溫度檢測課程設(shè)計

1、<p>　　課 程 設(shè) 計</p><p>　　課程名稱 單片機原理與應(yīng)用 </p><p>　　課題名稱 溫度檢測設(shè)計 </p><p>　　專 業(yè) 電氣工程及其自動化 </p><p>　　班 級 電氣工程0607 </p>&

2、lt;p>　　課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書</p><p>　　課程名稱 單片機原理與應(yīng)用 </p><p>　　課 題 溫度檢測設(shè)計 </p><p>　　專業(yè)班級 電氣工程0607 </p><p>　　學(xué)生姓名 <

3、;/p><p>　　學(xué) 號 </p><p>　　指導(dǎo)老師 </p><p>　　審 批 </p><p>　　任務(wù)書下達(dá)日期 2009年 6 月 8 日</

4、p><p>　　任務(wù)完成日期 2009年 6月 19 日</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一、設(shè)計任務(wù)與要求…………………………………………(1)</p><p>　　二、80C51單片計算機的組成原理………………………（2）</p><p>　　1. 組成框圖及內(nèi)部

5、總體結(jié)構(gòu) ……………………………（2）</p><p>　　2. 單片機各口及其負(fù)載能力、接口要求 ………………（3）</p><p>　　3. MCS—51單片機的引腳功能……………………………（5）</p><p>　　三、硬件電路設(shè)計……………………………………………(6)</p><p>　　1. 溫度檢測和變送器 ………………………

6、……………(6)</p><p>　　2. 顯示器接口電路 …………………………………… (7)</p><p>　　3. 溫度檢測系統(tǒng)總電路 …………………………………(7)</p><p>　　四、軟件的設(shè)計 ………………………………………………(8)</p><p>　　1. 軟件總體流程圖 ………………………………………(8)&l

7、t;/p><p>　　2. 主程序與各部分程序 …………………………………(9)</p><p>　　3. 程序調(diào)試…………………………………………………（9）</p><p>　　五、總結(jié)…………………………………………………………(10)</p><p>　　參考文獻(xiàn) ………………………………………………………(11)</p>

8、<p><b>　　設(shè)計任務(wù)與要求</b></p><p>　　自動控制系統(tǒng)在各個領(lǐng)域尤其是工業(yè)領(lǐng)域中有著及其廣泛的應(yīng)用，溫度控制是控制系統(tǒng)中最為常見的控制類型之一。隨著單片機技術(shù)的飛速發(fā)展，通過單片機對被控對象進(jìn)行控制日益成為今后自動控制領(lǐng)域的一個重要發(fā)展方向， 電流、電壓、溫度、壓力、流量、流速和開關(guān)量都是常用的主要被控參數(shù)。例如：在冶金工業(yè)、化工生產(chǎn)、電力工程、

9、造紙行業(yè)、機械制造和食品加工等諸多領(lǐng)域中，人們都需要對各類加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐和鍋爐中的溫度進(jìn)行檢測和控制。采用MCS-51單片機來對溫度進(jìn)行控制，不僅具有控制方便、組態(tài)簡單和靈活性大等優(yōu)點，而且可以大幅度提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo)，從而能夠大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量。因此，單片機對溫度的控制問題是一個工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常會遇到的問題。</p><p>　　1.設(shè)計題目：熱敏電阻式溫度檢測。</p><

10、;p>　　要求實現(xiàn)熱敏電阻式溫度的采集處理和顯示。</p><p>　　2.功能和指標(biāo)：將熱敏電阻兩端電壓經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換變換成數(shù)字量，然后通過軟件方法測出溫度值，再進(jìn)行現(xiàn)實處理。要求顯示范圍為0-99度，當(dāng)溫度低于30度時，發(fā)出長嘀聲報警和光報警，當(dāng)溫度高于60度時，啟動直流電機散熱。</p><p>　　3.設(shè)計目的：掌握80C51單片機應(yīng)用系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計方法。</p>

11、;<p>　　4.設(shè)計要求：（1）設(shè)計80C51單片機控制系統(tǒng)的硬件電路原理圖； </p><p>　?。?）完成各主要部分的程序框圖；</p><p>　　（3）用匯編語言編寫各部分的程序。</p><p>　　二、80C51單片計算機的組成原理</p><p>　　1、組成框圖及內(nèi)部總體結(jié)構(gòu)</p><p

12、>　　圖2-1為80C51單片機功能結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　80C51 芯片內(nèi)部集成了 CPU、RAM、ROM、定時/計數(shù)器和I/O口等各功能部件，并由內(nèi)部總線把這些不見連接在一起。</p><p>　　80C51單片機內(nèi)部包含以下一些功能部件：</p><p>　　(1) 一個8位CPU；</p><p>　　(2) 一個片

13、內(nèi)振蕩器和時鐘電路；</p><p>　　(3) 4KB ROM（80C51有4KB掩膜ROM，87C51有4KB EPROM，80C31片內(nèi)有無ROM）；</p><p>　　(4) 128B內(nèi)RAM；</p><p>　　(5) 可尋址64KB的外ROM和外RAM控制電路；</p><p>　　(6) 兩個16位定時/計數(shù)器；&l

14、t;/p><p>　　(7) 21個特許功能寄存器；</p><p>　　(8) 4個8位并行I/O口，共32條可編程I/O端線；</p><p>　　(9) 一個可編程全雙工串行口；</p><p>　　(10) 5個中斷源，可設(shè)置成2個優(yōu)先級。</p><p>　　外時鐘源

15、 外部事件計數(shù)</p><p>　　中斷 控制 并 行 口 串行通信</p><p>　　圖2-1 80C51單片機功能結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　2、單片機各口及其負(fù)載能力、接口要求</p><p>　　80C

16、51共有4個8位并行I/O端口,共32個引腳</p><p>　　(1)P0口——8位雙向I/O口。</p><p>　　在不并行擴展外存儲器(包括并行擴展I/O口)時, P0口可用作雙向I/O口。</p><p>　　在并行擴展外存儲器(包括并行擴展I/O口)時, P0口可用于分時傳送低8位地址(地址總線)和8位數(shù)據(jù)信號(數(shù)據(jù)總線)。位結(jié)構(gòu)如圖2-4所示。P0口能

17、驅(qū)動8個LSTTL門。 </p><p>　　圖2-2 P0口位結(jié)構(gòu)</p><p>　　(2) P1口——8位準(zhǔn)雙向I/O口(“準(zhǔn)雙向”是指該口內(nèi)部有固定的上拉電阻)。位結(jié)構(gòu)如圖2-5所示。</p><p>　　P1口能驅(qū)動為4個LSTTL門。</p><p>　　圖 2-3 P1口位結(jié)構(gòu)</p><p>　　(

18、3) P2口——8位準(zhǔn)雙向I/O口。</p><p>　　在不并行擴展外存儲器(包括并行擴展I/O口)時, P2口可用作雙向I/O口。在并行擴展外存儲器(包括并行擴展I/O口)時, P2口可用于傳送高8位地址(屬地址總線) 。P2口能驅(qū)動4個LSTTL門。P2口的位結(jié)構(gòu)如圖2-6所示，引腳上拉電阻同P1口。在結(jié)構(gòu)上，P2口比P1口多一個輸出控制部分。</p><p>　　圖 2-4 P2

19、口位結(jié)構(gòu)</p><p>　　(4) P3口——8位準(zhǔn)雙向I/O口。</p><p>　　可作一般I/O口用,同時P3口每一引腳還具有第二功能,用于特殊信號輸入輸出和控制信號(屬控制總線)。P3口驅(qū)動能力為4個LSTTL門。</p><p>　　圖 2-5 P3口位結(jié)構(gòu)</p><p>　　P3口第二功能如下表:</p>&l

20、t;p>　　上述4個I/O口,各有各的用途。 在不并行擴展外存儲器(包括并行擴展I/O口)時, 4個I/O口都可作為雙向I/O口用。在并行擴展外存儲器(包括并行擴展I/O口)時, P0口專用于分時傳送低8位地址信號和8位數(shù)據(jù)信號,P2口專用于傳送高8位地址信號。P3口根據(jù)需要常用于第二功能,真正可提供給用戶使用的I/O口是P1口和一部分未用作第二功能的P3口端線。</p><p>　　3. MCS—51單片

21、機的引腳功能</p><p>　　80C51單片機一般采用雙列直插DIP封裝，共40個引腳，圖2-2a為引腳排列圖。圖2-2b為邏輯符號圖。40個引腳大致可分為4類：電源、時鐘、控制和I/O引腳。</p><p>　　圖2-6 80C51（80C31、87C51）引腳圖</p><p><b>　　三、硬件電路設(shè)計</b></p>

22、<p>　　1、溫度檢測和變送器</p><p>　　（1）熱敏電阻溫度轉(zhuǎn)換原理</p><p>　　熱敏電阻是近年來發(fā)展起來的一種新型半導(dǎo)體感溫元件，由于它具有靈敏度高、體積小、重量輕、熱慣性小、壽命長以及價格便宜等優(yōu)點,因此應(yīng)用非常廣泛。熱敏電阻與普通熱電阻不同，它具有負(fù)的電阻溫度特性，當(dāng)溫度升高時，電阻值下降，其特性曲線如圖3-1所示。</p><p&

23、gt;　　圖3-1 熱敏電阻特性曲線</p><p>　　熱敏電阻的阻值-溫度特性曲線是一條指數(shù)曲線，非線性度較大，因此，在使用時要進(jìn)行線性化處理。線性化處理雖然能改善熱敏電阻的特性曲線，但比較復(fù)雜。為此，在要求不高的一般應(yīng)用中，常常作出在一定的溫度范圍內(nèi)溫度與阻值成線性關(guān)系的假定，以簡化計算。使用熱敏電阻是為了感知溫度，給熱敏電阻通以恒定電流，電阻兩端就可測到一個電壓，然后通過下面公式求得溫度：</p&

24、gt;<p><b>　　—被測溫度;</b></p><p>　　—與熱敏特性有關(guān)的溫度參數(shù)；</p><p>　　—熱敏電阻有關(guān)的系數(shù)；</p><p>　　—熱敏電阻兩端的電壓。</p><p>　　根據(jù)這一公式，如能測得熱敏電阻兩端的電壓，再知道參數(shù)和參數(shù)，則可計算出熱敏電阻的環(huán)境溫度，也就是被測得

25、溫度。這樣，就把電阻隨溫度的變化關(guān)系轉(zhuǎn)化為電壓隨溫度的變化關(guān)系了。數(shù)字式電阻溫度計設(shè)計工作的主要內(nèi)容，就是把熱敏電阻兩端電壓值經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換變成數(shù)字量，然后通過軟件方法計算出溫度值，再進(jìn)行顯示等處理。所以采取ADC0809芯片來讀取電壓值。</p><p>　　2、 顯示器接口電路</p><p>　　圖3-2 LED顯示器接口電路</p><p>　　3、

26、 溫度檢測系統(tǒng)總電路</p><p>　　圖3-3 單片機溫度檢測系統(tǒng)電路原理圖</p><p><b>　　四、軟件的設(shè)計</b></p><p>　　硬件平臺結(jié)構(gòu)一旦確定，大的功能框架即形成。軟件在硬件平臺上構(gòu)筑，完成各部分硬件的控制和協(xié)調(diào)。系統(tǒng)功能是由軟硬件共同實現(xiàn)的，由于軟件的可伸縮性，最終實現(xiàn)的系統(tǒng)功能可強可弱，差別可能很大。因此，軟

27、件是本系統(tǒng)的靈魂。軟件采用模塊化設(shè)計方法，不僅易于編程和調(diào)試，也可減小軟件故障率和提高軟件的可靠性。同時，對軟件進(jìn)行全面測試也是檢驗錯誤排除故障的重要手段。由于編程多涉及到數(shù)值運算，比較復(fù)雜，還有LCD的菜單界面設(shè)計都是需要多重選擇判斷，這里我們選用了移值性好、結(jié)構(gòu)清晰的匯編語言來實現(xiàn)編程。</p><p><b>　　軟件總體流程</b></p><p>　　軟件總

28、體設(shè)計主要完成各部分的軟件控制和協(xié)調(diào)。本系統(tǒng)主程序模塊主要完成的工作是對系統(tǒng)的初始化，包括掃描鍵盤和液晶的初始化，啟動無線接收模塊，發(fā)送顯示數(shù)據(jù)，同時對鍵盤進(jìn)行掃描，等待外部中斷，程序的流程圖如圖4-1所示</p><p>　　圖4-1 流程圖</p><p><b>　　主程序與各部分程序</b></p><p>　　由于排版和格式要求，

29、主程序和部分程序見附錄B中的程序清單。</p><p><b>　　3、系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p><b>　?。?）系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p><b>　　<1>檢查硬件連接</b></p><p>　　包括各元器件的正確使用，例如：地線、電源線的接口

30、。檢查電路板，各線路是否正確連接，各元器件是否安全焊上，是否牢固等等。</p><p>　　<2> 檢查軟件系統(tǒng)</p><p>　　1、根據(jù)系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)檢查各流程圖是否正確，再根據(jù)流程圖來檢查程序是否也正確。</p><p>　　2、分別寫出各指令的正確含義，包括中斷定時延時時間和初始化時方式字和控制口地址。</p><p>

31、　　3、將所有程序組織起來，在軟件環(huán)境下運行，檢查程序是否正確。通過對硬件和軟件系統(tǒng)的認(rèn)真檢查，反復(fù)測試，結(jié)果系統(tǒng)檢測成功，可以進(jìn)一步運行調(diào)試。</p><p>　　4、運行調(diào)試：在電腦輸入程序后，各硬件連接正確無誤時，接上電源，輸入命令開始運行調(diào)試。</p><p><b>　　(2)測試結(jié)果</b></p><p>　　本系統(tǒng)基本上能符合設(shè)

32、計者的要求，因條件所限還未有實際的運行。</p><p><b>　　五、總結(jié)</b></p><p>　　隨著日子一天天的流逝，課程設(shè)計也接近了尾聲。經(jīng)過兩周的奮戰(zhàn)我的課程設(shè)計終于完成了。在沒有做課程設(shè)計以前覺得課程設(shè)計只是對這學(xué)期所學(xué)單片機知識的單純總結(jié)，但是通過這次做課程設(shè)計發(fā)現(xiàn)自己的看法有點太片面。課程設(shè)計不僅是對前面所學(xué)知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一

33、種提高。通過這次課程設(shè)計使我明白了自己原來知識還比較欠缺，自己要學(xué)習(xí)的東西還太多；以前老是覺得自己什么東西都會，什么東西都懂，有點眼高手低。通過這次課程設(shè)計，我才明白學(xué)習(xí)是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識和綜合素質(zhì)。</p><p>　　在這次課程設(shè)計中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對我們大家能更好的理解知識，所

34、以在這里非常感謝幫助過我的每位同學(xué)。</p><p>　　我的心得總結(jié)也就這么多了，但是，總之，不管是學(xué)會的還是未學(xué)的很懂的同學(xué)都覺得困難比較多，經(jīng)歷了開始時的彷徨，因為凡事開頭難，不知道如何入手。但是道路雖曲折，可前途是光明的，只要堅持到底，最后終于做完后會有種如釋重負(fù)和油然而生的成就感覺。此外，還得出一個結(jié)論：書到用時方恨少，知識需要實踐，因為知識只有通過應(yīng)用才能實現(xiàn)其價值！有些東西以為學(xué)會了，但真正到用的時

35、候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會用的時候才是真的學(xué)會了。</p><p>　　在此要感謝我的各位指導(dǎo)老師對我悉心的指導(dǎo)，感謝老師給我的幫助。在設(shè)計過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗和自學(xué)并向老師請教等方式，使自己學(xué)到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設(shè)計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大

36、大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設(shè)計做的也不太好，但是在設(shè)計過程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計的最大收獲和財富，使我終身受益。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 張迎新.《單片微型計算機原理、應(yīng)用及接口技術(shù)》.國防工業(yè)出版社</p><p>　　[2] 張鑫

37、。單片機原理及應(yīng)用 北京：電子工業(yè)出版社</p><p>　　[3] 何立明 MCS-51單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計（系統(tǒng)配置與接口技術(shù)） 北京：北京航空航天 大學(xué)出版社[4] 陳明熒.8051單片機課程設(shè)計實訓(xùn)教材  北京:清華大學(xué)出版社 [5] 胡漢才.單片機原理及其接口技術(shù)  北京:清華大學(xué)出版社 [6] 徐淑華&#

38、160;程退安 姚萬生 .單片機微型機原理及應(yīng)用 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 </p><p>　　[7] 余永權(quán)權(quán)，汪明慧，黃英編著。單片機在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。北京：電子工業(yè)出版社 </p><p>　　[8] 武鋒 PIC系列單片機的開發(fā)應(yīng)用技術(shù)。北京：電子工業(yè)出版社</p><p><b>　　附錄</b>

39、;</p><p>　　附錄A 系統(tǒng)原理圖</p><p>　　附錄B 程序清單</p><p>　　ED_0EQU 30H</p><p>　　LED_1 EQU 31H</p><p>　　LED_2 EQU 32H</p><p>　　ADCEQU35H&l

40、t;/p><p>　　TCNTAEQU36H</p><p>　　TCNTBEQU37H</p><p>　　H_TEMPEQU38H;溫度上限</p><p>　　L_TEMPEQU39H;溫度下限</p><p>　　FLAGBIT00H</p><p&

41、gt;　　H_ALMBITP3.0</p><p>　　L_ALMBITP3.1</p><p>　　SOUNDBITP3.7</p><p>　　CLOCKBITP2.4</p><p>　　ST BIT P2.5</p><p>　　EOC BIT P2.6</p>

42、<p>　　OE BIT P2.7</p><p><b>　　ORG 00H</b></p><p>　　SJMPSTART</p><p><b>　　ORG0BH</b></p><p>　　LJMPINT_T0</p><p><b&g

43、t;　　ORG1BH</b></p><p>　　LJMPINT_T1</p><p>　　START:MOVLED_0,#00H</p><p>　　MOVLED_1,#00H</p><p>　　MOVLED_2,#00H</p><p>　　MOVDPTR,#TABLE<

44、/p><p>　　MOVH_TEMP,#153</p><p>　　MOVL_TEMP,#77</p><p>　　MOVTMOD,#12H</p><p>　　MOVTH0,#245</p><p>　　MOVTL0,#0</p><p>　　MOVTH1,#(65536-

45、1000)/256</p><p>　　MOVTL1,#(65536-1000)MOD 256</p><p>　　MOVIE,#8aH</p><p><b>　　CLRC</b></p><p>　　SETBTR0;為ADC0808提供時鐘</p><p>　　WAIT:

46、SETBH_ALM</p><p>　　SETBL_ALM</p><p><b>　　CLR ST</b></p><p><b>　　SETB ST</b></p><p>　　CLR ST;啟動轉(zhuǎn)換</p><p>　　JNB EOC,$</

47、p><p><b>　　SETB OE </b></p><p>　　MOV ADC,P1;讀取AD轉(zhuǎn)換結(jié)果</p><p><b>　　CLR OE</b></p><p>　　MOVA,ADC</p><p>　　SUBBA,#77 ;判斷是否低于

48、下限</p><p><b>　　JCLALM</b></p><p>　　MOVA,H_TEMP</p><p>　　MOVR0,ADC</p><p>　　SUBBA,R0;判斷是否高于上限</p><p><b>　　JCHALM</b><

49、/p><p><b>　　CLRTR1</b></p><p><b>　　LJMPPROC</b></p><p>　　PROC:MOV A,ADC ;數(shù)值轉(zhuǎn)換</p><p>　　MOV B,#100</p><p><b>　　DIV AB&l

50、t;/b></p><p>　　MOV LED_2,A</p><p><b>　　MOV A,B</b></p><p>　　MOV B,#10</p><p><b>　　DIV AB</b></p><p>　　MOV LED_1,A</p>

51、<p>　　MOV LED_0,B</p><p>　　LCALLDISP</p><p>　　SJMP WAIT</p><p>　　INT_T0:CPLCLOCK ;提供ADC0808時鐘</p><p><b>　　RETI</b></p><p>　　I

52、NT_T1: MOVTH1,#(65536-1000)/256</p><p>　　MOVTL1,#(65536-1000)MOD 256</p><p>　　CPLSOUND</p><p>　　INCTCNTA</p><p>　　MOVA,TCNTA</p><p>　　DISP:MOV

53、A,LED_0;數(shù)碼顯示子程序</p><p>　　MOVCA,@A+DPTR</p><p><b>　　CLRP2.3</b></p><p><b>　　MOVP0,A</b></p><p>　　LCALLDELAY</p><p><b&

54、gt;　　SETBP2.3</b></p><p>　　MOVA,LED_1</p><p>　　MOVCA,@A+DPTR</p><p><b>　　CLRP2.2</b></p><p><b>　　MOVP0,A</b></p><p>　

55、　LCALLDELAY</p><p><b>　　SETBP2.2</b></p><p>　　MOVA,LED_2</p><p>　　MOVCA,@A+DPTR</p><p><b>　　CLRP2.1</b></p><p><b>　　MO

56、VP0,A</b></p><p>　　LCALLDELAY</p><p><b>　　SETBP2.1</b></p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DELAY:MOVR6,#10</p><p>　　D1:MOV

57、R7,#250</p><p><b>　　DJNZR7,$</b></p><p>　　DJNZR6,D1</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DELAY2:MOVR5,#20</p><p>　　D2:MOVR6,#20&l

58、t;/p><p>　　D3:MOVR7,#250</p><p><b>　　DJNZR7,$</b></p><p>　　DJNZR6,D3</p><p>　　DJNZR5,D2</p><p><b>　　RET</b></p><p>

59、;　　TABLE: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H</p><p>　　DB 6DH,7DH,07H,7FH,6FH</p><p><b>　　END</b></p><p>　　電氣與信息工程系課程設(shè)計評分表</p><p>　　指導(dǎo)教師簽名：________________</p>