AT89C51温度传感器设计.doc

电子系统综合设计报告 姓名： 学号：专业：日期：2011-4-13南京理工大学紫金学院电光系摘要 本次课程设计目的是设计一个简易温度控制仪，可以在四联数码管上显示测得的温度主要分四部份电路：OP07放大电路，AD转换电路，单片机部分电路，数码管显示电路设计文氏电桥电路，得到温度与电压的关系，通过控制电阻值改变温度利用单片机将现在温度与预设温度进行比较，将比较结果在LED数码管上显示，同时实现现在温度与预设温度之间的切换关键词 放大电路 转换电路 控制电路 显示 电子系统综合设计报告字体 第 27 页 共 28 页目录 1 引言 41．1 系统设计 41.1.1 设计思路 41.1.2 总体方案设计 42 单元模块设计 52.1 各单元模块功能介绍及电路设计 52.1.1 温度传感器电路的设计 52.1.2 信号调理电路的设计 52.1.3 A/D采集电路的设计 52.1.4 单片机电路 62.1.5 键盘及显示电路的设计 62.1.6 输出控制电路的设计 62.2元器件的选择 62.3特殊器件的介绍 72.3.1 OP07A 72.3.2 ADC0809 72.3.3 ULN2003 92.3.4 四联数码管（共阴） 92.4各单元模块的联接 103.1开发工具及设计平台 113.1.1 Proteus特点 113.1.2 Keil特点 113.1.3 部分按键 124 系统测试 165 小结和体会 196 参考文献 201 引言电子系统设计要求注重可行性、性能、可靠性、成本、功耗、使用方便和易维护性等。

总体方案的设计与选择：由技术指标将系统功能分解为:若干子系统，形成若干单元功能模块单元电路的设计与选择：尽量采用熟悉的电路，注重开发利用新电路、新器件要求电路简单，工作可靠，经济实用1．1 系统设计1.1.1 设计思路本次实验基于P89L51RD2FN的温控仪设计采用Pt100温度传感器1.1.2 总体方案设计热敏电阻测温调理电路设定输入单片机LED显示控制输出双向可控硅继电器控制对象风扇信号调理电路A/D采集电路加热丝传感器设计要求1.采用Pt100温度传感器，测温范围 -20℃ --100℃；2.系统可设定温度值；3.设定温度值与测量温度值可实时显示；4.控温精度：±0.5℃2 单元模块设计 2.1 各单元模块功能介绍及电路设计2.1.1 温度传感器电路的设计实现温度T和电阻R的对应关系电桥中R1=R2=R3=200Ω=R,R4为温度传感器，温度变化，导致电桥的一个桥臂上的电阻也就是R4的阻值变化2.1.2 信号调理电路的设计实现将温度T 和电阻R的对应关系转化为温度T 和电压V的对应关系利用电桥的原理，R4的阻值变化使电桥两点的电位差改变，此两点作为运算放大器的两个输入2.1.3 A/D采集电路的设计实现启动、等待、采集数据。

信号调理电路的输出接0809的IN00809的ALE的START连接，单片机的P2.7和WR或非后接0809的START，P2.7和RD或非后接0809的OESTART脉冲来，A/D转换开始，以EOC作为转换完成的标志使用的是等待方式，所以EOC未连接2.1.4 单片机电路 最小系统2.1.5 键盘及显示电路的设计实现键盘数据输入和温度显示利用四联数码管显示三位的温度值和一个‘C’代表显示的是温度两个键盘按键调整预设温度的高低2.1.6 输出控制电路的设计I/O驱动、继电器、指示灯、负载测得的温度值高于预设温度，红灯亮，低于则绿灯亮：接两个发光二极管2.2元器件的选择1. P89L51RD2FN2. AD08093. OP07A4. MAX2325. 驱动器ULN20036. 四联数码管MT0546AR7. 继电器HRS2H-S-DC5V-N8. 发光二极管（红、绿色）9. 三极管 9012（PNP）、 9013（NPN）11. 面包板、连接线、插头座12. 周立功单片机实验箱13. 电阻200Ω×3用于电桥，10kΩ×2,20 kΩ×2用于减法器2.3特殊器件的介绍2.3.1 OP07A OP07引脚图OP07A的特点： 超低偏移： 150μV最大 。

低输入偏置电流： 1.8nA 低失调电压漂移： 0.5μV/℃ 超稳定，时间： 2μV/month最大 高电源电压范围： ±3V至±22V2.3.2 ADC08091．主要特性1）8路8位A／D 转换器，即分辨率8 位2）具有转换起停控制端3）转换时间为100μs4）单个＋5V 电源供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15mW2．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13．22 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D／A 转换器、逐次逼近，寄存器、三态输出锁存器等其它一些电路组成因此，ADC0809可处理8路模拟量输入，且有三态输出能力，既可与各种微处理器相连，也可单独工作输入输出与TTL 兼容IN0~IN7：8 路模拟电压输入端，用与输入被转换的模拟电压D0~D7：A/D 转换后的数据输出端，与单片机的P0 口相接A、B、C：模拟通道地址选择端，A 为低位，C 为高位3.A/D转换完成数据的输送A/D 转换后得到的是数字量的模拟量，这些数据应传诵给单片机进行处理。

数据串的关键是如何确定A/D 转换完成因为只有确定数据转换完成后，才进行传送为此可采用以下三种方式：定时传送方式对于一种A时子程序A/D 转换启动后，就调动这个子程序，延迟时间一到，转换肯定已经完成了接着，就可以进行数据传送A/D 转换来说，转换时间作为一项技术指标是已知的和固定的查询方式A/D 转换芯片表明有转换完成的状态信号，例如ADC0809 的E 端，因此可以通过查询方式用软件测试EOC的状态，即可知道转换是否完成，若完成，则接着进行数据传送中断方式中断方式ADC0809与8031的中断方式接口电路只需将0809的EOC端经过一非门连接到8031的INTl 端即可采用中断方式可大大节省CPU的时间，当转换结束时，EOC发出一个脉冲向单片机提出中断请求，单片机响应中断请求，由外部中断1 的中断服务程序读A／D 结果，并启动0809的下一次转换，外部中断1 采用边沿触发方式2.3.3 ULN2003ULN200A电路具有以下特点： 1电流增益高（大于1000）;2带负载能力强（输出电流大于500mA）;3温度范围宽（-40～85℃）;4工作电压高（大于50V）2.3.4 四联数码管（共阴） 四联数码管引脚图2.4各单元模块的联接2.4.1 模块连接键盘输入单片机四联数码管高于设定低于设定红灯亮绿灯亮集成运放OP07A/D0809共6个模块。

模块1：信号调理电路：电桥+减法器模块2：A/D转换器ADC0809模块3：单片机89C51或P89L51RD2FN P0: AD数据采集；P1：数码管段选信号（a,b,c,d,e,f,g）；P2.7： A/D的OE； P3.4 ～ P3.5 ：指示灯1，指示灯2 ； P2.0～ P2.3 ：数码管位选信号（1,2,3,4）；INT0: 键+；INT1: 键-模块4：键盘输入：连接单片机的两个外部中断模块5：共阴四联数码管：位选P2.0～ P2.3，段选P1模块6：控制输出：接两个指示灯3 软件设计3.1开发工具及设计平台3.1.1 Proteus特点1.Proteus软件提供数千种元器件和多达30多个元件库2.在Proteus软件中，理论上同一种仪器可以在一个电路中随意的调用 3.除了现实存在的仪器外，Proteus还可以以图形的方式实时地显示线路上变化的信号4.虚拟仪器仪表具有理想的参数指标，可减少仪器对测量结果的影响5.Proteus提供了比较丰富的测试信号用于电路的测试这些测试信号包括模拟信号和数字信号3.1.2 Keil特点1.全功能的源代码编辑器；2.器件库用来配置开发工具设置；3.项目管理器用来创建和维护用户的项目；4.集成的MAKE工具可以汇编、编译和连接用户嵌入式应用；5.所有开发工具的设置都是对话框形式的；6.真正的源代码级的对CPU和外围器件的调试器；7.高级GDI（AGDI）接口用来在目标硬件上进行软件调试以及和Monitor-51进行通信。

3.1.3 部分按键设定温度与实际温度间的切换 数据的显示 3.1.4 C代码编写#include#include"absacc.h"bit flag;//采样标志unsigned char countor;//定时器定时的循环标志unsigned char g,s,b,i;unsigned char Q=3,p=0;//设置预设温度unsigned char m,n;sbit P34=P3^4;sbit P35=P3^5;sbit P30=P3^0;//为蜂鸣器提供一定频率的方波void DisplaySecond(unsigned char s,b);//数码管显示函数的声明void delay(void);//延时函数的声明float a,result=0,result1=0,T;/*数码管动态显示*/unsigned char Tab[]={ 0x3F, //"0" 0x06, //"1" 0x5B, //"2" 0x4F, //"3" 0x66, //"4" 0x6D, //"5" 0x7D, //"6" 0x07, //"7" 0x7F, //"8" 0x6F, //"9" 0x39, //"C" }; /*定时器T0定时*/void t0_ser() interrupt 1 using 1{ 。