单片微型计算机原理、应用及接**术。
课程设计。设计课题： 单片机温度采集系统
学院名称： 电气工程学院
专业班级： 数控1002班。
学生姓名： 谢阳阳
学号： 201038540236
指导教师： 王黎臧海河
设计地点： 河南工业大学
目录。一功能要求。
1.1、设计背景。
1.2题目要求。
二方案论证。
2.1、cpu的选择。
2.2、a/d转换器的选择。
2.3、显示电路的选择。
2.4、系统设计方框图。
三硬件电路设计。
3.1、时钟电路的设计。
3.2、复位电路的设计。
3.3、动态显示电路设计。
3.4、a/d转换电路设计。
3.5、分频电路设计。
3.6、系统原理图。
3.7、元件清单。
四软件设计。
4.1、软件主程序流程图。
4.2、系统程序。
五、设计心得。
一功能要求。
1.1、设计背景。
温度是工业控制中中主要的被测参数，随着电子技术和微型计算机的迅速发展，微机的测量和控制技术在工业发展中起到了举足轻重的作用。单片机具有处理能力强、运行速度快、功耗低等优点。应用在温度测量方面简单方便、测量范围广、精度高，从而提高了生产效率。
因此本设计就是以单片机为核心设计温度采集系统，将采集的信号通过转换以数字方式显示。
1.2、题目要求。
请自行设计一个温度采集系统，要求按1路/s的速度顺序检测8路温度点，测温范围为+20℃--100℃，测量精度为1%。要求用5位数码管显示温度，最高位显示通道号，次高位显示"-"低三位显示温度值。
二方案论证。
在日常生活及工农业生产中，经常要用到温度的检测及控制，传统的测温元件有热电偶和热电阻。本设计以单片机为核心，通过热电阻进行温度检测经a/d转换之后，通过显示电路显示测量的温度值，总体元器件的选择主要是cpu、模数转换器和显示电路。
2.1、cpu的选择。
本次设计以cpu选用at89c5l作为控制芯片．
at89c51的结构简单并可以在编程器上实现闪烁式的电擦写达几万次以上．使用方便等优点。at89c51是一种带4k字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能cmos8位微处理器，俗称单片机。由于将多功能8位cpu和闪烁存储器组合在单个芯片中，atmel的at89c51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
at89c51的引脚结构图所图示， 其管脚说明如下：
vcc：供电电压。
gnd：接地。
p0口：p0口为一个8位漏级开路双向i/o口，每脚可吸收8ttl门电流。当p1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。
p0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。
p1口：p1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向i/o口，p1口缓冲器能接收输出4ttl门电流。p1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，p1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。
在flash编程和校验时，p1口作为低八位地址接收。
p2口：p2口为一个内部上拉电阻的8位双向i/o口，p2口缓冲器可接收，输出4个ttl门电流，当p2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，p2口的管脚被外部拉低，将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。p2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，p2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，p2口输出其特殊功能寄存器的内容。
p2口在flash编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
p3口：p3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向i/o口，可接收输出4个ttl门电流。当p3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。
作为输入，由于外部下拉为低电平，p3口将输出电流（ill）这是由于上拉的缘故。
p3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
rst：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持rst脚两个机器周期的高电平时间。
ale/prog：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在flash编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。
在平时，ale端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：
每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ale脉冲。如想禁止ale的输出可在sfr8eh地址上置0。此时， ale只有在执行movx，movc指令是ale才起作用。
另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ale禁止，置位无效。
/psen：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/psen有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/psen信号将不出现。
ea/vpp：当/ea保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000h-ffffh），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/ea将内部锁定为reset；当/ea端保持高电平时，此间内部程序存储器。
在flash编程期间，此引脚也用于施加12v编程电源（vpp）。
xtal1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
xtal2：来自反向振荡器的输出。
2.2、a/d转换器的选择。
目前应用较多的a/d转换器是adc0809，adc0809是一种八路模拟输入八路数字输出的转换器件，主要特性如下：
分辨率：8位。
转换时间：次/64个时钟周期。
电源：+5v
模拟输入电压范围：单极性0-5v，具有可控三态输出锁存器。
以上数据满足设计要求，所以选用adc0809
2.3、显示电路的选择。
在单片机应用中常用的显示器是led，因为led显示器具有功耗低、配置灵活、线路简单、安装方便、寿命长且**低廉等优点。本设计用8155芯片控制七段显示器动态显示数据。
2.4、系统设计方框图。
三硬件电路设计。
3.1、时钟电路的设计。
晶振的频率决定了微控制器的时钟频率，8051晶振的频率范围，0 hz ~33 mhz。电容器c1、c2起稳定振荡频率、快速起振的作用。电容值一般为 20～40 pf 。
微控制器内部有一个高增益运算放大器和一个反馈电阻器，当外接晶振后，就构成了自激振荡器并产生振荡时钟脉冲。
下图是晶振电路的原理图：
3.2、复位电路的设计。
本设计采用上电复位形式，上电瞬间rst获得高电平，随着电容放电，高电平逐渐消失，但是高电平保持的时间能保证单片机实现复位操作。单片机运行过程中按下s1，也可实现复位操作。
下图为复位电路的原理图：
3.3、动态显示电路设计。
显示电路采用动态显示原理，由8155芯片实现i/o扩展，8155输入口接单片机的p0口。采用共阴极七段显示器，最高位显示通道号，依次是“-”温度值的百位、十位、个位，显示器的段码值由8155的pa口输出，pb口输出位选信号，只有选中的显示器才会显示数值。
下图是显示电路的原理图：
3.4、a/d转换电路设计。
adc0809和单片机的连接主要原理是单片机的三总线结构控制控制adc0809的启动、复位和锁存地址等操作。p0口接0809的输出端，p2.0-p2.
2、p2.4用于锁存通道地址，p2.3检测转换结束信号，p2.
5提供输出允许信号，p2.6启动转换。温度采集采用78l05热电阻将温度信号转化为电压信号，但是78l05的输出电压较低，会导致精度降低，经放大器放大之后接0809的一个通道入口。
下图是a/d转换电路的原理图：
3.5、分频电路设计。
adc0809需要提供时钟信号，单片机在工作时ale引脚输出2mhz时钟信号，需要分频后供0809做时钟信号使用。
下图是adc0809芯片的分频电路：
3.6、系统原理图。
3.7、元件清单。
四软件设计。
4.1、软件主程序流程图。
4.2、系统程序。
org 0000h
ljmp main
org 0030h
main:mov r3,#08h
lp1: mov r1,#00h
mov a,r1
mov 40h,a
mov 41h,#10h
inc r1
mov p2,a选择通道0
setb p2.4 ;锁存地址。
setb p2.6 ;启动发送器发送。
lp2: jnb p2.3,lp2 ;等待转换结束。
setb p2.5 ;允许数据输出。
mov a,p0
mov b,#100 ;转换数据。
div ab
mov 42h,a
mov a,b
mov b,#
div ab
mov 43h,a
mov 44h,b
显示程序。setb rs0
mov r0，#0200h ;指向8155控制口。
mov a,#4fha口，b口输出。
movx @r0,a
dir: mov r0,#40h ;指向存储数据区。
mov r5,#05h ;五个数码管。
mov r6,#10h
mov r7,#ffh
mov dptr,#tab
dir1: mov a,#00h
mov r1,#0202h ;指向pb口。
mov a,@r0取要显示的数。
movc a,@a+dptr
mov r1,#0201 ;指向pa口。
mov r1,#0202h
movx @r1,a
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