正文1

课程设计说明书 第 II页

目 录

1 绪论 ........................................................................................................................................ 1 1.1 课题描述 ........................................................................................................................ 1 1.2 基本工作原理及框图 .................................................................................................... 1 2 相关芯片及硬件电路设计 .................................................................................................... 1 2.1 ATC51芯片 ................................................................................................................ 1 2.1.1 ATC51的功能特性 ............................................................................................. 2 2.1.2 ATC51的主要性能参数 .................................................................................... 2 2.2 温度采集电路 ................................................................................................................ 2 2.2.1 LM35的功能特性 .................................................................................................... 2 2.2.2 LM35的主要性能参数 ............................................................................................ 3 2.2.3 LM35各引脚介绍 .................................................................................................... 3 2.3 信号放大电路 ................................................................................................................ 3 2.4 A/D转换电路 ................................................................................................................. 4 2.4.1 A/D转换器的的分类 ............................................................................................. 4 2.4.2 逐次逼近式A/D转换器(SAR) .............................................................................. 6 2.4.3 ADC0809的特点 .................................................................................................... 5 2.4.4 ADC0809引脚功能 ................................................................................................ 5 2.4.5 ADC0809典型应用及系统硬件原理图 ................................................................ 6 3 系统软件设计 ........................................................................................................................ 7 3.1 中断程序主要流程 ........................................................................................................ 7 3.2 程序设计 ........................................................................................................................ 9 总 结 .................................................................................................................................... 13 致 谢 .................................................................................................................................... 14 参考文献 .................................................................................................................................. 18

课程设计说明书 第1页

1 绪论

1.1 课题描述

随着电子技术，特别是随大规模集成电路的产生而出现的微型计算机技术的飞速发展。。。。。

1.2 基本工作原理及框图

本课程设计的温度计测温系统由温度传感器电路、信号放大电路、A/D转换电路、单片机系统、温度显示系统构成。其基本工作原理。。。。。基本工作原理框图如图1所示。

温度 传感器 信号 放大电路 ADC0809 C51 A/D转换器 单片机系统 发光二极管显 示电路

图1基本工作原理框图

2 相关芯片及硬件电路设计

2.1 ATC51芯片

ATC51是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k bytes的反复擦写的Flash只读程序存储器和128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大ATC51单片机可为您提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。ATC51引脚图如图2所示。

课程设计说明书 第2页

图2 ATC51引脚图

2.1.1 ATC51的功能特性

ATC51提供以下标准功能。。。。。。。。 2.1.2 ATC51的主要性能参数

ATC51主要性能参数如下：  与MC－51产品指令系统完全兼容

 。。。。。。。 （凡是“。。。。。。。。”是省略掉的，格式同上） 2.2 温度采集电路

LM35是NS公司生产的集成电路温度传感器系列产品之一，从使用角度来说，与用开尔文标准的线性温度传感器相比更有优越之处，它无需外部校准或微调，在各类民用控制、工业控制以及航空航天技术方面得到了广泛使用。在很多工作场合，元器件工作温度指标达不到工业级或普军级温度要求，可以通过设计加温电路的办法得以解决。小型、低功耗、可靠性高、低成本的LM35温度传感器已经越来越受到设计者的关注。 2.2.1 LM35的功能特性

LM35是一种内部电路已校准的集成温度传感器，其输出电压与摄氏温度成正比，

课程设计说明书 第3页

线性度好，灵敏度高，精度适中．其输出灵敏度为10.0MV/℃，精度达0.5℃．其测量范围为-55——150℃。在静止温度中自热效应低(0.08℃)．工作电压较宽，可在4——20V的供电电压范围内正常工作，且耗电极省，工作电流一般小于60uA．输出阻抗低，在1MA负载时为0.1Ω。 2.2.2 LM35的主要性能参数

LM35的主要性能参数如下：  工作电压：直流4～30V；  工作电流：小于133μA  。。。。。。。 2.2.3 LM35各引脚介绍

。。。。。。。。

图3 LM35电路原理图

2.3 信号放大电路

由于温度传感器LM35输出的电压范围为0～0.99 V，虽然该电压范围在A/D转换器的输入允许电压范围内，但该电压信号较弱，如果不进行放大直接进行A/D转换则会导致转换成的数字量太小、精度低。系统中选用通用型放大器μA741对LM35输出的电压信号进行幅度放大，还可对其进行阻抗匹配、波形变换、噪声抑制等处理。系统采取同相输入，电压放大倍数为5倍。μA741原理图如图4所示。

课程设计说明书 第4页

图4 μA741原理图

2.4 A/D转换电路

。。。。。。。

2.4.1 A/D转换器的的分类

1、根据A/D转换器的原理可将A/D转换器分成两大类。

一大类是直接型A/D转换器，另一类是间接型A/D转换器。直接型A/D转换器的输入模拟电压被直接转换成数字代码，不经任何中间变量；在间接型A/D转换器中，首先把输入的模拟电压转换成某种中间变量（时间、频率、脉冲宽度等），然后再把这个中间变量转换为数字代码输出。

2、根据输出数字量方式，A/D转换器可分为并行输出转换器和串行输出转换器两种：

并行ADC的特点是占用较多的数据线，但转换速度快，在转换位数较少时，有较 。。。。。。。。。

2.4.2 逐次逼近式A/D转换器(SAR)

逐次逼近式A/D转换器SAR（Successive Approximation Register）是由结果寄存器、比较器和控制逻辑等部件组成。采用对分搜索逐位比较的方法逐步逼近，利用数字量试探地进行D/A转换、在比较判断，从而实现A/D转换。

N位逐次逼近型A/D转换器最多只需N次D/A转换、比较判断，就可以完成A/D转换。因此，逐次逼近型A/D转换器最多只需N次D/A转换，比较判断，就可以完成

课程设计说明书 第5页

A/D转换。因此，逐次逼近型A/D转换速度很快。 2.4.3 ADC0809的特点

 ADC0809是NS（National Semiconductor，美国国家半导体）公司生产的初次

逼近  。。。。。。。。。。 2.4.4 ADC0809引脚功能

ADC0809为DIP28封装，芯片引脚排列如图6所示。

图6 ADC0809引脚图

。。。。。。。。

ADC0809的地址输入端和模拟输入通道的对应关系如表1所示。

表1 ADC0809 地址端与模拟输入通道的对应关系

C B A 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 被选通的通道 IN0 IN1 IN2 IN3 IN4 IN5 IN6

课程设计说明书 第6页

1 1 1 IN7 2.4.5 ADC0809典型应用及系统硬件原理图

ADC0809典型应用如图7所示。

图7 ADC0809典型应用

。。。。。。。。

课程设计说明书 第7页

ADC0809与单片机的接口电路如图8所示。

图8 ADC0809与单片机的接口电路

3 系统软件设计

3.1 中断程序主要流程

图9是中断程序主流程图，当信号输入时，置内部RAM起始存储单元，其地址为(R)=20H，经内部RAM存储单元处理后，将数据采样计数设置初始值为(R2)=30，将此初始值送入A/D转换器的IN3通道，A/D转换器打开中断，并启动A/D转换，而后调用延时子程序，将刚才RAM内存放的数据输入到P1接口，保持显示2S，送入计数器进行判断，当计数器-1的值为0时，结束此流程，当其值不为0时，将数据送入IN3口，重新打开中断，依次循环，直至计数器-1=0时结束。

课程设计说明书 第8页

图9. 主程序流程

延时子程序流程以及中断服务程序流程如图10，图11所示。

开始 延时160 μs 返回 图10 延时子程序流程

课程设计说明书 第9页

开始 保持现场 A/D转换结果存入内部RAM R0内容加1 EX0位置0 恢复现场 返回 图11 中断服务程序流程

3.2 程序设计

读出温度子程序的主要功能是读出RAM中的9字节，在读出时需进行CRC校验，校验有错时不进行温度数据的改写。

温度转换命令子程序主要是发温度转换开始命令，当采用12位分辨率时转换时间约为750ms，在本程序设计中采用1s显示程序延时法等待转换的完成。

计算温度子程序将RAM中读取值进行BCD码的转换运算，并进行温度值正负的判定。

显示数据刷新子程序主要是对显示缓冲器中的显示数据进行刷新操作，当最高显示位为0时将符号显示位移入下一位。 程序如下：

ORG 00H MAIN:

MOV 30H,#00H MOV 31H,#00H

LCALL RESET ;复位

课程设计说明书 第10页

MOV A,#0CCH ;跳过ROM LCALL WRITE

MOV A,#44H ;启动转换 LCALL WRITE ;延时 MOV R7,#100 D1: MOV R4,#20 D2: MOV R5,#248 DJNZ R5,$ DJNZ R4,D2 DJNZ R7,D1

LCALL RESET ;复位

MOV A,#0CCH ;跳过ROM LCALL WRITE

MOV A,#0BEH ;启动转换 LCALL WRITE LCALL READ MOV A,3DH MOV 30H,A LCALL READ MOV A,3DH MOV 31H,A

;------------------------ MOV 36H,#00H MOV 37H,#00H MOV 38H,#00H MOV 39H,#00H ;------------------

ANL A,#00000111B MOV 36H,A MOV A,30H SWAP A

ANL A,#00001111B MOV 37H,A MOV A,36H SWAP A MOV 41H,A MOV A,37H ADD A,41H MOV 41H,A MOV B,#10 DIV AB MOV 46H,A MOV 47H,B MOV A,30H

课程设计说明书 第11页

ANL A,#00001111B MOV 39H,A JNB ACC.3,JIN MOV A,38H ADD A,#50H MOV 38H,A JIN: MOV A,39H JNB ACC.2,JIN1 MOV A,38H ADD A,#25H MOV 38H,A JIN1: MOV A,39H JNB ACC.1,JIN2 MOV A,38H ADD A,#12H MOV 38H,A JIN2: MOV A,39H JNB ACC.0,JIN3 MOV A,38H ADD A,#06H MOV 38H,A JIN3: MOV A,38H SWAP A

ANL A,#00001111B MOV 38H,A

SJMP $ ;数据处理 RESET: NOP

L0: CLR P1.4

MOV R2,#200 L1: NOP

DJNZ R2,L1 SETB p1.4 MOV R2,#30 L4: DJNZ R2,L4 CLR C

ORL C,p1.4 JC L3

MOV R6,#80 L5: ORL C,p1.4 JC L3 DJNZ R6,L5 SJMP L0

L3: MOV R2,#250 L2: DJNZ R2,L2

课程设计说明书 第12页

RET

WRITE: MOV R3,#8 WR1: SETB p1.4 MOV R4,#8 RRC A CLR p1.4 WR2: DJNZ R4,WR2 MOV p1.4,C WR3: READ: RE1: RE2: RE3: END

MOV R4,#20 DJNZ R4,WR3 DJNZ R3,WR1 SETB p1.4 RET

MOV R6,#8 CLR p1.4 MOV R4,#6 NOP

SETB p1.4 DJNZ R4,RE2 MOV C,p1.4 RRC A

MOV R5,#30 DJNZ R5,RE3 DJNZ R6,RE1 MOV 3DH,A SETB p1.4 RET

课程设计说明书 第13页

总 结

。。。。。。。。。

课程设计说明书 第14页

致 谢

。。。。。。。。。。

课程设计说明书 第15页

参考文献

。。。。。。。。。