单片机课程设计发电机定子绕组温度巡检仪.doc
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湖南理工学院课程设计报告书 题 目： 发电机定子绕组温度巡检仪 系 部： 机械工程学院 专 业： 机械电子工程 班 级： 姓 名： 学 号： 2011年 12月 20 日 目 录1、 引言 .........................................3 2、总体方案设计.......................32.1、功能介绍............................32.2、芯片选择..................................42.3、AD0809的主要性能指标....................43、硬件电路的设计.............................53.1 8051单片机最小系统.............................53.2 用8155扩展并行口用来带键盘、显示..............63.3 485通信接口设计................73.4 电源设计.......................73.5 报警电路.....................83.6 信号采集电路.................84、软件设计...................................84.1主程序框图..................................94.2 显示程序框图........................104.3数据处理程序框图..............................105、调试与测试结果分析........................106、设计心得..................................107、附录......................................1118 1引言随着科学技术水平的提高，我们的工业控制技术要求也越来越高，控制精度也越来越高。
还设置了报警系统，使得机器的使用寿命大大的增加安全系数也提高的了不少在这种背景下，我们设计了发电机定子绕组温度巡检仪，随时监控发电机的工作情况，给工厂带来了更多的便利本设计是以89C51单片机为核心，以电阻电桥代替温度传感器，以0809作为AD转换而设计成的实现了所需要的基本功能，并分析了相应软件的设计要点，包括软件设计流程、仿真与调试2、 系统总体方案的设计2.1功能：1、 依次巡回显示发电机定子绕组24槽内温度，显示格式如下： 1 : X X X °C可选方案：①用6个数码管：为两位显示槽编号，如1槽—24槽，用—将编号与温度隔开②用液晶显示，表格显示方式2、 定时巡回显示功能：每个点显示10秒，然后自动显示下一槽的温度3、 定点显示功能固定：显示某个参数，直至人工干预，转换成巡回显示为止4、 配用5个键复位前翻后翻定点自动2.2芯片的选择：CPU用89C51单片机，数模转换用AD0809，用8155扩展并行口，用蜂鸣器报警等等2.3系统结构系统总框图如下所示：显示报警按键485通信8155并口扩展CPU单片89c51通过ad0809模数转换信号采集2.4AD0809性能1．主要特性 1）8路输入通道，8位A/D转换器，即分辨率为8位。
2）具有转换起停控制端 3）转换时间为100μs(时钟为640kHz时)，130μs（时钟为500kHz时） 4）单个+5V电源供电 5）模拟输入电压范围0～+5V，不需零点和满刻度校准 6）工作温度范围为-40～+85摄氏度 7）低功耗，约15mW 2．内部结构 ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式A/D转换器，内部结构如图所示，它由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型A/D转换器、逐次逼近寄存器、逻辑控制和定时电路组成 3．外部特性（引脚功能）ADC0809芯片有28条引脚，采用双列直插式封装，如图所示下面说明各引脚功能 IN0～IN7：8路模拟量输入端 2-1～2-8：8位数字量输出端 ADDA、ADDB、ADDC：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路 ALE：地址锁存允许信号，输入，高电平有效 START： A/D转换启动脉冲输入端，输入一个正脉冲（至少100ns宽）使其启动（脉冲上升沿使0809复位，下降沿启动A/D转换） EOC： A/D转换结束信号，输出，当A/D转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。
OE：数据输出允许信号，输入，高电平有效当A/D转换结束时，此端输入一个高电平，才能打开输出三态门，输出数字量 CLK：时钟脉冲输入端要求时钟频率不高于640KHZ REF（+）、REF（-）：基准电压 Vcc：电源，单一+5V GND：地3、 硬件电路的设计3.1 8051单片机最小系统 单片机时钟信号通常用两种电路形式得到：内部振荡方式和外部振荡方式1、内部振荡方式：AT89C51单片机有一个用于构成内部振荡器的反相放大器，XTAL1和XTAL2分别是放大器的输入、输出端石英晶体和陶瓷谐振器都可以用来一起构成自激振荡器2、外部振荡方式：把外部已有的时钟信号引入单片机内这种方式适宜用来使单片机的时钟与外部信号保持同步从外部时钟源驱动器件，XTAL2可以不接，而从XTAL1接入复位时单片机的初始化操作，其主要功能是PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行时出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为使单片机正常工作，也需要按复位键以重新启动RST引脚是复位信号的输入端，复位信号是高电平有效，其有效时间持续24个振荡脉冲周期（即两个机器周期）以上。
复位操作有上电自动复位、按键电平复位、外部脉冲复位和自动复位四种方式单片机芯片封装图89C51芯片的封装有PLCC、PQFP以及DIP—40，本设计采用的是引脚双列直插式封装其封装形式如图 3.2 用8155扩展并行口用来带键盘、显示8155的结构和引脚8155有40个引脚，采用双列直插封装，其引脚图和组成框图如图所示 (1) 地址/数据线AD0～AD7（8条） (2) I/O口总线（22条）：PA0～PA7、PB0～PB7、 PC0～PC5 (3) 控制总线（8条）ALE —— 地址锁存（输入）IO / /M—— IO口/RAM选择， 0：选内RAM； 1：选内IO口/CE —— 片选线/RD、/WR —— 读、写控制TIMERIN —— 定时器输入（输入定时器所需时钟）TIMEROUT —— 定时器输出（输出所产生的方波脉冲）3.2 8155的RAM和I / O口地址编码3.3 485通信接口设计由于现在网咯越来越发达，我们的设计也要考虑到通信这方面的问题也就引入了rs485通信接口的设计特点：1. RS-485的电气特性：逻辑“1”以两线间的电压差为+(2~6)V表示；逻辑“0”以两线间的电压差为-(2~6)V表示。
接口信号电平比RS-232-C降低了，就不易损坏接口电路的芯片， 且该电平与TTL电平兼容，可方便与TTL 电路连接 2. RS-485的数据最高传输速率为10Mbps 3. RS-485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，抗共模干扰能力增强，即抗噪声干扰性好 4. RS-485最大的通信距离约为1219M，最大传输速率为10Mb/S，传输速率与传输距离成反比，在100Kb/S的传输速率下，才可以达到最大的通信距离，如果需传输更长的距离，需要加485中继器RS-485总线一般最大支持32个节点，如果使用特制的485芯片，可以达到128个或者256个节点，最大的可以支持到400个节点485芯片引脚图如下：3.4 电源设计并上电容得到5V直流电压小型电感模拟电压7805稳压变压器220V AC电源框图：3.5 报警电路本系统采用蜂鸣器报警其硬件电路如下所示：3.6 信号采集电路4、 软件设计4.1主程序框图报警按键查询显示数据处理 信号采集 初始化程序开始4.2 显示程序框图数据显示数据处理数据转换数据采集 4.3数据处理程序框图5、 调试与测试结果分析软件完成后，把伟福编译后的文件通过烧录器下载到AT89C51芯片，加上电源就可以进行调试。
各程序模块具有一定的独立性，因此可以先调试模块，在模块功能都能实现的前提下，再调试总程序，这样能快捷地检查判断硬件或软件上的问题6、 设计心得7、附录系统原理图： 1、信号采集电路硬件图 2、电源电路图 3、显示及控制电路硬件图程序：#include
