多路温度采集和显示系统设计方案与实现.doc

目录第一章多路温度采集显示系统的设计要求与设计方案 31.1系统设计任务与要求 131.2系统总体方案的设计 3第二章主控模块的设计 62.1 8051单片机的特点及引脚 62.2 8051芯片的引脚 62.3 8051单片机的扩展及系统电路 8第三章信号输入通道与信号采样模块的设计 113.1 A/D芯片的选用及说明 113.2信号采样模块的电路设计 15第四章显示系统、报警系统及键盘控制 204.1显示系统的设计 204.2报警系统的设计 234.3键盘控制的设计 25第五章系统的电源设计 265.1电源系统的组成 265.2电源设计原理 265.3电路 27第六章系统软件设计 286.1 主控模块的程序设计 286.2 LED显示程序设计 326.3报警系统的程序设计 33结论 36致谢 37参考文献 39附录1:程序清单 39摘要基于51单片机的车用数字温度仪表设计与实现 众所周知，车辆仪表作为驾驶员 与汽车进行信息交流的重要接口和平台，是车辆安全行驶的重要保证随着电子技术 的广泛应用，传统汽车仪表逐渐被微处理器为核心的电子控制数字仪表取代已成为必 然趋势。

然而，目前国内车辆仪表数字化水平还不高，绝大部分仪表还是模拟式的， 而大多数模拟仪表表头的体积较大、数量多，使得显示系统拥挤不堪，影响美观；另 外一些模拟仪表故障率高，增加了用户的经济负担，减小了车辆行使的安全系数为克服这些缺点，文中提出用 51单片机、模/数转换器件ADC0809及霍尔开关及 数字式温度传感器 DS18B20等对其进行技术改进，设计并实现了新型全数字仪表系 统，该仪表系统有显示直观准确、灵敏度高、使用寿命长、灵巧美观、成本低等优点 本文设计是以MCS-51单片机系统为基础的，通过热电阻变送器对热电阻随温度的变化 而得到的模拟信号进行采集，连接多路模拟开关实现多路模拟信号的采集， 并通过A/D转换器对模拟信号进行数模转换，把转换得到的数字信号按照顺序分别送入单片机或 把指定的那路信号送入单片机，通过单片机进行控制操作，通过对单片机的数据存储 器的扩展和程序存储器的扩展来提高片内存储器•数据存储器的容量，以便于在单片机 的应用中满足单片机在定时器、中断、串行口等方面的要求；本设计是通过 LED来实现单片机的现实系统的，通过单片机对多路模拟开关的控制进行多选一，把其中一路 的信号经过A/D转换器的转换，在通过单片机把采集到的信号送到 LED电路当中进行显示，此设计中LED显示使用的串行接口来显示的，它是通过人的视觉斩留特性，只 观赏感觉是连续点亮的；本文通过单片机报警系统来实现热电阻传感器随测量的温度 范围200~700摄氏度，若超出这个温度范围则报警。

以单片机为核心完成温度巡测、 数据处理•显示及上下限报警功能关键字：A/D转换器，DBV热电阻变送器，单片机，LED报警器ABSTRACTIt is based on MCS-51 one-chip computer system for this text not to design, is it gather to go on through thermal resistance changer to analog signal that thermal resistance receive with change of temperature, join many way analog switch realize many way collection of an alog sig nal , is it count through A/D conv erter to an alog sig nal mould cha nge to go on. Send digital signal received to change according to order into one-chip computer or designated those dista nce sig nal send into the on e-chip computer separately, carry on con trol operati on through on e-chip computer , is it improve scenes of memory storing device to come through data expansion and expansion , procedure of memory of memory in on e-chip computer. Capacity of the data memory ,So that the dema nd in meeting the one-chip computer in the timer , cuts off , the serial mouth in the application of the on e-chip computer etc.; Is it is it realize realistic system of on e-chip computer to come through LED , is it select for one more through one-chip computer control on analog switch of many ways to go on to design origi nally, un dergo conversion , A/D of con verter among them one No. of sig nals , send through on e-chip computer sig nal got to gather LED show among the circuit, desig n this LED serial in terface used to show is it show to come, it to cut characteristic of staying through vision of people, only view and admire and feel and light in succession ; This text realizes 200~700 degrees Centigrade of temperature ranges that the thermal resista nce sen sor measure at the same time through the warni ng system of the on e-chip computer, if bey ond the scope of this temperature to report to the police. Regard on e-chip computer as the core and finish temperature and patrol exam ining , data process ing . Show and the warning function of upper and lower limits.KEY WORDS: A/D con verter, DBW thermal resista nce cha nger , an on e-chip computer, LED, an alarm单片机以其体积小、功能齐全、价格低廉、可靠性高等待点，在各个领域获得了 广泛的应用，特别在工业控制、智能化仪器仪表、产品自动化、分布式控制系统中部 已取得了可喜的成果。

单片机已经成为衡量工业发展水平的标志之一，是产品更新换 代、发展新技术、改造老产品的主要手段目前，在众多的单片机产品中， MCS — 51系列、PIC系列及MCS—96系列单片机是我国单片机应用的主流机种大家知道，在单片机系统设计中，程序设计是非常重要的一环，它的质量直接影 响到整个系统的性能用汇编语言进行程序设计的过程和用高级语言设计程序有相似 之处，其设计过程大致可以分为以下几个步骤：1明确课题对程序功能、运算精度、执行速度等方面的要求及硬件条件2•把复杂问题分解为若干个模块，确定各模块的处理方法，画出程序流程图如果各模块仍较为复杂，还应分别画出分模块流程图和总的流程图3 •正确分配存储器资源，如各程序段的存放地址、数据区地址、工作单元分配 等4•根据流程图精心组合合适的指令和编制源程序数据采集是单片机的一个重要应用，同时它也是单片机和传感器的重要接口在 实际应用中，单片机的数据采集信号类型有以下几种：一种是模拟的电压信号和电流 信号，另一种就是数字信号，例如PWM信号和串行通信信号一般的单片机就是通过 A/D转换实现对外部电压信号的采集，利用电流/电压转换芯片和A/D转换实现对电流 信号的检测，通过脉冲计数和串行通信处理数字信号。

温度是工业生产过程中最普遍.最重要的操作参数之一温度检测和温度控制都直 接与安全生产、产品质量.、生产效率、节约能源等重大技术经济指标相联系单片机以其体积小、性能价格比高、指令丰富、提供多种外围接口部件、控制灵 活等优点，广泛应用于各种家电产品自动化仪表、工业控制系统和过程控制系统中， 在温度控制领域和温度检测的应用也十分广泛温度采集即温度检测通过温度检测元件随温度的变化而进行数据采集的，按检测 元件份温度传感器：1、热电阻温度传感器；2热电偶传感器；3、热敏电阻传感器 本文采用的是热电阻传感器单片机的显示系统和单片机的输入部分是单片机的外围电路，同时它是人机交流 的重要的接口在实际应用中，单片机系统都会有输入和显示部分其中输入主要是 按键、键盘等提供给使用者进行状态和参数输入的器件该器件将通过按键或者键盘 将操作状态和参数变成单片机能够识别的电信号输入到单片机；另一方面，单片机通 过输出设备，例如数码管、液晶和微型打印机等本文是基于单片机的多路温度采集和显示系统，即单片机控制的温度采集及其显 示，温度传感器采用电阻元件热电阻随温度的变化而采集到的信号，用 LED显示其结果：有铂热电阻温度计 PtIOO感受的温度，经测温电桥变成电信号，再经放大器放大 及非线性补偿器，把非线形电信号转变成线性电信号，它和多路选择电信号，同时进 入选择开关，再经过A/D转换器可分别在数码显示器显示测量温度或设定温度值。

第一章多路温度采集显示系统的设计要求与设计方案1.1系统设计任务与要求本设计要求利用单片机对8路热电阻温度信号进行采集和显示熟悉单片机在温 度巡回检测仪表中的应用掌握单片机系统的设计方法本设计要求采用逐渐逼近式 A/D转换器来进行对信号的采集转换，并通过 LED来 实现温度采集的显示，设计是通过 8个热电阻来进行温度采集的，要求温度范围在200~700摄氏度要求能够实现巡回显示和指定显示， 通过完成本次设计来加深对单片 机系统的掌握和了解1. 21.2系统总体方案的设计单片机应用系统的一般过程如图1-1所示开始r明确任务"划分功能模块r确定输入输出选单片机型号划分软硬件功能硬件设计 软件设计*仿真调试安装统调~~I~~交付使用产品化图1-1单片机应用系统设计的一般过程1. 确定总体设计方案根据应用系统的目标、任务，确定总体方案1） 明确应用系统的目标、任务系统外围设备：单片机的 ROM、RAM的扩。