嵌入式畢業(yè)論文-溫度測(cè)量系統(tǒng)

1、<p><b>　　溫度測(cè)量系統(tǒng)</b></p><p><b>　　1.1 系統(tǒng)概要</b></p><p><b>　　1.1.1 引言</b></p><p>　　溫度是表征物體冷熱程度的物理量。溫度通過(guò)物體隨溫度變化的某些特性來(lái)間接測(cè)量。溫度的測(cè)量和控制在激光器、光纖光柵的使用及其他

2、的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中應(yīng)用廣泛。溫度檢測(cè)的傳統(tǒng)方法是使用諸如熱電偶、熱電阻、半導(dǎo)體PN結(jié)之類的模擬溫度傳感器。信號(hào)經(jīng)取樣、放大后通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換，再交自單片機(jī)處理。被測(cè)溫度信號(hào)從溫敏元件到單片機(jī)，經(jīng)過(guò)眾多器件，易受干擾、不易控制且精度不高。因此，本設(shè)計(jì)介紹了一種溫度傳感器選用LM35、單片機(jī)選用MC908GP32的溫度測(cè)量系統(tǒng)。它能通過(guò)與單片機(jī)，完成溫度采集和數(shù)據(jù)處理。該系統(tǒng)的溫度測(cè)量范圍為0～99℃，可以精確到一位小數(shù)，可適用于工業(yè)場(chǎng)合

3、及日常生活中[6]。</p><p>　　1.1.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析</p><p>　　本測(cè)溫系統(tǒng)由溫度傳感器電路、信號(hào)放大電路、A／D轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)系統(tǒng)、溫度顯示系統(tǒng)構(gòu)成，如圖1所示。其基本工作原理：溫度傳感器電路將測(cè)量到的溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸出到信號(hào)放大電路，與溫度值對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)經(jīng)放大后輸出至A／D轉(zhuǎn)換電路，把電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量送給單片機(jī)系統(tǒng)，單片機(jī)系統(tǒng)根據(jù)顯示需要對(duì)數(shù)字量進(jìn)

4、行處理，再送溫度顯示系統(tǒng)進(jìn)行顯示。如圖2所示[2]。1.2 硬件電路設(shè)計(jì)</p><p>　　1.2.1 硬件電路圖</p><p>　　1.2.2 溫度傳感器電路 </p><p>　　溫度傳感器采用的是NS公司生產(chǎn)的LM35，它具有很高的工作精度和較寬的線性工作范圍，它的輸出電壓與攝氏溫度線性成比例，且無(wú)需外部校準(zhǔn)或微調(diào)，可以提供±1／4℃的常用的室溫

5、精度。LM35的輸出電壓與攝氏溫度的線形關(guān)系可用下面公式表示，0℃時(shí)輸出為0 V，每升高1℃，輸出電壓增加10 mV。其電源供應(yīng)模式有單電源與正負(fù)雙電源兩種，其接法如圖3與圖4所示。正負(fù)雙電源的供電模式可提供負(fù)溫度的測(cè)量，單電源模式在25℃下電流約為50 mA，非常省電。本系統(tǒng)采用的是單電源模式。</p><p>　　1.2.3 信號(hào)放大電路</p><p>　　由于溫度傳感器LM35輸出

6、的電壓范圍為0～0.99 V，雖然該電壓范圍在A／D轉(zhuǎn)換器的輸入允許電壓范圍內(nèi)，但該電壓信號(hào)較弱，如果不進(jìn)行放大直接進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換則會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)換成的數(shù)字量太小、精度低。系統(tǒng)中選用通用型放大器μA741對(duì)LM35輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行幅度放大，還可對(duì)其進(jìn)行阻抗匹配、波形變換、噪聲抑制等處理。系統(tǒng)采取同相輸入，電壓放大倍數(shù)為5倍，電路圖如圖5所示[5]。</p><p>　　1.2.4 A/D轉(zhuǎn)換模塊</p>

7、<p>　　A/D轉(zhuǎn)換模塊（Analog To Digital Convert Module）,即模數(shù)轉(zhuǎn)換,是將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)。</p><p>　　1.2.4.1 進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換的基本問(wèn)題: </p><p>　?。?）采樣精度 數(shù)字量變化一個(gè)最小量時(shí)模擬信號(hào)的變化量,即采樣位數(shù)。 </p><p>　　（2）采樣速率 完成一次A/D采

8、樣所要花費(fèi)的時(shí)間。 </p><p>　?。?）濾波 對(duì)采樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選去掉誤差較大的毛刺。 </p><p>　　（4）物理量回歸 把A/D采樣值與實(shí)際物理量對(duì)應(yīng)起來(lái)。 </p><p>　　1.2.4.2 A/D轉(zhuǎn)換模塊的基本編程方法</p><p>　?。?）A/D轉(zhuǎn)換初始化 對(duì)ADCLK寫入控制字節(jié)，決定時(shí)鐘輸入源是內(nèi)部總線還是外

9、部晶振，決定分頻系數(shù)等。 </p><p>　　（2）啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換 對(duì)ADSCR寫入控制字節(jié)，選取要轉(zhuǎn)換的通道、決定轉(zhuǎn)換結(jié)束數(shù)據(jù)獲取的方式、設(shè)置是連續(xù)轉(zhuǎn)換還是一次轉(zhuǎn)換等。 </p><p>　?。?）獲A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果 若是中斷方式，在A/D中斷程序中取得，若是查詢方式，通過(guò)ADSCR的第7位(COCO位)取得，當(dāng)COCO=1時(shí)可從ADR中取數(shù)。 </p><p&g

10、t;　　1.2.4.3 A/D芯片TCL2543概述</p><p>　?。?）TLC2543的引腳說(shuō)明</p><p>　　圖 6 TLC2543引腳圖</p><p>　?。?） TLC2543的編程要點(diǎn)，控制字的格式控制字為從DATA INPUT端串行輸入TLC2543芯片內(nèi)部的8位數(shù)據(jù)，它告訴TLC2543要轉(zhuǎn)換的模擬量通道、轉(zhuǎn)換后的輸出數(shù)據(jù)長(zhǎng)度、輸出數(shù)據(jù)

11、的格式。 </p><p>　?。?） TLC2543的內(nèi)部寄存器，輸入數(shù)據(jù)寄存器存放從DATA INPUT端移入的控制字。輸出數(shù)據(jù)寄存器存放轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)，以供從DATA OUT端移出。轉(zhuǎn)換過(guò)程上電后，片選CS必須從高到低，才能開(kāi)始一次工作周期，此時(shí)EOC為高，輸入數(shù)據(jù)寄存器被置0，輸出數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)容是隨機(jī)的。開(kāi)始時(shí),片選CS為高,I/O CLOCK、DATA INPUT被禁止,DATA OUT呈高阻態(tài)，EOC

12、為高。使CS變低，I/O CLOCK、DATA INPUT使能，DATA OUT脫離高阻態(tài)。12個(gè)時(shí)鐘信號(hào)從I/O CLOCK端依次加入，控制字從DATA INPUT一位一位地在時(shí)鐘信號(hào)的上升沿時(shí)被送入TLC2543(高位先送入)，同時(shí)上一周期轉(zhuǎn)換的A/D數(shù)據(jù)，即輸出數(shù)據(jù)寄存器中的數(shù)據(jù)從DATA OUT一位一位地移出。TLC2543收到第4個(gè)時(shí)鐘信號(hào)后，通道號(hào)也已收到，因此，此時(shí)TLC2543開(kāi)始對(duì)選定通道的模擬量進(jìn)行采樣，并保持到第1

13、2個(gè)時(shí)鐘的下降沿。在第12個(gè)時(shí)鐘下降沿，EOC變低，開(kāi)始對(duì)本次采樣的模擬量進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換時(shí)間約需10μs,轉(zhuǎn)換完成EOC變高，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)在輸出數(shù)據(jù)寄存器中，待下一個(gè)工作周</p><p>　?。?）TLC2543與MCU的接口方法，TLC2543與微處理器芯片的接口部分有五個(gè)引腳，分別是:時(shí)鐘輸入(I/O CLOCK)、串行控制字輸入(DATA INPUT)、片選輸入(CS)、A/D轉(zhuǎn)換串行數(shù)據(jù)輸出(DAT

14、A OUTPUT) 、轉(zhuǎn)換結(jié)束電平輸出(EOC)。經(jīng)分析TLC2543的工作時(shí)序，可以通過(guò)軟件估計(jì)轉(zhuǎn)換結(jié)束，免去EOC接線。TLC2543與具有SPI或相同接口能力的MCU可以直接連接，對(duì)于沒(méi)有SPI接口的MCU可以通過(guò)軟件編程合成SPI操作。擴(kuò)展電路設(shè)計(jì)，SPI模塊與TLC2543的接口擴(kuò)展。如下圖[1]。</p><p>　　1.2.5 單片機(jī)系統(tǒng)</p><p>　　單片機(jī)選用的是F

15、reescale公司的MC908GP32，主要完成對(duì)A／D轉(zhuǎn)換電路的控制、對(duì)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量的處理以及對(duì)顯示模塊的控制，并且為ADC0809提供工作時(shí)鐘。其具體連接電路。如圖2所示。</p><p>　　1.2.5.1 MC908GP32單片機(jī)性能概述</p><p>　　MC908GP32有40腳、42腳、44腳三種封裝形式； MC908GP32的主要特點(diǎn)概述如下：</p>

16、<p>　?。?）512B片內(nèi)RAM；32K片內(nèi)Flash程序存儲(chǔ)器，具有在線編程能力和保密功能</p><p>　?。?）時(shí)鐘發(fā)生器模塊，具有32KHz晶振PLL電路,可產(chǎn)生各種工作頻率；8MHz內(nèi)部總線頻率 </p><p>　?。?）系統(tǒng)保護(hù)特性：計(jì)算機(jī)工作正常(COP)復(fù)位；低電壓檢測(cè)復(fù)位，可選為3V或5V操作；非法指令碼檢測(cè)復(fù)位；非法地址檢測(cè)復(fù)位。 </p>

17、<p>　?。?）優(yōu)化用于控制應(yīng)用；優(yōu)化支持C語(yǔ)言。</p><p>　?。?）33根通用I/O腳，包括26根多功能I/O腳和5或7根專用I/O腳；PTA、PTC和PTD的輸入口有可選擇的上拉電阻；PTC0—PTC4有15mA吸流和放流能力，其他口有10mA吸流和放流能力 (總體驅(qū)動(dòng)電流應(yīng)小于150mA)；所有口有最高5mA輸入電流保護(hù)功能 </p><p>　　（6）增強(qiáng)型

18、串行通訊口SCI；串行外圍接口SPI；兩個(gè)16位雙通道定時(shí)器接口模塊(TIM1和TIM2)，每個(gè)通道可選擇為輸入捕捉、輸出比較和PWM，其時(shí)鐘可分別選為內(nèi)部時(shí)鐘的1、2、4、8、6、32和64的分頻值；帶時(shí)鐘預(yù)分頻的定時(shí)基模塊有8種周期性實(shí)時(shí)中斷(1、4、16、256、512、1024、2048和4096Hz)，可在STOP方式時(shí)使用外部32KHz晶振周期性喚醒CPU；8位鍵盤喚醒口。</p><p>　　1.2

19、.5.2 MC908GP32結(jié)構(gòu)框圖（44Pin）</p><p>　　圖8 MC908GP32結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　1.2.5.3 GP32內(nèi)部有以下主要部分：</p><p>　　存儲(chǔ)器 定時(shí)接口模塊 定時(shí)基模塊 看門狗模塊</p><p>　　斷點(diǎn)模塊 串行通信接口SCI 串行外設(shè)接口SPI 并行

20、I/O接口 A/D轉(zhuǎn)換模塊 鍵盤中斷模塊系統(tǒng)設(shè)置模塊 低電壓禁止模塊 CPU08 </p><p>　　時(shí)鐘發(fā)生模塊及鎖相環(huán)電路 復(fù)位與中斷模塊 監(jiān)控模塊MON </p><p>　　1.2.5.4 GP32最小系統(tǒng)</p><p>　　硬件結(jié)構(gòu)，但僅有一個(gè)MCU是無(wú)法工作的，它必須與以MC908GP32單片機(jī)為原型的HC08系列MCU

21、的其他相應(yīng)的外圍電路一起，才能構(gòu)成一個(gè)最小系統(tǒng)。MC908GP32芯片(以40腳封裝為例)最小系統(tǒng)的外圍支撐電路包括電源與濾波電路、晶振電路和復(fù)位電路。</p><p>　　1.2.5.5 MC908GP32最小系統(tǒng)電路圖</p><p>　　圖 9 MC908GP32最小系統(tǒng)電路圖</p><p>　　1.2.5.6 MC908GP32CB核心板實(shí)物圖 <

22、/p><p>　　圖 10 MC908GP32CB核心板實(shí)物圖 </p><p>　　1.2.6 溫度顯示系統(tǒng)</p><p>　　該溫度顯示系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單，由可編程并行輸入輸出芯片8255A的A，B，C端口外接3個(gè)8段LED顯示器來(lái)實(shí)現(xiàn)。MC908GP32的P2.6為8255提供片選信號(hào)，74LS373的Q7，Q6接8255的A1，A0，可得到8255的A，B，C及控

23、制口的地址為BF3FH，BF7FH，BFBFH，BFFFH。MC908GP32處理好的溫度數(shù)據(jù)輸出至8255，并由MC908GP32對(duì)8255編程控制其A，B，C端口輸出高電平或低電平，以便從8段LED顯示器顯示實(shí)際溫度。8段LED顯示器選用共陽(yáng)極，8255的A，B，C端口與8段LED顯示器之間接限流電阻，圖2中只畫出了PA口，PB，PC口的接法類似[4]。</p><p>　　1.2.7 異步串行通信的格式&l

24、t;/p><p>　　SCI通常采用NRZ數(shù)據(jù)格式，即：standard non-return-zero mark/space data format，譯為：“標(biāo)準(zhǔn)不歸零傳號(hào)/空號(hào)數(shù)據(jù)格式”?！安粴w零”的最初含義是：用正、負(fù)電平表示二進(jìn)制值，不使用零電平。“mark/space”即“傳號(hào)/空號(hào)”分別是表示兩種狀態(tài)的物理名稱，邏輯名稱記為“1/0”。 </p><p>　　1.2.7.1 RS-

25、232C總線標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　?。?）MCU引腳一般輸入/輸出使用TTL電平，而TTL電平的“1”和“0”的特征電壓分別為2.4V和0.4V，適用于板內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸。為了使信號(hào)傳輸?shù)酶h(yuǎn)，美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)EIA（Electronic Industry Association） 制訂了串行物理接口標(biāo)準(zhǔn)RS-232C。RS-232C采用負(fù)邏輯，-3V～-15V為邏輯“1”，+3V～+15V為邏輯“0”。RS-232

26、C最大的傳輸距離是30m，通信速率一般低于20Kbps。 </p><p>　?。?）RS-232接口，簡(jiǎn)稱“串口”，它主要用于連接具有同樣接口的室內(nèi)設(shè)備。目前幾乎所有計(jì)算機(jī)上的串行口都是9芯接口。下圖給出了9芯串行接口的排列位置，相應(yīng)引腳含義見(jiàn)下表[3]</p><p>　　圖 11 9芯串行接口排列圖</p><p>　　1.2.7.2 SCI的外圍硬件電路

27、</p><p>　　具有SCI接口的MCU，一般具有發(fā)送引腳(TxD)與接收引腳(RxD)，不同公司或不同系列的MCU，使用的引腳縮寫名可能不一致，但含義相同。SCI的外圍硬件電路，主要目的是將MCU的發(fā)送引腳TxD與接收引腳RxD的TTL電平，通過(guò)RS-232電平轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換為RS-232電平。下圖給出一個(gè)基本SCI電平轉(zhuǎn)換電路</p><p>　　圖 12 基本SCI電平轉(zhuǎn)換電路&l

28、t;/p><p>　　1.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　系統(tǒng)的軟件部分用C語(yǔ)言編程，采用模塊化結(jié)構(gòu)，主要由A／D轉(zhuǎn)換模塊、單片機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)處理模塊、溫度顯示模塊等3部分構(gòu)成，便于修改和維護(hù)。</p><p>　　1.3.1 A／D轉(zhuǎn)換模塊</p><p>　　根據(jù)測(cè)量系統(tǒng)要求不同以及單片機(jī)的忙閑程度，通?？刹捎?種軟件編程方式：程序查詢方式

29、，延時(shí)方式和中斷方式。本系統(tǒng)采用延時(shí)方式。延時(shí)程序?qū)嶋H上是無(wú)條件傳送I／O方式，當(dāng)向A／D轉(zhuǎn)換器發(fā)出啟動(dòng)命令后，即進(jìn)行軟件延時(shí)，延時(shí)時(shí)間稍大于進(jìn)行一次A／D轉(zhuǎn)換所需要的時(shí)間，之后打開(kāi)A／D轉(zhuǎn)換器的輸出緩沖器讀數(shù)即為轉(zhuǎn)換好的數(shù)字量。A／D轉(zhuǎn)換時(shí)間為64個(gè)時(shí)鐘周期，因?yàn)橄到y(tǒng)中ADC0809的工作時(shí)鐘為500 kHz，故A／D轉(zhuǎn)換時(shí)間為128 μs，延時(shí)時(shí)間可大致選擇160μs。程序段如下[1]：</p><p>　　

30、//[ADC.h]A/D轉(zhuǎn)換頭文件------------------------------------------------------</p><p>　　#include "GP32C.h" //GP32 MCU映像寄存器名定義</p><p>　　#include "Type.h"

31、 //類型別名定義</p><p>　　#define COCOBit 7</p><p>　　void ADCinit(void); //A/D轉(zhuǎn)換初始化 </p><p>　　INT8U ADCvalue(INT8U ch

32、annel); //1路A/D轉(zhuǎn)換函數(shù)</p><p>　　INT8U ADCmid(INT8U channel); //1路A/D轉(zhuǎn)換函數(shù)(中值濾波) </p><p>　　INT8U ADCave(INT8U channel, INT8U n); //1路A/D轉(zhuǎn)換函數(shù)(均值濾波)</p><p>　　//[AD

33、C.c]A/D轉(zhuǎn)換-----------------------------------------------------------*</p><p>　　//硬件連接: </p><p>　　// PTB0/AD0 接模擬量輸入端

34、 </p><p>　　//-------------------------------------------------------------------------*</p><p>　　#include "ADC.h"</p><p>　　//ADCinit:A/D轉(zhuǎn)換初始

35、化----------------------------------------------------*</p><p>　　//功能:設(shè)置A/D轉(zhuǎn)換時(shí)鐘頻率為1MHz </p><p>　　//------------------------------------------------------

36、-------------------*</p><p>　　void ADCinit(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　ADCLK = 0b00110000; </p><p>　　//||||||||_______不用</p><p>　　//||

37、||___________選擇內(nèi)部總線時(shí)鐘</p><p>　　//|||____________分頻系數(shù)為2 </p><p><b>　　}</b></p><p>　　//ADCave:1路A/D轉(zhuǎn)換函數(shù)(均值濾波)------------------------------------------*</p><

38、p>　　//功能:通道channel進(jìn)行n次中值濾波,求和再作均值,得出均值濾波結(jié)果 </p><p>　　//-------------------------------------------------------------------------*</p><p>　　INT8U ADCave(INT8U channel, INT8U n) <

39、/p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　INT8U i;</b></p><p><b>　　INT16U j;</b></p><p><b>　　j = 0;</b></p><p>　　for (i =

40、 0; i < n; i++)</p><p>　　j += ADCmid(channel);</p><p><b>　　j = j/n;</b></p><p>　　return (INT8U)j;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　//A

41、DCmid:1路A/D轉(zhuǎn)換函數(shù)(中值濾波)------------------------------------------*</p><p>　　//功能:獲取通道channel中值濾波后的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果 </p><p>　　//-------------------------------------------------

42、------------------------*</p><p>　　INT8U ADCmid(INT8U channel) </p><p><b>　　{</b></p><p>　　INT8U i,j,k,tmp;</p><p>　　//1.取三次A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果</p><p>　　i

43、= ADCvalue(channel);</p><p>　　j = ADCvalue(channel);</p><p>　　k = ADCvalue(channel);</p><p>　　if (i > j) </p><p><b>　　{</b></p><p><b>

44、　　tmp = i;</b></p><p><b>　　i = j;</b></p><p>　　j = tmp;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　if (k > i)</p><p><b>　　{</

45、b></p><p>　　if (k > j)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　tmp = j;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else</b&

46、gt;</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　tmp = k;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　else&l

47、t;/b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　tmp = i;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　return tmp;</p><p><b>　　}</b>

48、;</p><p>　　//ADCvalue:1路A/D轉(zhuǎn)換函數(shù)--------------------------------------------------*</p><p>　　//功能:獲取通道channel的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果 </p><p>　　//-------------

49、------------------------------------------------------------*</p><p>　　INT8U ADCvalue(INT8U channel)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　INT8U tmp;</p><p>　　//1. 選取通

50、道號(hào)ADch4-ADch0 = 00000-00111:AD0引腳 ~ AD7引腳</p><p>　　channel &= 0b00011111; //取通道號(hào)變量的低五位(實(shí)際通道號(hào))</p><p>　　tmp = ADSCR & 0b11100000; //取ADSCR的高三位(取上電復(fù)位默認(rèn)值000)</p><p>　　

51、ADSCR = tmp | channel; //合并上述8位</p><p>　　//2. 取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果</p><p>　　while ((ADSCR & (1<<COCOBit)) == 0);</p><p>　　return ADR;</p><p><b>　　}</b>&

52、lt;/p><p><b>　　//總頭文件</b></p><p>　　#include "Includes.h"</p><p><b>　　//主程序</b></p><p>　　void main(void)</p><p><b>　　{&

53、lt;/b></p><p>　　DisableMCUint(); //禁止總中斷</p><p>　　//1. 芯片初始化</p><p>　　MCUinit(); </p><p>　　//2. 模塊初始化</p><p>　　SCIinit(); //(1) 串行口初始化

54、</p><p>　　ADCinit(); //(2) A/D轉(zhuǎn)換初始化</p><p><b>　　while (1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　//在通道0做A/D轉(zhuǎn)換,200次中值濾波,串口發(fā)送均值濾波結(jié)果</p><p>

55、;　　SCIsend1(ADCave(0, 200));</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　注：為了使采樣數(shù)據(jù)更穩(wěn)定可靠，系統(tǒng)還采用了采樣平均值的方法以消除干擾。 </p><p>　　1.3.2 單片機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)處理模塊</p&

56、gt;<p>　　1.3.2.1 內(nèi)部數(shù)據(jù)處理</p><p>　　系統(tǒng)通過(guò)TLC2543轉(zhuǎn)換的數(shù)字量是與實(shí)際溫度成正比的數(shù)字量，但系統(tǒng)最后顯示的是實(shí)際溫度值，因此需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理再通過(guò)8255輸出到LED顯示。設(shè)所測(cè)溫度值為T，A／D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量為X，則有：</p><p>　　VOUT=0.01 V／℃×T℃</p><p>　　VO

57、UT為L(zhǎng)M35的輸出電壓，即運(yùn)放μA741的輸入電壓，μA741的輸出電壓用V1表示。因?yàn)棣藺741的放大倍數(shù)為5，則有：</p><p>　　V1=5×VOUT=0.05×T</p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置，溫度傳感器輸出電壓0～5 V對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量0～255，則有： 0.05T／5=X／255</p><p

58、>　　可以近似寫為： 0.05T／5=X／256</p><p>　　這樣除以256可通過(guò)把被除數(shù)右移8位來(lái)實(shí)現(xiàn)。由此可以得出X和T的關(guān)系：</p><p>　　T=100×X／256</p><p>　　1.3.2.2 串口子程序</p><p>　　//[SCI.h]串行通信頭文件---------------

59、----------- </p><p>　　#include "GP32C.h" //GP32 MCU映像寄存器名定義</p><p>　　#include "Type.h" //類型別名定義</p><p>　　#define ReSendStatusR SCS1

60、 //SCI狀態(tài)寄存器</p><p>　　#define ReTestBit 5 //接收緩沖區(qū)滿標(biāo)志位</p><p>　　#define SendTestBit 7 //發(fā)送緩沖區(qū)空標(biāo)志位</p><p>　　#define ReSendDataR SCDR //數(shù)據(jù)寄存器</p><p>

61、　　void SCIinit(void); //串行口初始化</p><p>　　void SCIsend1(INT8U o); //發(fā)送1字節(jié)</p><p>　　void SCIsendN(INT8U n, INT8U ch[]); //發(fā)送n字節(jié)</p><p>　　INT8U SCIre1(INT

62、8U *p); //接收1字節(jié)</p><p>　　INT8U SCIreN(INT8U n, INT8U ch[]); //接收n字節(jié)</p><p>　　_____________________________________________</p><p>　　串行通信驅(qū)動(dòng)文件包括SCI初始化、接收1字節(jié)、發(fā)送1字節(jié)、接收n

63、字節(jié)和發(fā)送n字節(jié)函數(shù)。讀者可以直接使用這些函數(shù)進(jìn)行MCU的串行通信編程。</p><p>　　//[SCI.c]串行通信----------------------------------------------------------*</p><p>　　//硬件連接:

64、 </p><p>　　// MCU的串口與PC方的串口相連 </p><p>　　//-------------------------------------------------------------------------*</p><p>　　#incl

65、ude "SCI.h"</p><p>　　//SCIinit:串行口初始化----------------------------------------*</p><p>　　//功能:對(duì)串行口進(jìn)行初始化,默認(rèn)為允許SCI,正常碼輸出,8位數(shù) *</p><p>　　據(jù),無(wú)校驗(yàn),

66、 *</p><p>　　//允許發(fā)送器,允許接收器.查詢方式收發(fā),波特率為9600(設(shè)fBUS *</p><p>　　= 2.4576MHz) *</p><p>　　//--------------------

67、----------------------------------------*</p><p>　　void SCIinit(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　//1.總線頻率fBUS = 2.4576MHz,定義波特率Bt = 9600</p><p>　　SCBR = 0b0

68、0000010;</p><p>　　//2.設(shè)置允許SCI,正常碼輸出,8位數(shù)據(jù),無(wú)校驗(yàn)</p><p>　　SCC1 = 0b01000000; </p><p>　　//3.設(shè)置允許發(fā)送,允許接收,查詢方式收發(fā)</p><p>　　SCC2 = 0b00001100;</p><p><b>　　}&l

69、t;/b></p><p>　　//SCIsend1:串行發(fā)送1個(gè)字節(jié)-----------------------------*</p><p>　　//功能:串行發(fā)送1個(gè)字節(jié) *</p><p>　　//---------------------------------------------

70、--------*</p><p>　　void SCIsend1(INT8U o)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　//判斷ReStatusR的第SendTestBit位是否為1,是1可以發(fā)送</p><p><b>　　while (1)</b></p>

71、<p>　　if ((ReSendStatusR & (1<<SendTestBit)) != 0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　ReSendDataR = o;</p><p><b>　　break;</b></p><p><

72、;b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　//SCIsendN:串行發(fā)送N個(gè)字節(jié)-----------------------------------*</p><p>　　//功能:發(fā)送數(shù)組中的N個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù) *</p&g

73、t;<p>　　//-----------------------------------------------------------*</p><p>　　void SCIsendN(INT8U n, INT8U ch[])</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　int i;</

74、b></p><p>　　for(i=0; i<n; i++)</p><p>　　SCIsend1(ch[i]);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　//SCIre1:串行收一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)------------------------------------------------

75、*</p><p>　　//功能:從串行口接收1個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù) </p><p>　　//-------------------------------------------------------------------------*</p><p>　　INT8U SCIre1(

76、INT8U *p)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　INT16U k;</b></p><p><b>　　INT8U i;</b></p><p>　　//ReStatusR第ReTestBit位為1表示可接收數(shù)據(jù)</p>

77、<p>　　for(k=0; k < 0xfbbb; k++)</p><p>　　if ((ReSendStatusR & (1<<ReTestBit)) != 0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　i = ReSendDataR;</p><p>　　

78、*p = 0x00;</p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　//接受失敗</b></p><p>　　if (k >= 0xfbbb)</p><p><b&g

79、t;　　{</b></p><p>　　i = 0xff;</p><p>　　*p = 0x01;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　return i;</b></p><p><b>　　}</b>&l

80、t;/p><p>　　//SCIreN:HC08串行接收N個(gè)字節(jié)-----------------------------------------*</p><p>　　//功能:接收N個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù),并存放在ch數(shù)組中 </p><p>　　//-----------------------------------

81、--------------------------------*</p><p>　　INT8U SCIreN(INT8U n, INT8U ch[])</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　int m;</b></p><p><b>　　INT8U fp

82、;</b></p><p><b>　　m = 0;</b></p><p>　　while (m < n)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　ch[m] = SCIre1(&fp);</p><p>　　if (fp ==

83、 1)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　return 1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　m++;</b></p><p><b>　　}&

84、lt;/b></p><p><b>　　return 0;</b></p><p><b>　　}[2]</b></p><p>　　1.3.3 溫度顯示模塊 </p><p>　　單片機(jī)處理好的溫度數(shù)據(jù)通過(guò)8255的3個(gè)端口輸出到3個(gè)LED上顯示，8255的A，B，C口的工作方式均設(shè)置為方

85、式0，輸出。編程時(shí)只需分別從40H，41H，42H單元取數(shù)據(jù)送A，B，C口輸出即可。</p><p><b>　　1.4 結(jié)語(yǔ)</b></p><p>　　該測(cè)溫系統(tǒng)經(jīng)過(guò)多次測(cè)試，工作穩(wěn)定可靠，體積小、集成度高、靈敏度高、響應(yīng)時(shí)間短、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。此外該系統(tǒng)成本低廉，器件均為常規(guī)元件，有很高的工程價(jià)值。如稍加改動(dòng)，該系統(tǒng)可以很方便地?cái)U(kuò)展為集溫度測(cè)量、控制為一體的

86、產(chǎn)品，具有一定工程應(yīng)用價(jià)值。如對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)一步擴(kuò)展，還可以實(shí)現(xiàn)利用USB協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)與PC機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，能夠把監(jiān)測(cè)到的溫度值保存到PC機(jī)中。</p><p>　　雖然時(shí)間倉(cāng)促，但此次設(shè)計(jì)能完成基本的測(cè)量溫度的功能。在此次設(shè)計(jì)過(guò)程中，學(xué)到了一些新的知識(shí)，在此基礎(chǔ)上，對(duì)MC908GP32單片機(jī)又有了進(jìn)一步的了解與認(rèn)識(shí)。但畢竟知識(shí)與時(shí)間有限，這次自己對(duì)設(shè)計(jì)還有未認(rèn)清與未能完善的地方，在老師的指導(dǎo)下現(xiàn)在基本上是完成了設(shè)計(jì)的要

87、求。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　【1】王宜懷,劉曉升.嵌入式技術(shù)基礎(chǔ)與實(shí)踐.北京：清華大學(xué)出版社,2007.</p><p>　　【2】譚浩強(qiáng).C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)（第二版）.北京：清華大學(xué)出版社,2006.</p><p>　　【3】趙晶.Protel99高級(jí)應(yīng)用 北京：人民郵電出版