结 果，小数点后保留一位。超上下线限要报警。 2、系统的硬件设计 (1)系统总体方案设计及系统组成框图 总体的设计思路是分为测量电路部分和数字显示部分两部分分别进行设计。测量电路 是对信号的采集与放大，即温度的采集放大部分。测量电路的设计要求是屯路能具有良好 的稳定性和测量精度，以及实现摄氏温度测量。数字显示部分又可分为A/D转换与译码显 示。故采用AD590+放大器+A/D转换器(ADC0809) +AT89C51+LED显示器组合出温度 计。 系统框图如下图： 温度传感器键盘设定 温度传感器 键盘设定 (2)单片机 单片机选型 MCS-51系列单片机主要包括基本型产品8031/8051/8751 (对应的低功耗型 80C31/80C51/87C51和增强型产品8032/8052/8752o虽然他们是8位的单片机，但是具有 品种全、兼容性强性能价格比高等特点且软硬件应用设计资料丰富齐全，己为我国广大工 程技术人员所熟悉和掌握。在20世纪80年代和90年代，MCS-51系列单片机是在我国应 用最为广泛的单片机机型之一。 中央微处理器AT89C51： AT89C51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含 4k Bytes TSP(Tn-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器, 器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51 引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计 算机的AT89C51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。AT89C51具有如 卜?特点：40个引脚,4k Bytes Flash片内程序存储器,128 bytes的随机存取数据存储器 (RAM), 32 (RAM), 32个外部双向输入/输出(I/O) 口, 5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16 位可编程定时计数器,2 位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口, 看门狗(WDT)电路，片内时钟振荡器。 此外，AT89C51 此外，AT89C51设计和配置了振荡频率, 并可通过软件设置省电模式。空闲模式下, CPU暂停工作，而 CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口, 外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡 器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外屮断激活或硬件复位。同时该芯片还具有 PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式。AT89S51单片机综合了微型处理器的基本功能。按 照实际需要，同时也考虑到设计成木与整个系统的精巧性，所以在木系统中就选用价格较 低、工作稳定的AT89C51单片机作为整个系统的控制器。 单片机片内组成结构如图:〉弼存牌(SFR) 单片机片内组成结构如图: 〉弼存牌 (SFR) 单片机最小系统的设计 目前的单片机开发系统只能够仿真单片机，却没有给用户提供一个通用的最小系统。 由设计的要求，只要做很小集成度的最小系统应用在一些小的控制单元。其应用特点是： 全部1/0 口线均可供用户使用。 内部存储器容量有限(只有4KB地址空间)。 应用系统开发具有特姝性 4-5U240 WCT7T4557713T2P001514^1 ^1 ^1 ^1 ^1 ^1 ^1 ^1 PPPPPPPP 4-5 U2 40 WC T 7 T 4 5 5 7 7 13 T2 P00 15 14 ^1 ^1 ^1 ^1 ^1 ^1 ^1 ^1 PPPPPPPP12 3 4 567 mpopoHMMHKpo Nrli 11 TlT) 31 76543 2 10 P2P2P2P2P2P2P2P2 19 XTAL1 T8 ^XTAL2 9 RESET _17 16 RD WR GND RXT IXD ALEPROG PSEN C3106 C3 106 R1 82K 单片机最小系统如上图所示，其中有4个双向的8位并行I/O端口，分别记作PO、P1、 P2、P3,都可以用于数据的输岀和输入，P3 口具有第二功能为系统提供一些控制信号。时 钟电路用于产生MCS-51单片机工作所必须的时钟控制信号，内部电路在时钟信号的控制 下，严格地按时序指令工作。MCS-51内部有一个用于构成振荡器的高增益反向放大器，该 高增益反向放大器的输入端为芯片的引脚XTAL1,输出端为XTAL2o这两个引脚跨接石英 晶体振荡器和微调电容，就构成了一个稳定