畢業(yè)設(shè)計(jì)---基于51單片機(jī)的溫度測量儀的設(shè)計(jì)

1、<p>　　基于51單片機(jī)的溫度測量儀</p><p>　　摘要：單片微型計(jì)算機(jī)(Single Chip Microcomputer)簡稱單片機(jī),又稱MCU(Micro Controller Unit),是將計(jì)算機(jī)的基本部分微型化,使之集成在一塊芯片上的微機(jī).片內(nèi)含有CPU、ROM、RAM、并行I/O、串行I/O、定時器/計(jì)數(shù)器、中斷控制、系統(tǒng)時鐘及系統(tǒng)總線等。</p><p>

2、　　隨著科技的發(fā)展，單片機(jī)已不是一個陌生的名詞，它的出現(xiàn)是近代計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展史上的一個重要里程碑，因?yàn)閱纹瑱C(jī)的誕生標(biāo)志著計(jì)算機(jī)正式形成了通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)兩大分支。單片機(jī)單芯片的微小體積和低的成本，可廣泛地嵌入到如玩具、家用電器、機(jī)器人、儀器儀表、汽車電子系統(tǒng)、工業(yè)控制單元、辦公自動化設(shè)備、金融電子系統(tǒng)、艦船、個人信息終端及通訊產(chǎn)品中，成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)中最重要的智能化工具。</p><p>　　本文

3、所涉及的是市場占有率最高的是MCS—51系列，因?yàn)槭澜缟虾芏嘀腎C生產(chǎn)廠家都生產(chǎn)51兼容的芯片。生產(chǎn)MCS—51系列單片機(jī)的廠家如美國AMD公司、ATMEL公司、INTEL公司、WINBOND公司、PHILIPS公司、ISSI公司、TEMIC公司及南韓的LG公司、日本NEC、西門子公司等。到目前為止，MCS—51單片機(jī)已有數(shù)百個品種，還在不斷推出功能更強(qiáng)的新產(chǎn)品。</p><p>　　關(guān)鍵字： 單片機(jī) A

4、/D 溫度測控 MCS-80C51 </p><p>　　Based on the temperature of the 51 SCM measurement instrument</p><p>　　Abstract: Single Chip Microcomputer hereinafter referred to as the single chip microcomputer

5、,also known as MCU(Micro Controller Unit), the computer is the basic part of miniaturization, make integration on a single chip microcomputer. Piece contains CPU、ROM、RAM、Parallel I/O、serial ports I/O、the timer/counter、in

6、terrupt control、The system clock and the system bus, etc.</p><p>　　With the development of technology, SCM is not a strange nouns,, It is the emergence of the history of modern computer technology, Because t

7、he birth of the single chip microcomputer marks formal form the computer general computer systems and embedded computer system two branches. Single chip microcontroller tiny size and low cost, Can be widely embedded in s

8、uch as toys household appliances robot instruments automotive electronic industrial control unit office automation equipment financial elect</p><p>　　This paper is related to the market share is the highest

9、MCS 51 series, because much of the world famous IC manufacturers are production 51 compatible chip production MCS 51 series microcontroller manufacturers such as the AMD ATMEL company INTEL company WINBOND company PHILIP

10、Scompany TEMIC company and South Korea ISSIcompany LG company Japan NEC Siemens ag, etc so far, MCS 51 SCM has hundreds of species, also in continuously introduce more powerful new products.</p><p>　　Key wor

11、d: single chip A/D temperature measurement and control MCS-80 C51</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一. 選題背景……………………………………………………………… 1</p><p>　　1.單片機(jī)的歷史…………………………………………………

12、…… 1</p><p>　　2.MCS-51單片機(jī)應(yīng)用………………………………………………… 4</p><p>　　3.芯片的介紹………………………………………………………… 4 </p><p>　　二. 方案論證……………………………………………………………… 6</p><p>　　1 A/D轉(zhuǎn)換原理 ……………………

13、………………………………… 6</p><p>　?。?）逐次逼近式轉(zhuǎn)換原理 ……………………………………… 6</p><p>　?。?）積分轉(zhuǎn)換原理 ……………………………………………… 6</p><p>　　2 A/D轉(zhuǎn)換器的主要性能指標(biāo)和參數(shù) ……………………………… 8</p><p>　?。?）分辨率(Resolut

14、ion) ……………………………………… 8</p><p>　?。?）量化誤差(Quantizing Error) …………………………… 8</p><p>　?。?）線性度(Linearity) ………………………………………… 9</p><p>　?。?）絕對精度(Absolute Accuracy) …………………………… 9<

15、/p><p>　?。?）轉(zhuǎn)換時間(Conversion Time) ……………………………… 9</p><p>　　3 A/D轉(zhuǎn)換器的基本工作原理及器件介紹 ………………………… 9</p><p>　　三. 過程論述 …………………………………………………………… 11</p><p>　　1.數(shù)據(jù)定標(biāo)…………………………………

16、……………………………11</p><p>　　2.信號放大………………………………………………………………13</p><p>　　四. 結(jié)果分析 …………………………………………………………… 14</p><p>　　五. 總結(jié) ……………………………………………………………………15</p><p>　　六. 致謝 ………………

17、…………………………………………………… 16</p><p>　　七. 附錄 ………………………………………………………………… 17</p><p>　　八.參考文獻(xiàn) …………………………………………………………….. 20</p><p><b>　　一 背 景</b></p><p><b>

18、　　1單片機(jī)的歷史</b></p><p>　　自1971年美國INTEL公司制造出第一塊4位微處理器以來，其發(fā)展十分迅猛，到目前為止，大致可分為以下五個階段：</p><p>　?。?）4位單片機(jī)（1971－1974）</p><p>　?。?）低檔8位單片機(jī)（1974－1978）</p><p>　?。?）高檔8位單片機(jī)

19、（1978－1982）</p><p>　?。?）16位單片機(jī)（1982－1990）</p><p>　?。?）新一代單片機(jī)（90年代以來）</p><p><b>　　2單片機(jī)的應(yīng)用</b></p><p>　　因單片機(jī)具有體積小、重量輕、價格便宜、功耗低、控制功能強(qiáng)及運(yùn)算速度快等特點(diǎn)，故在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、軍事及家用

20、電器等領(lǐng)域均得到廣泛的應(yīng)用。按照單片機(jī)的特點(diǎn)，單片機(jī)可分為單機(jī)應(yīng)用和多機(jī)應(yīng)用。</p><p>　　在一個應(yīng)用系統(tǒng)中，只用一個單片機(jī)，這是目前應(yīng)用最多的方式，主要應(yīng)用領(lǐng)域有：</p><p><b>　?。?）單機(jī)應(yīng)用：</b></p><p>　?、贉y控系統(tǒng)。用單片機(jī)可構(gòu)成各種工業(yè)控制系統(tǒng)、自適應(yīng)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等。例如，溫室人工氣候控制、

21、水閘自動控制、電鍍生產(chǎn)線自動控制、汽輪機(jī)電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)、車輛檢測系統(tǒng)、機(jī)器人軸處理器等[2]。</p><p>　?、谥悄軆x表。用單片機(jī)改造原有的測量、控制儀表，能迥數(shù)字化、智能化、多功能化、綜合化、柔性化發(fā)展。如溫度、壓力、流量、濃度等的測量、顯示及儀表控制。通過采用單片機(jī)軟件編程技術(shù)，使測量儀表中長期存在的誤差修正、線性化處理等難題迎刃而解。</p><p>　?、蹤C(jī)電一體化產(chǎn)品。單片機(jī)

22、與傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品結(jié)合，使傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡化，控制智能化。這類產(chǎn)品如：簡易數(shù)控機(jī)床，電腦繡花機(jī)，醫(yī)療器械等。</p><p>　?、苤悄芙涌?。在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)（特別是較大型的工業(yè)測控系統(tǒng)）中，普遍采用單片機(jī)進(jìn)行接口的控制與管理，因單片機(jī)與主機(jī)是并行工作，故能大大提高了系統(tǒng)的運(yùn)行速度。例如：在大型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，用單片機(jī)對ADC接口進(jìn)行控制不僅可提高采集速度，而且還能對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，如數(shù)字濾波、線性化處理、誤差修

23、正等。</p><p>　?、葜悄苊裼卯a(chǎn)品。在家用電器、玩具、游戲機(jī)、聲像設(shè)備、電子秤、收銀機(jī)、辦公設(shè)備、廚房設(shè)備等產(chǎn)品中引入單片機(jī)，不僅使產(chǎn)品的功能大大增強(qiáng)，而且獲得了良好的使用效果。</p><p>　　（2）多機(jī)應(yīng)用：單片機(jī)的多機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)可分為功能集散系統(tǒng)、并行多機(jī)處理及局部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。</p><p>　?、俟δ芗⑾到y(tǒng)。多功能集散系統(tǒng)是為了滿足工程系統(tǒng)多種外

24、圍功能的要求而設(shè)置的多機(jī)系統(tǒng)。例如：一個加工中心的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)除完成機(jī)床加工運(yùn)行控制外，還要控制對刀系統(tǒng)、坐標(biāo)系統(tǒng)、刀庫管理、狀態(tài)監(jiān)視、伺服驅(qū)動等結(jié)構(gòu)。</p><p>　?、诓⑿卸嗫刂葡到y(tǒng)。并行多控制系統(tǒng)主要解決工程應(yīng)用系統(tǒng)的快速問題，以便構(gòu)成大型實(shí)時工程應(yīng)用系統(tǒng)。典型的有快速并行數(shù)據(jù)采集、處理系統(tǒng)、實(shí)時圖像處理系統(tǒng)等。</p><p>　?、劬植烤W(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的出現(xiàn)，使單片機(jī)應(yīng)

25、用進(jìn)入了一個新的水平。目前該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要是分布式測控系統(tǒng)，單片機(jī)主要用于系統(tǒng)中的通信控制，以及構(gòu)成各種測控子級系統(tǒng)。</p><p>　　典型的分布式測控系統(tǒng)有兩種類型：樹狀網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與位總線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。</p><p>　　單片機(jī)是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、電子技術(shù)的新興領(lǐng)域，無論是單片機(jī)本身還是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法都會隨時代不斷發(fā)生變化。綜上所述，單片機(jī)已成為計(jì)算機(jī)發(fā)展和應(yīng)有的一個重要方面。另一方面，

26、單片機(jī)應(yīng)用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機(jī)通過軟件方法來實(shí)現(xiàn)了。這種用軟件代替硬件的控制技術(shù)也稱為微控制技術(shù)，是對傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。</p><p>　　3設(shè)計(jì)的各種芯片介紹</p><p>　　先對本次設(shè)計(jì)需要用到的芯片進(jìn)行大致介紹。</p><p><b

27、>　　第一塊芯片：</b></p><p>　　圖1 80C51的內(nèi)部結(jié)構(gòu)</p><p>　　圖2 80C51芯片</p><p>　　P0RTO :P0.0-P0.7(39~32)端口0是一個8位寬的漏極開路雙向輸入輸出端口，共有8位，P0.0表示位0，P0.1表示位1。</p><p>　?。?）其他三個I/O端口(P

28、l、P2、P3)則不具有此電路結(jié)構(gòu)，而是內(nèi)部有一提升電路，P0在當(dāng)作y0用時可以推動8個L S的ITL負(fù)載。如果當(dāng)EA引腳為低電位時(即取用外部程序代碼或隨機(jī)存儲器)，P0就以多工作方式提供地址總線(A0—A7)及數(shù)據(jù)總線(DO-D7)。設(shè)計(jì)者必須外加一個鎖存器將端口O送出的地址鎖存為AM，再配合端口</p><p>　?。?）所送出的A8-A15合成一個完整的16位地址總線．而尋址到64K的外部內(nèi)存空間。<

29、;/p><p>　　P1.0-P1.7（1-8）：P1是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。對EPROM編程和程序驗(yàn)證時，它接收低8位地址。P1能驅(qū)動4個LS TTL輸入。</p><p>　　P2.0-P2.7(21-28)：P2是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。在訪問外部存貯器時，它送出高8位雙向地址。在對EPROM編程和程序驗(yàn)證期間，它接收高位地址。P2可以驅(qū)動4個LS TTL

30、輸入。</p><p>　　P3.0-P3.7(10-17)：P3是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向I/O口。在MCS-51中，這8個引腳還用于專門功能。這些功能見表1－4。P3能驅(qū)動4個LS TTL輸入。（如圖3）</p><p><b>　　圖3</b></p><p>　　第二塊芯片74LS138：</p><p>

31、;　　對于74LS138譯碼器來說，A.B.C口是用來控制Y0~Y7等8個口的輸出的，而E1E2等都必須在低電頻下才有效的。</p><p><b>　　圖4</b></p><p>　　第三塊芯片74LS373： </p><p><b>　　圖5</b></p><p>　　用于連接MS-80C

32、51和數(shù)碼管的，在本設(shè)計(jì)中的實(shí)際作用是起到連通的作用的。</p><p><b>　　二 方案論證</b></p><p>　　由于這個實(shí)驗(yàn)顯示的是個電壓值，而最終設(shè)計(jì)要求是測量人的體溫。不是溫度的變化量。所以要把這里電壓的變化轉(zhuǎn)化成溫度的變化。所以對轉(zhuǎn)化的參數(shù)進(jìn)行介紹。要知道AD轉(zhuǎn)換是把模擬量信號轉(zhuǎn)化成與其大小成正比的數(shù)字量信號。A/D轉(zhuǎn)換電路的種類很多，根據(jù)轉(zhuǎn)換

33、原理，目前常用的AD轉(zhuǎn)換電路主要分成逐次逼近式和雙積分式。</p><p>　　1 A/D轉(zhuǎn)換原理</p><p>　?。?）逐次逼近式轉(zhuǎn)換原理</p><p>　　逐次逼近式轉(zhuǎn)換的基本原理是用一個計(jì)量單元使連續(xù)量整量化（簡稱量化），即用計(jì)量單位與連續(xù)量比較，把連續(xù)量變?yōu)橛?jì)量單位的整數(shù)倍，略去小于計(jì)量單位的連續(xù)量部分。這樣所得到的整數(shù)量即數(shù)字量。顯然，計(jì)量單位越小

34、，量化的誤差也越小?？梢姡鸫伪平降霓D(zhuǎn)換原理即“逐位比較”。常用的逐次逼近式A/D器件有ADC0809、AD574A等。</p><p><b>　?。?）積分轉(zhuǎn)換原理</b></p><p>　　雙積分A/D轉(zhuǎn)換采用了間接測量原理，即將被測電壓值Vx轉(zhuǎn)換成時間常數(shù)，通過測量時間常數(shù)得到未知電壓值。所謂雙積分就是進(jìn)行一次A/D轉(zhuǎn)換需要二次積分。轉(zhuǎn)換時，控制門通過電子

35、開關(guān)把被測電壓Vx加到積分器的輸入端，積分器從零開始，在固定的時間T0內(nèi)對Vx積分（稱定時積分），積分輸出終值與Vx成正比。接著控制門將電子開關(guān)切換到極性與Vx相反的基準(zhǔn)電壓VR上，進(jìn)行反向積分，由于基準(zhǔn)電壓VR恒定，所以積分輸出將按T0期間積分的值以恒定的斜率下降，當(dāng)比較器檢測積分輸出過零時，積分器停止工作。反相積分時間T1與定值積分的初值（即定時積分的終值）成比例關(guān)系，故可以通過測量反相積分時間T1計(jì)算出Vx，即：</p>

36、;<p>　　Vx=( T1/ T0)· VR</p><p>　　反相積分時間T1由計(jì)數(shù)器對時鐘脈沖計(jì)數(shù)得到。由于雙積分方法的二次積分時間比較長，因此A/D轉(zhuǎn)換速度慢，而精度可以做得比較高。對周期變化的干擾信號積分為零，抗干擾性能也比較好。</p><p>　　為了得倒得結(jié)果準(zhǔn)確性，我們在程序里也加了16進(jìn)制到10進(jìn)制轉(zhuǎn)換，中斷，保護(hù)現(xiàn)場等一系列得安全措施。<

37、;/p><p><b>　　其程序流程圖如下：</b></p><p><b>　　圖6</b></p><p>　　2 A/D轉(zhuǎn)換器的主要性能指標(biāo)和參數(shù) </p><p>　　（1）分辨率(Resolution)</p><p>　　對于A/D轉(zhuǎn)換器來說，分辨率反映了輸出

38、數(shù)字量變化一個相鄰數(shù)碼所需輸入的模擬電壓的變化量。分辨率定義為：</p><p>　　分辨率=滿刻度電壓/2n—1</p><p>　　其中：n是A/D轉(zhuǎn)換器中對應(yīng)的二進(jìn)制代碼的位數(shù)。（如圖7）</p><p><b>　　圖7</b></p><p>　　表中列出了不同位數(shù)與分辨率之間的關(guān)系。從表中可以看出，一個12位

39、的轉(zhuǎn)換器能分辨出滿刻度電壓的1/(212—1)或滿刻度電壓的0.024%。因此，一個滿刻度電壓為10V的12位A/D轉(zhuǎn)換器能夠分辨輸入電壓變化的最小值為2.4Mv。位數(shù)越多，分辨率越高。</p><p>　?。?）量化誤差(Quantizing Error)</p><p>　　當(dāng)一個分辨率有限的A/D轉(zhuǎn)換器在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時，必須把采樣電壓化為某個規(guī)定的最小數(shù)量單位（即量化單位，記為UL

40、SB）的整數(shù)倍，這就是量化。實(shí)際上，ULSB是A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號最低有效位1所能代表的數(shù)量。由于模擬電壓在幅值上是連續(xù)的，因此它不一定能被ULSB整除，這樣在量化過程中不可避免地會引入誤差。</p><p>　　對于有限分辨率的A/D轉(zhuǎn)換器，在不考慮其他誤差因素的情況下，其轉(zhuǎn)換特性曲線與具有無限分辨率的A/D轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換特性曲線之間的最大偏差，定義為量化誤差。</p><p>　　（3

41、）線性度(Linearity)</p><p>　　線性度有時又稱為非線性度（Non-linearity）。它是實(shí)際的轉(zhuǎn)換特性曲線與理想的轉(zhuǎn)換特性曲線之間的最大偏移量。</p><p>　?。?）絕對精度(Absolute Accuracy)</p><p>　　在一個轉(zhuǎn)換器中，任何數(shù)碼所對應(yīng)的實(shí)際模擬電壓與其理想的電壓值之差不是一個常數(shù)。把這個差值的最大值定義為

42、絕對精度。對于A/D轉(zhuǎn)換器，可以在每一階梯的水平中心點(diǎn)進(jìn)行測量。絕對精度描述了在整個工作區(qū)間內(nèi)實(shí)際的輸出電壓與理想的輸出電壓之間的最大偏差。</p><p>　?。?）轉(zhuǎn)換時間(Conversion Time)</p><p>　　轉(zhuǎn)換時間定義為A/D轉(zhuǎn)換器完成一次從模擬量的采樣到數(shù)字量的編碼所需的建立時間，顯然，它反應(yīng)了A/D轉(zhuǎn)換的快慢，實(shí)際應(yīng)用中，只要滿足微機(jī)系統(tǒng)的要求，并不一定要用

43、時間快的轉(zhuǎn)換器。</p><p>　　3 A/D轉(zhuǎn)換器的基本工作原理及器件介紹</p><p>　　A/D轉(zhuǎn)換器是一種將模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的轉(zhuǎn)換電路。A/D轉(zhuǎn)換器，按其輸出代碼有效位數(shù)的不同可以分為8位、10位、12位、16位和BCD碼輸出的7/2位、9/2位、11/2位等多種；按其轉(zhuǎn)換速度的不同可以分為超高速（轉(zhuǎn)換時間≤300μs）,高速(轉(zhuǎn)換時間330μs~33μs)、中速（轉(zhuǎn)換時

44、間33~333μs）、低速（轉(zhuǎn)換時間>333μs）等幾種。為適應(yīng)系統(tǒng)集成的需要，有些轉(zhuǎn)換芯片內(nèi)還包括多路轉(zhuǎn)換的開關(guān)、時鐘電路、基準(zhǔn)電壓源和二、十進(jìn)制譯碼器等，大大超越了原來的A/D轉(zhuǎn)換功能，為用戶提供了方便。</p><p>　　大部分A/D轉(zhuǎn)換器包括采樣保持和量化編碼電路。采樣保持電路能把一個時間連續(xù)的信號轉(zhuǎn)換為時間離散的信號，并將采樣信號保持一段時間。量化編碼電路是A/D轉(zhuǎn)換的核心組成部分，依其形式不同

45、，A/D轉(zhuǎn)換器可分為直接A/D轉(zhuǎn)換器和間接A/D轉(zhuǎn)換器。直接A/D轉(zhuǎn)換器能將輸入的模擬電壓直接轉(zhuǎn)換為輸出的數(shù)字代碼（無中間變量）。其典型電路有并行A/D轉(zhuǎn)換器和逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換器。間接A/D轉(zhuǎn)換器在A/D轉(zhuǎn)換過程中，首先將輸入的模擬信號轉(zhuǎn)換成與之成正比的時間或頻率，然后通過計(jì)數(shù)的方式轉(zhuǎn)換成數(shù)字量輸出。目前，間接A/D轉(zhuǎn)換器有電壓/時間變換型和電壓/頻率變換型兩種。</p><p>　　溫度傳感器：（圖8）&l

46、t;/p><p><b>　　圖8</b></p><p><b>　　圖（8）</b></p><p><b>　　三 過程論述</b></p><p>　　本試驗(yàn)分兩步，先做的是顯示，后做的采集。顯示這部分我們組借鑒的是靜態(tài)的顯示，經(jīng)過改動而成。隨后做采集，就是通過ADC08

47、09進(jìn)行模擬收集。在通過74LS373進(jìn)行譯碼。這樣一來又有個問題了。實(shí)驗(yàn)出來的室溫和人的體溫的變化太?。?月－5月）。所以才有了輸入的 放大。數(shù)據(jù)是放大了。但是還要面對的是:這樣以后顯示的卻可以隨著溫度的變化而改變，但實(shí)質(zhì)不是顯示的溫度，只能顯示出電壓值，因?yàn)槭值臏囟茸饔糜跓崦綦娮枋峭ㄟ^模擬電壓傳給數(shù)碼管顯示的，顯示的數(shù)值都很大，這時就存在一個問題-----怎樣將電壓值精確地反映為溫度值。</p><p>&l

48、t;b>　　1數(shù)據(jù)定標(biāo)</b></p><p>　　下面對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析定標(biāo)[12]：</p><p>　　(1)用數(shù)字萬用表和溫度計(jì)采集溫度傳感器的溫度與阻值</p><p>　　最后根據(jù)二次線性擬合，又名最小二乘法，它的原理如下：</p><p>　　a11x1+a12x2+……+a1nxn=b1</p>&

49、lt;p>　　a21x1+a22x2+……+a2nxn=b2</p><p>　　 ┋</p><p>　　am1x1+am2x2+……+amnxn=bn (1)</p><p>　　由于其精確解不存在，因?yàn)橐獙で笏谀撤N意義下的近似解，令</p><p>　　f(x1,x2,……xn)=(a11x1+a12x

50、2+……+a1nxn-b1)2+</p><p>　　(a21x1+a22x2+……+a2nxn-b2)2+……+</p><p>　　(am1x1+am2x2+…+amnxn-bm)2 (2)</p><p>　　顯然，f(x1,x2,……xn)>0,如果x1,x2,……,xn的一組取值使f(x1,x2,……xn)達(dá)到最小值，則稱這組值是矛盾方

51、程組(1)的最小二乘解，而求矛盾方程組最小二乘解的方法稱為最小二乘法。</p><p>　　由高等數(shù)學(xué)可知，函數(shù)f(x1,x2,……xn)的最小值（即極小值）必須滿足條件 αf/αxk=0 (k=1,2,……，n) (3)</p><p>　　但是αf/αxk=2a1k(a11x1+a12x2+……+a1nxn-b1)+</p><p>　　2a2k(a21x1

52、+a22x2+……+a2nxn-b2)+……+</p><p>　　2amk(am1x1+am2x2+……+amnxn=bm)</p><p><b>　　于是由式（3）得：</b></p><p>　　a11 a21 ……am1 a11x1+a12x2+……+a1nxn-b1 = 0&l

53、t;/p><p>　　a12 a22……am2 a21x1+a22x2+……+a2nxn-b2 = 0</p><p>　　┋ ┋ ┋ ┋ = ┋</p><p>　　a1n a2n……amn am1x1+am2x2+……+

54、amnxn=bm 0</p><p><b>　　(4)</b></p><p>　　稱（4）式為矛盾方程組（1）的正規(guī)方程組或法方程組，可以證明正規(guī)方程組總是有解的，如果令A(yù)=（aij）m*n,</p><p>　　x=(x1,x2,……,xn)T,b=(b1,b2,……,bm)T,則矛盾方程組（1）

55、可寫為AX=b,而f(x1,x2,……xn)=‖AX-b‖2,又正規(guī)方程組（4）可寫為：</p><p>　　AT(AX-b)=0或ATAX=ATb</p><p>　　可見矛盾方程組AX=b的最小二乘解使得‖AX-b‖2取得最小值，且AX=b的最小二乘解是正規(guī)方程組ATAX=AT的解。</p><p>　　最小二乘法是一種在工程技術(shù)，商業(yè)與經(jīng)濟(jì)等方面常用的求經(jīng)驗(yàn)公

56、式的方法。</p><p>　　將理想情況下的溫度曲線圖和實(shí)際測的溫度曲線圖進(jìn)行最小二乘法運(yùn)算，進(jìn)行二次擬合，就能得到我們最后想要的結(jié)果。</p><p>　　雖然沒有用軟件實(shí)現(xiàn)得到的值準(zhǔn)確，硬件也可實(shí)現(xiàn)溫度的精確測量。可以在先前的電路中加入放大電路，后來我們發(fā)現(xiàn)這樣做后還解決了另外一個問題-----我們的室溫和人的體溫其實(shí)相差不是很大，這樣，當(dāng)我們用手去觸摸熱敏電阻時，由于溫度的變化太小

57、，數(shù)碼管上根本就沒什么變化，當(dāng)加入放大后，變化就看的很明顯了。在連接放大電路時，由于接入的電阻值不能確定，我們用到了定位器（是一個加了電源的滑動變阻器），利用放大電路，我們很好地控制了電壓值和人的體溫的比值。我們的放大很明顯，而且非常的簡單，可以通過兩個定位器，隨時改變放大倍數(shù)。</p><p><b>　　2信號的放大</b></p><p>　　為了得到容易觀察的

58、數(shù)據(jù)，便如采集和計(jì)算，如是選擇了這個簡單又實(shí)用的電路作為采集模擬信號的放大器。</p><p><b>　　放大電路圖如下：</b></p><p><b>　　圖9</b></p><p>　　上圖9電路就是這樣就是這個電路改裝來的，原理一樣。這種放大是最基本的而又容易控制的。效果也很好。</p><

59、p><b>　　四.結(jié) 果 分 析</b></p><p>　　隨著畢業(yè)設(shè)計(jì)初步告一段落，其中也進(jìn)行了大量的數(shù)據(jù)計(jì)算。因?yàn)锳/D轉(zhuǎn)換器的主要性能指標(biāo)有：分辨率，轉(zhuǎn)換時間，轉(zhuǎn)換精度，輸入電壓范圍，輸入電阻（阻抗），供電電源，數(shù)字輸出特征，工作環(huán)境（周圍的溫度，濕度）等。影響A/D轉(zhuǎn)換的主要因素有：外接時鐘頻率和電源電壓的穩(wěn)定性，環(huán)境溫度，外界有無干擾等。所以我們的計(jì)算一定會有誤差。還有個

60、失真的問題，在大功率放大時為了得到需要的輸出功率,要把相應(yīng)的直流輸入功率供給集電極.而且,為了在晶體管的允許損耗范圍內(nèi)獲得最大輸出,必須使電源的利用率成為最大.為此,工作范圍要融入非線性區(qū),失真當(dāng)然增加,即最大功率和失真是互為制約的條件,但通過選擇線性非常好的晶體管,并且適當(dāng)?shù)剡x擇工作點(diǎn)以及信號源和負(fù)載的阻抗關(guān)系,可以找到最佳的妥協(xié)點(diǎn).晶體管特性中,決定失真系數(shù)主要是hFE的線性,在推挽方式中,是 兩個晶體管的特性一致性如何,即配對特性

61、.加負(fù)反饋對改善失真系數(shù)相當(dāng)有效,特別是以高保真度為目的的SEPP,OTL,互補(bǔ)OEL和OCL電路是必不可少的不能對其他的因素進(jìn)行誤差分析，代以后進(jìn)行更精確的計(jì)算分析，望體諒！</p><p><b>　　五 總結(jié)</b></p><p>　　通過這次設(shè)計(jì)，也學(xué)到了很多知識，從剛進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的什么都不懂、覺得很簡單的單片機(jī)，到現(xiàn)在對其有了初步了解，自己是感慨萬千。液晶顯

62、示屏也不過如此,但在單片機(jī)的世界里是最簡單的東西，而且自己還在實(shí)驗(yàn)臺上實(shí)現(xiàn)出來了。相反自己覺得很簡單的單片機(jī)，其中還有很多知識值得我學(xué)習(xí)。我現(xiàn)在對“活到老，學(xué)到老”這句話，有了一定的了解。我就實(shí)驗(yàn)過程過的幾點(diǎn)體會和不足提出，希望大家以后遇到類似問題，能給予大家一定的幫助。</p><p>　　由于開始對整個實(shí)驗(yàn)的硬件部分沒有充分了解，就盲目的動手，使得后來用到什么功能時，就在面包板上插什么芯片，導(dǎo)致面包板上的連線

63、很雜亂，以至后來出現(xiàn)問題很不好檢查，最終使得我們對面包板進(jìn)行重新的規(guī)劃，布線，耽誤了不少時間.</p><p>　　現(xiàn)在所做出來真對最多24線的檢測，比起現(xiàn)實(shí)生活中幾百線，上千線的檢測來說，可能是微呼其微的，但是我們掌握起中的思想，在做那些幾百，上千的設(shè)計(jì)來說，就簡單多了，所以說做什么事，都要掌握起實(shí)質(zhì)思想。</p><p>　　因?yàn)榻?jīng)驗(yàn)尚淺，在程序方面，可能編的不是很簡潔，并且延時沒做到

64、比較好的狀態(tài).</p><p>　　由于水平問題，所選用的方案可能不是最佳的，而且自己在做實(shí)驗(yàn)覺得方案存在問題，但就是說不出來問題究竟存在那里，希望在做類似課題同學(xué)，能做的比我們更好。</p><p><b>　　.</b></p><p><b>　　六 致 謝</b></p><p>　　在

65、此，對所有給予我關(guān)懷和幫助，支持的老師，同學(xué)表示感謝。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的成功完成，要特別感謝xx老師在這段時間給予我的幫助、支持，正是有他們這段時間和我一起面對、克服困難，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)才得以完成。還記得當(dāng)初一開畢業(yè)設(shè)計(jì)的時候，老師就對我們說，要好好學(xué)啊，這是一次很難得的機(jī)會，要好好把握，是你大學(xué)的果實(shí)，是你們一生的留戀，也是對你們在大學(xué)的最后考驗(yàn)和鍛煉，更重要的是對你們自己對讀完大學(xué)后的一種自我鑒定……還有我的父母，正是他們的在我背后對我默

66、默的支持，才使我取得今天的碩果。</p><p>　　在本文完成時，謹(jǐn)以此文獻(xiàn)給他們！</p><p><b>　　七 附錄</b></p><p><b>　　硬件電路圖:</b></p><p><b>　　圖10</b></p><p><

67、b>　　主程序：</b></p><p>　　ORG 0000H</p><p>　　LJMP START</p><p>　　ORG 0013H</p><p>　　LJMP INT1</p><p>　　ORG 0100H</p><p>　　MOV sp,#50

68、H </p><p>　　START: MOV R0,#60H ；置數(shù)據(jù)存儲區(qū)首址</p><p>　　SETB IT1 ；設(shè)置邊沿觸發(fā)中斷</p><p><b>　　SETB EA</b></p><p>　　SET

69、B EX1 ；開放外部中斷1</p><p>　　MOV DPTR,#7FF8H ；指向0809通道0</p><p>　　DR: MOVX @DPTR,A ； 啟動A/D轉(zhuǎn)換。（該指令使P2.7變低，產(chǎn)生START需要的上升沿）</p><p>　　RCYCL:

70、 CALL DISPLAY ；調(diào)用顯示子程序</p><p>　　SJMP START</p><p>　　INT1: PUSH DPL ；現(xiàn)場保護(hù)</p><p><b>　　PUSH DPH</b></p><p><b>　　PUSH A

71、</b></p><p>　　MOV DPTR ,#7FF8H </p><p>　　MOVX A,@DPTR ；啟動新通道A/D轉(zhuǎn)換</p><p>　　MOV 60H,A ；向指定單元存數(shù)</p><p><b>　　POP A&l

72、t;/b></p><p><b>　　POP DPH</b></p><p><b>　　POP DPL</b></p><p><b>　　RETI</b></p><p>　　DISPLAY: MOV A,60H <

73、;/p><p>　　MOV R3,#00H</p><p>　　MOV R4,#00H</p><p><b>　　CLR C</b></p><p>　　CHAN: SUBB A,#64H</p><p>　　JC CHAN1</p><p><b>　　I

74、NC R3</b></p><p><b>　　AJMP CHAN</b></p><p>　　CHAN1: ADD A,#64H</p><p><b>　　CLR C</b></p><p>　　CHAN2: SUBB A,#0AH</p><p>&

75、lt;b>　　JC CHAN3</b></p><p><b>　　INC R4</b></p><p>　　AJMP CHAN2</p><p>　　CHAN3: ADD A,#0AH ；16進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制</p><p>　　MOV 40H,A

76、 ；個位</p><p>　　MOV 41H,R4 ；十位</p><p>　　MOV 42H,R3 ；百位 </p><p><b>　　CLR P3.0</b></p&g

77、t;<p><b>　　CLR P3.1</b></p><p><b>　　CLR P3.2</b></p><p>　　NEXT: CLR P3.2 ；P3.2清0</p><p><b>　　MOV A,40H</b></p

78、><p>　　MOV DPTR,#TAB</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR ；查字型碼表表</p><p>　　MOV P1,A ；送P1口輸出</p><p>　　SETB P3.0 ；P3.0置1

79、</p><p>　　LCALL DELAY ；調(diào)用延時子程序</p><p>　　CLR P3.0 ；P3.0清0</p><p>　　MOV A,41H</p><p>　　MOV DPTR,#TAB <

80、;/p><p>　　MOVC A,@A+DPTR ；查字型碼表</p><p>　　MOV P1,A ；送P1口輸出</p><p>　　SETB P3.1 ；P3.1置1</p><p>　　LCALL

81、DELAY ；調(diào)用延時子程序</p><p>　　CLR P3.1 ；P3.1清0</p><p>　　MOV A,42H</p><p>　　MOV DPTR,#TAB</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p>

82、<p>　　MOV P1,A</p><p>　　SETB P3.2 ；P3.2置1</p><p>　　LCALL DELAY</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DELAY: MOV R6,50H

83、 ；延時子程序</p><p>　　DelayLoop:</p><p>　　DJNZ R6, DelayLoop </p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　八 參考文獻(xiàn)</b></p>

84、<p>　　[1]．孫涵芳 徐愛卿，《MCS-51/96系列單片機(jī)原理及應(yīng)用》（修訂版） 北京航空航天大學(xué)出版社</p><p>　　[2]．李群芳 黃建，《單片微型計(jì)算機(jī)與接口技術(shù)》 電子工業(yè)出版社</p><p>　　[3]．陳光東，《單片微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)》（第二版） 華中理工大學(xué)出版社</p><p>　　[4]．胡乾斌 李光斌

85、 李玲 甘錫英，《單片微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用》 華中理工大學(xué)出版社</p><p>　　[5]．劉守義 楊宏麗 王靜霞，《單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》 西安電子科技大學(xué)出版社</p><p>　　[6]．《開放式綜合實(shí)驗(yàn)/仿真系統(tǒng)》 華中理工大學(xué)出版社</p><p>　　[7]．吳金戍 沈慶陽 郭庭吉，《8051單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用》 清華大學(xué)出版社</

86、p><p>　　[8]．艾德才，《微機(jī)接口技術(shù)實(shí)用教程》 清華大學(xué)出版社</p><p>　　[9]. 《單片微機(jī)原理與接口技術(shù)》 冶金工業(yè)出版社</p><p>　　[10].先鋒工作室 《單片機(jī)程序設(shè)計(jì)實(shí)例》 清華大學(xué)出版社</p><p>　　[11].王建校 楊建國 寧改娣 危建圍,《51系列單片機(jī)及C51程序設(shè)計(jì)》 科學(xué)

87、出版社</p><p>　　[12].趙晶,《電路設(shè)計(jì)與制版Protel 99高級應(yīng)用》 人民郵電出版社</p><p>　　[13].何英,《Protel 99入門與實(shí)用》 機(jī)械工業(yè)出版社</p><p>　　[14].劉樂善 歐陽星明 劉學(xué)清，《微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)及應(yīng)用》 華中科技大學(xué)出版社</p><p>　　[15].王元珍