單片機(jī)課程設(shè)計-孵化室溫度監(jiān)控

1、<p>　　課程設(shè)計（論文）任務(wù)及評語</p><p>　　院（系）：電氣工程學(xué)院 教研室：測控技術(shù)與儀器</p><p>　　注：成績：平時20% 論文質(zhì)量60% 答辯20% 以百分制計算</p><p>　學(xué) 號學(xué)生姓名專業(yè)班級測控101</p><p>　課程設(shè)計（論

2、文）題目孵化室溫度監(jiān)視器</p><p>　課程設(shè)計（論文）任務(wù)雛雞孵化對溫度的要求非常嚴(yán)格，設(shè)孵化室內(nèi)有4個溫度采集點(diǎn)，設(shè)計一個能夠自動檢測孵化室內(nèi)溫度的監(jiān)視器。設(shè)計任務(wù)1．選擇合適的傳感器送，并將其轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的電流信號以便遠(yuǎn)傳；2．設(shè)計相應(yīng)的I/V轉(zhuǎn)換電路，將電流信號轉(zhuǎn)換成便于識別的電壓信號；3．選擇相應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換器件，將電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號； 3．采用16個數(shù)碼管分別顯示出4個傳感器對應(yīng)的溫度值。設(shè)計要

3、求：1、分析系統(tǒng)功能，盡可能降低成本，選擇合適傳感器、信號轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)和數(shù)碼管顯示方式等；2、應(yīng)用專業(yè)繪圖軟件繪制硬件電路圖和軟件流程圖；3、按規(guī)定格式，撰寫、打印設(shè)計說明書一份，其中程序開發(fā)要有詳細(xì)的軟件設(shè)計說明，詳細(xì)闡述系統(tǒng)的工作過程，字?jǐn)?shù)應(yīng)在4000字以上。技術(shù)參數(shù)1．傳感器轉(zhuǎn)換成的標(biāo)準(zhǔn)電流信號為4~20mA；2．轉(zhuǎn)換成的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號為：1~5V；3．溫度檢測精度為0.5%；4．?dāng)?shù)碼管每4位一組，共4組。</p>

4、<p>　工作計劃1、布置任務(wù)，查閱資料，理解掌握系統(tǒng)的控制要求。（2天，分散完成）2、選擇傳感器、單片機(jī)等元器件型號。（1天，實驗室完成）3、繪制硬件電路圖。（1天，實驗室完成）4、按系統(tǒng)的控制要求，編寫軟件程序。（3天，分散2天，實驗室1天）5、上機(jī)調(diào)試、修改程序、答辯。（2天，實驗室完成）6、撰寫、打印設(shè)計說明書。（1天，分散完成）</p><p>　指導(dǎo)教師評語及成績平時： 論文質(zhì)量：

5、 答辯： 指導(dǎo)教師簽字： 總成績： 年 月 日</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　在人們物質(zhì)生活逐漸提升的當(dāng)今社會，禽畜類飼養(yǎng)已成為現(xiàn)在農(nóng)業(yè)不可或缺的一部分，尤其是雞鴨的飼養(yǎng)，更是非常重要的科目，而由于孵化雞雛是雞類飼

6、養(yǎng)當(dāng)中很重要的一部分，但現(xiàn)在卻缺少高效率低成本的手段用于孵化室的溫度監(jiān)控。</p><p>　　系統(tǒng)主要包括測量，運(yùn)算，電流電壓轉(zhuǎn)換，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換，顯示五個部分，測量部分包括傳感器及附屬電路，運(yùn)算鎖存部分主要由51單片機(jī)構(gòu)成，顯示部分主要由數(shù)碼管等部件構(gòu)成，電流電壓轉(zhuǎn)換主要由I/V轉(zhuǎn)換電路等構(gòu)成，模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換主要由ADC0809及其輔助電路組成，系統(tǒng)旨在以較低的成本，較少的流程，較少的時間，更方便、更快捷的監(jiān)視

7、孵化室的溫度以及用數(shù)碼管將其顯示出來。</p><p>　　關(guān)鍵詞 ：溫度傳感器；單片機(jī)；數(shù)碼管；I/V轉(zhuǎn)換；A/D轉(zhuǎn)換。 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章 緒論2</b></p><p>　　1.1 課程設(shè)計來源2</p&

8、gt;<p>　　1.2 課程設(shè)計的背景2</p><p>　　1.3 國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀2</p><p>　　1.4 課程設(shè)計要求3</p><p>　　第二章 系統(tǒng)方案論證4</p><p>　　第三章 硬件電路設(shè)計5</p><p>　　3.1 單片機(jī)選擇5</p><

9、;p>　　3.2 顯示接口設(shè)計6</p><p>　　3.3 鍵盤接口設(shè)計7</p><p>　　3.4 傳感器的選擇8</p><p>　　3.5 放大電路設(shè)計8</p><p>　　3.6 電流電壓轉(zhuǎn)換電路設(shè)計10</p><p>　　3.7 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路設(shè)計10</p><

10、;p>　　第四章 軟件設(shè)計13</p><p>　　第五章 誤差及可行性分析14</p><p>　　第六章 結(jié)論分析15</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)16</b></p><p><b>　　附錄Ⅰ17</b></p><p><b>　　

11、附錄Ⅱ18</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　1.1 課程設(shè)計來源</p><p>　　由于雞鴨等的飼養(yǎng)已成現(xiàn)代農(nóng)業(yè)必不可少且規(guī)模龐大市場豐富的一部分，故對雞雛孵化的恒溫控制系統(tǒng)也成為人們不得不研究設(shè)計的課題之一了，致力于設(shè)計出更經(jīng)濟(jì)更科學(xué)更高效的雞雛孵化設(shè)備，智能化集成化管理雞雛孵化過

12、程，故此產(chǎn)生了本課題的研究。</p><p>　　往往人們采用的雞雛孵化裝置都比較消耗能源且不環(huán)保，準(zhǔn)確度也并不十分高，故此應(yīng)設(shè)法改變這一現(xiàn)狀。</p><p>　　1.2 課程設(shè)計的背景</p><p>　　本設(shè)計的內(nèi)容是溫度檢測系統(tǒng)，檢測對象是溫度。溫度控制在日常生活及工</p><p>　　業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用相當(dāng)廣泛，比如溫室、水池、發(fā)酵缸、電

13、源等場所的溫度檢測。而以</p><p>　　往溫度檢測監(jiān)視是由人工完成的而且不夠重視，其實在很多場所溫度都需要監(jiān)控以防止發(fā)生意外。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，微處理器、集成電路傳感器等電子元器件不斷更新、發(fā)展。</p><p>　　溫度是工業(yè)生產(chǎn)和自動控制中最常見的工藝參數(shù)之一，任何物理變化和化學(xué)變化的過程都與溫度密切相關(guān)，因此，在生產(chǎn)過程中常需對溫度進(jìn)行檢測和監(jiān)控。采用單片機(jī)進(jìn)行溫度檢測、數(shù)值

14、顯示和數(shù)據(jù)的存儲，效率高，性能穩(wěn)定，還可以實現(xiàn)實時控制等技術(shù)要求，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用越來越廣泛。</p><p>　　1.3 國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　近年來，溫度控制系統(tǒng)已經(jīng)用到人們生活的各個方面，但溫度控制一直是一個未來發(fā)的領(lǐng)域，卻有事與人們息息相關(guān)的一個實際問題。在國外，隨著60年中期肉用雞仔的發(fā)展，大中型的孵化設(shè)備向自動化，標(biāo)準(zhǔn)化，配套化的方向發(fā)展。最近十年國外孵化技術(shù)革

15、新的中心環(huán)節(jié)是逐漸完善自動溫控孵化器的安全可靠性和自動化程度。在國內(nèi)，隨著我國家禽業(yè)的迅速發(fā)展，自動溫控孵化器也產(chǎn)生了迅速的發(fā)展。</p><p>　　1.4 課程設(shè)計要求</p><p>　　按課程設(shè)計指導(dǎo)書提供的課題，根據(jù)第二章給出的基本要求及參數(shù)獨(dú)立完成設(shè)計，課程設(shè)計說明書應(yīng)包括以下內(nèi)容： </p><p>　　對本次設(shè)計進(jìn)行簡要闡述內(nèi)容，并說明設(shè)計任務(wù)及具

16、體要求。 論述系統(tǒng)設(shè)計方案，并畫出總體電路結(jié)構(gòu)圖及功能分割圖，并且能夠較熟練地應(yīng)用電子線路CAD工具以及protel軟件完成單片機(jī)系統(tǒng)的硬件設(shè)計任務(wù)，完成各功能模塊設(shè)計說明、設(shè)計實現(xiàn)過程及源程序，并能夠較熟練地應(yīng)用一種編輯軟件編寫程序，掌握單片機(jī)系統(tǒng)軟件設(shè)計的基本方法課程設(shè)計報告應(yīng)內(nèi)容完整，圖表整齊規(guī)范、數(shù)據(jù)詳實，而且要寫上課程設(shè)計總結(jié)，字?jǐn)?shù)4000左右，并且包括系統(tǒng)電氣原理圖。</p><p>　　第二章 系統(tǒng)

17、方案論證</p><p><b>　　由系統(tǒng)要求：</b></p><p>　　雞雛孵化裝置共有四個溫度采集點(diǎn)，選擇合適的傳感器并設(shè)計相關(guān)電路及合適的轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸并利用單片機(jī)對其進(jìn)行處理，最后利用合適的數(shù)字設(shè)備進(jìn)行顯示操作。具體參數(shù)要求如下：</p><p>　　1．傳感器轉(zhuǎn)換成的標(biāo)準(zhǔn)電流信號為4~20mA；</p>&l

18、t;p>　　2．轉(zhuǎn)換成的標(biāo)準(zhǔn)電壓信號為：1~5V；</p><p>　　3．溫度檢測精度為0.5%；</p><p>　　這樣的系統(tǒng)測量溫度范圍從零下一百度到上千攝氏度，而且很多熱電偶精度非常高，這是這種測量系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn),但構(gòu)成系統(tǒng)復(fù)雜，抗干擾能力不強(qiáng)，而且不符合遠(yuǎn)程傳輸?shù)臈l件，故不選用。</p><p>　　如果不使用A/D轉(zhuǎn)換器的話，可以選擇V/F轉(zhuǎn)換電路代

19、替A/D轉(zhuǎn)換器，因為V/F變換與單片機(jī)的接口有輸入（只有一根線）、接口電路簡單、抗干擾性好、易采用光電隔離等優(yōu)點(diǎn)，但電路過于復(fù)雜（原本可以更簡單的卻要將它復(fù)雜化，不值得），故不選用。</p><p>　　最終選擇方案如圖2.2所示，選擇合適的溫度傳感器（如AD590）四個，采集數(shù)據(jù)后送放大電路放大，以便滿足遠(yuǎn)傳對信號電流的大小要求（小電流遠(yuǎn)程傳輸易受外界條件影響導(dǎo)致噪聲較大從而降低精度），接收后再采用I/V轉(zhuǎn)換電

20、路將接收到</p><p>　　圖2.2遠(yuǎn)傳顯示監(jiān)視系統(tǒng)示意圖</p><p>　　的電流信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，然后送模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換，以便變換成單片機(jī)可以讀取的數(shù)字信號，送單片機(jī)處理后再經(jīng)顯示模塊（主要是數(shù)碼管及其輔助電路）進(jìn)行顯示。</p><p>　　第三章 硬件電路設(shè)計</p><p><b>　　3.1 單片機(jī)選擇</b

21、></p><p>　　MCS-51系列單片機(jī)的典型產(chǎn)品的基本特性是相同的，本設(shè)計采用89C51單片機(jī)作為主要運(yùn)算單元。89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除的低電壓、高性能CMOS8位微處理器。單片機(jī)的可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的

22、89C51是一種高效微控制器。89C51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。</p><p>　　單片機(jī)最小系統(tǒng)是單片機(jī)能正常工作的最小外接單元，是設(shè)計電路的核心部分，也是整個作品最關(guān)鍵最重要的部分。單片機(jī)最小系統(tǒng)包括：復(fù)位電路，晶振電路，p0口外接一個排阻，同時EA引腳必須接在外部電源的正極。如圖3.1所示:</p><p>　　圖3.1 89C51單片機(jī)最小系統(tǒng)&

23、lt;/p><p>　　3.2 顯示接口設(shè)計</p><p>　　LED顯示塊是由發(fā)光二極管顯示字段的顯示器件。這種顯示塊有共陰極和共陽極兩種。共陰極LED顯示塊的發(fā)光二極管共地。當(dāng)某個發(fā)光二極管的陽極為高電平時，發(fā)光二極管點(diǎn)亮；本設(shè)計選用的顯示塊是共陰極的LED（共陰極LED顯示塊的發(fā)光二極管陰極接地，當(dāng)某個發(fā)光二極管的陽極為高電平時，發(fā)光二極管點(diǎn)亮）。將單片機(jī)I/O口的8位線與顯示塊的發(fā)光

24、二極管的引出端（a～dp）相連，共陰極低電平有效，選通有效后8位并行輸出口輸出不同的數(shù)據(jù)就點(diǎn)亮相應(yīng)的發(fā)光二極管，獲得不同的數(shù)字或字符。</p><p>　　在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中使用LED顯示塊組成N位LED顯示器，顯示方式有兩種：</p><p>　　LED靜態(tài)顯示方式：靜態(tài)電視是指數(shù)碼管顯示某一字符時，相應(yīng)的發(fā)光二極管恒定導(dǎo)通或恒定截止。</p><p>　　LED

25、動態(tài)顯示方式：將所有位的段選線并聯(lián)在一起，由一個8位I/O口控制。而共陰極公共端K分別由相應(yīng)的I/O線控制，實現(xiàn)各位的分時選通。</p><p>　　本設(shè)計采用的芯片是74LS374。顯示電路如圖3.2所示,采用兩個74LS374鎖存器加上配套的輔助電路組成顯示部分。</p><p>　　圖3.2單片機(jī)顯示部分</p><p>　　3.3 鍵盤接口設(shè)計</p&

26、gt;<p>　　8255可編程并行I/O接口設(shè)計：</p><p>　　MCS-51系列單片機(jī)共有4個8位并行I/O口，這些I/O口一般是不能完全提供給用戶使用的，在外部擴(kuò)展存儲器時，提給用戶使用的I/O口只有P1和P3口的部分口線。因此在大部分的MCS-51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中都免不了要進(jìn)行I/O口的擴(kuò)展。</p><p>　　8255是Intel公司生產(chǎn)的可編程并行I/O接

27、口芯片，有3個8位并行I/O口。具有3個通道3種工作方式的可編程并行接口芯片（40引腳）。8255可作為單片機(jī)與多種外設(shè)連接時的中間接口電路,故在此選擇一片8255作為擴(kuò)展接口，以備使用。</p><p>　　單片機(jī)也8255的接口比較簡單，如圖3.4所示，8255的片選信號及口地址選擇線AO、A1分別由單片機(jī)的P0.7和P0.0、P0.1經(jīng)地址鎖存器提供.</p><p>　　8255的

28、A、B、C口及控制口地址分別為FF7CH、FF7DH、FF7EH、FF7FH。8255的D0～D7分別與P0.0到P0.7相連。</p><p>　　鍵盤功能說明：1號鍵：上升。2號鍵：下降。3號鍵：下限溫度值確定。4號</p><p>　　圖3.4 8255與單片機(jī)的連接</p><p>　　鍵：上限值確定。5號鍵：查詢上下限值。使用1號鍵和2號鍵，設(shè)定需要的溫度

29、</p><p>　　系統(tǒng)的上限值，然后按下4號鍵，將這個上限值確定，也就是將上限值保存到專用的寄存器里。</p><p>　　如圖3.4所示為8255芯片與單片機(jī)連接原理圖，包括8條地址線和4條控制線，以及電源線。</p><p>　　3.4 傳感器的選擇</p><p>　　熱電阻傳感器主要用于測量溫度及與溫度有關(guān)的參數(shù),在工業(yè)生產(chǎn)中被廣

30、泛用于測量-200℃～+500℃范圍內(nèi)的溫度.按照熱電阻的熱度不同,熱電阻可以分為金屬熱電阻和半導(dǎo)體熱電阻兩類,前者稱為熱電阻,后者稱為熱敏電阻。以熱電阻或熱敏電阻為主要器件制成的傳感器稱為熱電阻傳感器或熱敏電阻傳感器。根據(jù)本設(shè)計中所需要測量的溫度范圍、敏感度、精確度以及考慮其經(jīng)濟(jì)性，熱敏電阻傳感器為最合適的測溫元件。在此選用AD590溫度傳感器，它精度較高，線性度較好，而且測溫范圍也很合適，經(jīng)濟(jì)性良好，噪聲小適合本課題要求。AD590

31、電流輸出型兩端溫度傳感器。</p><p>　　AD590是AD公司利用PN結(jié)構(gòu)正向電流與溫度的關(guān)系制成的電流輸出型兩端溫度傳感器（熱敏器件）。 </p><p>　　AD590是美國模擬器件公司生產(chǎn)的單片集成兩端感溫電流源。它的主要特性如下：</p><p>　　1、流過器件的電流（mA）等于器件所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度（開爾文）度數(shù)，即：mA/TK式中：A—流過器

32、件（AD590）的電流，單位為mA； T—熱力學(xué)溫度，單位為K。</p><p>　　2、AD590的測溫范圍為-55℃～+150℃。</p><p>　　3、AD590的電源電壓范圍為4V～30V。電源電壓可在4V~6V范圍變化，電流</p><p>　　變化1mA，相當(dāng)于溫度變化1K。AD590可以承受44V正向電壓和20V反向電壓，因而器件反接也不會被損壞。&

33、lt;/p><p>　　4、輸出電阻為710MW。</p><p>　　5、精度高。AD590共有I、J、K、L、M五檔，其中M檔精度最高，在-55℃～+150℃范圍內(nèi)，非線性誤差為±0.3℃。AD590溫度感測器是一種已經(jīng)IC化的溫度感測器,它會將溫度轉(zhuǎn)換為電流。故選擇AD590作為主傳感器。</p><p>　　3.5 放大電路設(shè)計</p>

34、<p>　　由于溫度傳感器輸出的電流較小不適合遠(yuǎn)程傳輸（噪聲干擾等影響較大），如果必須遠(yuǎn)傳則會導(dǎo)致誤差很大有失準(zhǔn)確性，故對其進(jìn)行放大以后再進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸，如圖3.5所示為放大電路原理圖：</p><p>　　分析電路：其中VCC（電源）和R2是提供運(yùn)放正常工作的供能元件。</p><p>　　此電路是將電流轉(zhuǎn)換到電壓再由電壓轉(zhuǎn)換回電流實現(xiàn)電流放大的。N1為電流電壓轉(zhuǎn)換電路：<

35、/p><p><b>　　(3-1)</b></p><p>　　圖3.5 放大電路原理圖</p><p>　　后級為Howland電流泵電路，實現(xiàn)電壓對電流的轉(zhuǎn)換。設(shè)R5兩端電壓分別為U1和U2，則： </p><p><b>　　(3-2)</b></p><p>

36、<b>　　(3-3)</b></p><p>　　因此，可以求出輸出電流：</p><p><b>　　(3-4)</b></p><p><b>　　滿足平衡條件時：</b></p><p><b>　?。?-5）</b></p><

37、;p>　　負(fù)載電流Io可以表示為</p><p><b>　　(3-6)</b></p><p><b>　　電流放大倍數(shù)K為：</b></p><p><b>　　(3-7)</b></p><p>　　由上述推導(dǎo)及公式3-7可知：當(dāng)K=100-200時，即可滿足遠(yuǎn)傳的

38、要求，此時取R2=R1=2K,R=200K,R5=1K,此時可使K=200，可以滿足遠(yuǎn)程傳輸?shù)囊蟛⑶矣幸欢ǖ娜哂唷?lt;/p><p>　　3.6 電流電壓轉(zhuǎn)換電路設(shè)計</p><p>　　電流電壓轉(zhuǎn)換電路主要由I/V電路及其輔助電路組成。如圖3.6所示為電流電壓轉(zhuǎn)換電路： </p><p>　　圖3.6 I/V轉(zhuǎn)換電路原理圖</p><p>

39、　　應(yīng)用了9個電阻、1個電容、1個穩(wěn)壓管以及1個運(yùn)放，該運(yùn)放應(yīng)選用共模抑制比較高的運(yùn)算放大器以減小誤差，輸出電壓公式為：</p><p><b>　　(3-8)</b></p><p>　　由公式3-8可得：當(dāng)取R=200Ω，R1=18kΩ，R5=43kΩ，Rf=7.14Ω時，調(diào)整Rp使Uf=5V，則當(dāng)Is=4-20mA時，輸出Uo=1-5V，符合課題要求。</

40、p><p>　　3.7 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換電路設(shè)計</p><p>　　根據(jù)要求選用ADC0809芯片作為A/D轉(zhuǎn)換電路核心芯片，承擔(dān)模擬數(shù)字之間的轉(zhuǎn)換工作，如圖3.7所示即為0809芯片與51單片機(jī)的連接電路圖。</p><p>　　圖3.7 ADC0809芯片與89C51連接電路圖</p><p>　　ADC0809芯片是8位CMOS逐次逼近式A/

41、D轉(zhuǎn)換器，具有中等速度，中等精度（8-16位），低功耗等特點(diǎn)，且體積小，經(jīng)濟(jì)性好，故本課程設(shè)計選用了ADC0809芯片作為模數(shù)轉(zhuǎn)換元件，可以和單片機(jī)直接接口。</p><p>　　ADC0809主要性能特性：</p><p>　　1）8路輸入通道，8位A/D轉(zhuǎn)換器，即分辨率為8位。</p><p>　　2）具有轉(zhuǎn)換起停控制端。</p><p>

42、;　　3）轉(zhuǎn)換時間為100μs(時鐘為640kHz時)，130μs（時鐘為500kHz時）。</p><p>　　4）單個+5V電源供電，供電方便。</p><p>　　5）模擬輸入電壓范圍0～+5V，不需零點(diǎn)和滿刻度校準(zhǔn)。</p><p>　　6）工作溫度范圍為-40～+85攝氏度，較合適。</p><p>　　7）低功耗，僅約15mW。&

43、lt;/p><p>　　ADC0809工作原理：IN0-IN7:8條模擬量輸入通道，地址輸入和控制線：4條，ALE為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。當(dāng)ALE為高電平時，地址鎖存與譯碼器將A,B,C三條地址線的地址信號進(jìn)行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量進(jìn)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，A,B,C為地址輸入線，用于選通0-7上的一路模擬量輸入。數(shù)字量輸入及控制線：11條。ST為轉(zhuǎn)換啟動信號，當(dāng)ST上跳沿時，所有內(nèi)部鎖存器清零，下跳沿

44、時，開始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，在轉(zhuǎn)換期間，ST應(yīng)保持低電平。EOC為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號，當(dāng)EOC為高電平時，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束，否則表明正在進(jìn)行轉(zhuǎn)換。OE為輸出允許信號，用于控制三條輸出鎖存器向單片機(jī)輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)，OE=1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)，OE=0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)，D7-D0為數(shù)字量輸出線。</p><p>　　CLK為時鐘輸入線，因ADC0809的內(nèi)部沒有時鐘電路，所需時鐘信號必須由外界提供。</p>

45、<p>　　圖中需要選用一個四分頻子電路將信號做分頻處理，四分頻需使用四個D觸發(fā)器，而74LS175芯片內(nèi)部正好含有四個D觸發(fā)器，可以選用它作為分頻電路使用。分頻電路,一個74LS175即可完成四分頻的操作，而不采用6D觸發(fā)器或8D觸發(fā)器的芯片，因為考慮到性價比和經(jīng)濟(jì)性，故采用四個D觸發(fā)器的74LS175芯片，操作簡單且方便，價格便宜，體積也比較小，采用更多觸發(fā)的芯片會造成浪費(fèi)，且會導(dǎo)致性價比不高，連接電路來說也是采用四個

46、D觸發(fā)的方式比較簡單易行。</p><p><b>　　第四章 軟件設(shè)計</b></p><p>　　主程序流程圖主程序完成的功能是：啟動傳感器AD590(四個)測量溫度，然后經(jīng)放大電路進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸，接收后經(jīng)I/V轉(zhuǎn)換和A/D轉(zhuǎn)換后送單片機(jī)處理，最后經(jīng)數(shù)碼管顯示，得到監(jiān)視的結(jié)果，最終流程如圖4.1所示。</p><p>　　本軟件設(shè)計較簡單，直

47、接采用順序執(zhí)行即可，即每個對應(yīng)的傳感器采集到的數(shù)據(jù)，依次進(jìn)行放大、遠(yuǎn)傳、轉(zhuǎn)換再顯示，再對信號進(jìn)行輸入然后送入對應(yīng)的數(shù)碼管顯示即可，程序清單見附錄。</p><p>　　一共有四組傳感器故設(shè)計程序時需考慮四組輸入的順序以及輸出的順序，以免輸入與輸出無法對應(yīng)從而導(dǎo)致測量結(jié)果有失真實性。</p><p>　　程序設(shè)計框圖如圖4.1所示：</p><p>　　圖4.1 總流

48、程框圖</p><p>　　第五章 誤差及可行性分析</p><p>　　根據(jù)元器件本身參數(shù)以及測量誤差等的考量，其中：</p><p>　　AD590溫度傳感器根據(jù)其測量范圍及測量溫度數(shù)值，則其誤差在0.3%以內(nèi)，完全符合課題要求。</p><p>　　遠(yuǎn)程傳輸?shù)恼`差因涉及較多參數(shù)及外部環(huán)境影響（如氣溫，濕度等），條件有限，不計入總誤差分析

49、范圍。</p><p>　　放大電路誤差根據(jù)運(yùn)放性能不同以及電阻導(dǎo)線性能不同在0.1%-1%之間，故取0.5%為參考誤差。</p><p>　　I/V轉(zhuǎn)換電路根據(jù)選用芯片及其輔助電路的不同也有一定誤差范圍，取0.5%為參考誤差。</p><p>　　ADC0809芯片也存在一定的誤差，其值為Ur除以2的n次冪，經(jīng)計算得大約為1.95%（n=8，Ur取5V）。<

50、/p><p>　　單片機(jī)本身也有一定誤差存在。綜上所述，總誤差在2%左右，仍可以滿足課題設(shè)計的要求，總的來說兼顧了經(jīng)濟(jì)性，科學(xué)性，環(huán)保且無污染，可供規(guī)模化集成化生產(chǎn)使用。</p><p><b>　　第六章 結(jié)論分析 </b></p><p>　　針對設(shè)計要求，以及充分考慮了經(jīng)濟(jì)性可行性，采用AD590作為主要的溫度傳感器使用，因其易操作性，經(jīng)濟(jì)性

51、，以及其較合適的精度等級，其參數(shù)完全符合0.5%的精度等級，四片AD590作主傳感設(shè)備。經(jīng)放大電路將較小的電流信號放大至可以進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸，放大電路主要由高性能的運(yùn)算放大器及其輔助電路構(gòu)成，輸出電流范圍為4-20mA，不至于被較大的噪聲所干擾，減小傳輸造成的誤差。到達(dá)目的后，經(jīng)I/V轉(zhuǎn)換電路將原來的電流信號轉(zhuǎn)化為單片機(jī)可以識別的標(biāo)準(zhǔn)1-5v電壓信號，電流電壓轉(zhuǎn)換電路主要由ADC0809芯片及其輔助電路構(gòu)成，兼顧了經(jīng)濟(jì)性精度以及轉(zhuǎn)換速度等要

52、求，轉(zhuǎn)換電路的具體指標(biāo)也符合課題要求。單片機(jī)選擇方面，89C51單片機(jī)雖然型號較老，但其性能足夠用，速度也符合要求，且性價比較高，故采用其作為主運(yùn)算元件，可降低成本，使方案更具經(jīng)濟(jì)性。</p><p>　　本次課程設(shè)計中，用到了課程內(nèi)容以外的單片機(jī)知識，才發(fā)現(xiàn)大學(xué)課程內(nèi)的51單片機(jī)在現(xiàn)在的生活中已退出了工作的舞臺，轉(zhuǎn)而使用更高級的單片機(jī)，從而補(bǔ)充了解了高級一些的單片機(jī)的基礎(chǔ)知識，擴(kuò)展了知識面。還發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)傳對信號本身

53、有更加具體的要求，比如電流范圍、噪聲等方面的要求，故對其加入了放大電路進(jìn)行調(diào)節(jié)。還學(xué)到了很多其他方面的知識，最終能夠比較順利的完成課程設(shè)計。</p><p>　　設(shè)計出的雞雛溫度監(jiān)視器可執(zhí)行遠(yuǎn)程溫度監(jiān)視工作，且經(jīng)濟(jì)性較好，操作簡便、體積較小便于實現(xiàn)規(guī)?；苫m用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，且消耗電能，無污染。其主要特性完全滿足生產(chǎn)所需的參數(shù)要求，故可以投入大量生產(chǎn)供生產(chǎn)生活使用。</p><p>&l

54、t;b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]王秀珍編.微型計算機(jī)A/D、D/A轉(zhuǎn)換接口技術(shù)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)北京：清華大學(xué)出版社．1999</p><p>　　[2]梅麗鳳.單片機(jī)原理與接口技術(shù).北京：清華大學(xué)出版社．2004</p><p>　　[3]王楚.電子線路.北京：北京大學(xué)出版社．2003</p><p>

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56、;　　[8]張建國 單片機(jī)溫控實驗裝置 【J】電子與自動化．1999,（8）18-20</p><p>　　[9]陳華 溫度控制系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用【J】電子工程師．1999，（8）18-20</p><p>　　[10]何立民 單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編（2）【M】 北京 北京航空航天出版社．1993</p><p>　　[11]G.Edward Suh, Charles W

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58、r 1993</p><p>　　[13]V. Yu. Teplov,A. V. Anisimov. Thermostatting System Using a Single-ChipMicrocomputer and Thermoelectric Modules Based on the Peltier Effect[J] ,2002</p><p>　　[14]Yeager Bren

59、t.How to troubleshoot your electronic scale[J].. Powder and Bulk Engineering. 1995</p><p>　　[15]Behzad Razavi.Design of Analog CMOS Integrated Circuits[M]. . 2001</p><p>　　[16]George Lee,Karina

60、Ng,Edmond Kwang.Design of ring oscillator based voltage controlled oscillator. Project Final Report[R]. 2005</p><p>　　[17] T. C. Weigandt,B. Kim,and P. R. Gray.Analysis of Timing Jitter in CMOS Ring Oscillat

61、ors. IEEE International Symposium on Circuits and Systems. 1994</p><p><b>　　附錄Ⅰ：</b></p><p>　　電路總圖（注，數(shù)碼管只標(biāo)示了四個，即一組）：</p><p><b>　　附錄Ⅱ：</b></p><p>

62、;<b>　　程序清單：</b></p><p>　　ORG 0000H</p><p>　　SJMP MAIN</p><p>　　ORG 0003H</p><p>　　LJMP INT</p><p>　　ORG 0025H</p><

63、;p>　　MAIN： MOV SP,#60H</p><p>　　MOV 20H,#00H</p><p>　　MOV 21H,#08H</p><p>　　MOV 29H,#0FEH</p><p>　　LCALL ZIJIAN</p><p>　　LCALL READ

64、THTL</p><p>　　LCALL TESTRANGE</p><p>　　LCALL DISP</p><p>　　SETB INT0</p><p>　　SETB EX0</p><p>　　SETB EA</p><p>　　LOOP: LCALL

65、DELAY</p><p>　　LCALL GET_TEMP</p><p>　　LCALL TURN</p><p>　　LCALL DISPLAY</p><p><b>　　CLR C</b></p><p>　　MOV A,24H</p><

66、p>　　CJNE A,2EH,LOOP1</p><p>　　SJMP HOTTING</p><p>　　LOOP1: JC HOTTING</p><p>　　MOV A,24H</p><p><b>　　CLR C</b></p><p>　　

67、CJNE A,2DH,LOOP2</p><p>　　SJMP STOPHOT</p><p>　　LOOP2: JNC STOPHOT</p><p>　　SJMP KEEP</p><p>　　HOTTING:CLR P3.1</p><p>　　CLR P1.5<

68、/p><p>　　SETB P1.6</p><p>　　KEEP: SJMP LOOP</p><p>　　STOPHOT:SETB P3.1</p><p>　　SETB P1.5</p><p>　　CLR P1.6</p><p>　　SJMP LO

69、OP</p><p>　　ZIJIAN: MOV 30H,#08H</p><p>　　MOV 31H,#08H</p><p>　　MOV 32H,#13H</p><p>　　MOV 33H,#08H</p><p>　　MOV 34H,#13H</p><

70、;p>　　CLR P1.4</p><p>　　CLR P1.5</p><p>　　CLR P1.6</p><p>　　CLR P1.7</p><p>　　MOV R3,#0FFH</p><p>　　WAIT0: ACALL DISPLAY</p>

71、<p>　　DJNZ R3,WAIT0</p><p>　　SETB P1.5</p><p>　　SETB P1.6</p><p>　　SETB P1.7</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　TURNTH: MOV 2D

72、H,27H</p><p>　　MOV 2EH,28H</p><p>　　MOV 24H,27H</p><p>　　ACALL TURN</p><p>　　MOV 2AH,30H</p><p>　　MOV 2BH,31H</p><p>　　MOV

73、 2CH,32H</p><p>　　MOV A,2CH</p><p><b>　　CLR C</b></p><p>　　SUBB A,#0BH</p><p>　　MOV 2CH,A</p><p>　　MOV 33H,#00H</p>

74、<p>　　MOV 34H,#15H</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　TESTRANGE: MOV A,2AH</p><p>　　CJNE A,#01H,NOMAX</p><p>　　MOV 22H,#08H</p><p&

75、gt;　　SJMP EXITTEST</p><p>　　NOMAX: MOV A,2BH</p><p>　　CJNE A,#00H,MIDD</p><p>　　MOV 22H,#02H</p><p>　　SJMP EXITTEST</p><p>　　MIDD: MO

76、V 22H,#04H</p><p>　　EXITTEST:RET</p><p>　　DISPLAY: MOV R0,#03H</p><p>　　DIS: MOV DPTR,#TAB</p><p>　　MOV A,@R0</p><p>　　MOVC A,@A+DPT

77、R</p><p>　　MOV DPTR,#7FFFH</p><p>　　MOVX @DPTR,A</p><p>　　INV R0</p><p>　　MOV DPTR,#0BFFFH</p><p>　　MOV A,29H</p><p>　　MOVX

78、 @DPTR,A</p><p>　　HERE: DJNZ R4,HERE</p><p><b>　　SETB C</b></p><p><b>　　RLC A</b></p><p>　　MOV 29H,A</p><p>　　J

79、B ACC.5,DIS</p><p>　　MOV 29H,#OFEH</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　TAB: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,00H,OBFH</p><p>　　DB 86H,0DBH,0

80、CFH,0E6H,0EDH,0FDH,87H,0FFH,0EFH,79H</p><p>　　GET_TEMP: CLR EA</p><p>　　ACALL INI</p><p>　　MOV A,#0CCH</p><p>　　ACALL WRITE</p><p>　　MOV

81、A,#44H</p><p>　　ACALL WRITE</p><p>　　ACALL INI</p><p>　　MOV A,@0CCH</p><p>　　ACALL WRITE</p><p>　　ACALL READ</p><p>　　MOV 24H,

82、A</p><p>　　SETB EA</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　SETTHTL: CLR EA</p><p>　　ACALL INI</p><p>　　MOV A,#0CCH</p><p>　　A

83、CALL WRITE</p><p>　　MOV A,#4EH</p><p>　　ACALL WRITE</p><p>　　MOV A,2DH</p><p>　　ACALL WRITE</p><p>　　MOV A,2EH</p><p>　　ACAL

84、L WRITE</p><p>　　ACALL INI</p><p>　　MOV A,#0CCH</p><p>　　ACALL WRITE</p><p>　　MOV A,#48H</p><p>　　ACALL WRITE</p><p>　　ACALL

85、 READTHTL</p><p>　　MOV A,27H</p><p>　　CJNE A,2KH,SETTHTL</p><p>　　MOV A，28H</p><p>　　CJNE A，2EH,SETTHTL</p><p>　　SETB EA</p><p&

86、gt;<b>　　RET</b></p><p>　　READTHTL: CLR EA</p><p>　　ACALL INI</p><p>　　MOV A，@0CCH</p><p>　　ACALL WRITE</p><p>　　MOV A，#0B8H&l

87、t;/p><p>　　ACALL WRITE</p><p>　　ACALL INI</p><p>　　MOV A，#0CCH</p><p>　　ACALL WRITE</p><p>　　MOC A，#0BEH</p><p>　　ACALL WRITE<

88、/p><p>　　ACALL READ</p><p>　　ACALL READ</p><p>　　ACALL READ</p><p>　　MOV 27H,A</p><p>　　ACALL READ</p><p>　　MOV 28H,A</p>&

89、lt;p>　　SETB EA</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　INI: CLR P3.0</p><p>　　MOV R2,#100</p><p>　　11: CLR P3.0</p><p>　　

90、DJNZ R2,I1</p><p>　　SETB P3.0</p><p>　　MOV R2,#15</p><p>　　I2: DJNZ R2,I2</p><p><b>　　CLR C</b></p><p>　　ORL C,P3.

91、0</p><p>　　JC INI</p><p>　　MOV R6,#40H</p><p>　　I3: ORL C,P3.O</p><p>　　JC I4</p><p>　　DJNZ R6,I3</p><p>　　SJMP

92、 INI</p><p>　　I4: MOV R2,#120</p><p>　　I5: DJNZ R2,I5</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　TEAD: MOV R6,#8</p><p>　　W

93、R1: SETB P3.0</p><p>　　MOV R4,#4</p><p><b>　　RRC A</b></p><p>　　CLR P3.0</p><p>　　WR2: DJNZ R4,WR2</p><p>　　MOV

94、 P3.0,C</p><p>　　MOV R4,$40</p><p>　　WR3: DJNZ R4,WR3</p><p>　　DJNZ R3,WR1</p><p>　　SETB P3.0</p><p><b>　　RET</b></p

95、><p>　　READ: MOV R6,#8</p><p>　　RE1: CLR P3.0</p><p>　　MOV R4,#2</p><p>　　SETB P3.O</p><p>　　RE2: DJNZ R4,RE2</p>

96、<p>　　MOV C,P3.0</p><p><b>　　RRC A</b></p><p>　　MOV R5,#15</p><p>　　RE3: DJNZ R5,RE3</p><p>　　DJNZ R6,RE1</p><p>

97、;　　RE5: SETB P3.0</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　TURN: CLR C</p><p>　　MOV A,24H</p><p><b>　　RRC A</b></p><p

98、>　　MOV 25H,A</p><p>　　JNC TURN0</p><p>　　MOV 33H,#05H</p><p>　　AJMP TURN1</p><p>　　TURN0: MOV 33H,#00H</p><p>　　TURN1: MOV

99、 A,25H</p><p>　　ACALL BTOD</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　BTOD: MOV B,#100</p><p>　　DIV AB</p><p>　　MOV T0,#30H</p>

100、<p>　　MOV @R0,H</p><p>　　INC R0</p><p>　　MOV A,#10</p><p>　　XCH A,B</p><p>　　DIV AB</p><p>　　MOV @R0,A</p><p>　　

101、INC R0</p><p>　　MOV A,B</p><p>　　ADD A,#0BH</p><p>　　MOV @R0,A</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DIS: LCALL DIR</p><p&

102、gt;　　JNB P3.0,LC</p><p>　　JNB P3.4,LC0</p><p>　　JNB P3.2,LC1</p><p>　　JNB P3.5,LC2</p><p><b>　　AJMP DIS</b></p><p>　　LC: LCALL DEL</p>

103、<p>　　JB P3.0,DIS</p><p><b>　　MOV A,30H</b></p><p>　　CJNE A,#0FFH,XIA</p><p><b>　　MOV A,#5</b></p><p><b>　　ADD A,30H</b></

104、p><p><b>　　MOV 30H,A</b></p><p><b>　　INC 31H</b></p><p>　　LCALL IBTD2</p><p><b>　　AJMP DIS</b></p><p>　　LC0: LCALL DEL<

105、;/p><p>　　JB P3.4,DIS</p><p><b>　　MOV A,30H</b></p><p>　　CJNE A,#00H,DECLINE</p><p><b>　　MOV A,30H</b></p><p><b>　　SUBB A,#5<

106、/b></p><p><b>　　MOV 30H,A</b></p><p><b>　　DEC 31H</b></p><p>　　LCALL IBTD2</p><p><b>　　AJMP DIS</b></p><p>　　DECLINE

107、:MOV A,30H</p><p>　　SUBB A,#05H</p><p><b>　　MOV 30H,A</b></p><p>　　LCALL IBTD2</p><p><b>　　AJMP DIS</b></p><p>　　XIA: MOV A,#5&l