基于热敏电阻的数字温度计报告.docx
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2、年其次学期工程名称:基于热敏电阻的数字温度计设计专业班级小组成员指导教师:吴开兴 马永强设计周数:马小进 刘会军4 月 8 号6 月 15 号设计成绩:2023 年 6 月 15 日工程分工表:名目1 概述22 总体设计方案22。1 设计目的。22.2 设计任务。23 系统的硬件设计及实现33.1 系统各模块介绍33.2 电路系统设计114 系统软件设计。115 设计总结。186 参考文献。.。191、概述随着以学问经济为特征的信息化时代的到来人们对仪器仪表的生疏更加深入,温度作为一个重要的物理量,是工业生产过程中最普遍,最重要的工艺参数之一。随着工业的不断进展, 对温度的测量的要求也越来越高
3、,而且测量的范围也越来越广,对温度的检测技术的要求也越来越高,因此,温度测量及其测量技术的争论也是一个很重要的课题。目前温度计种类繁多,应用范围也比较广泛,大致可以包括以下几种方法: 1)利用物体热胀冷缩原理制成的温度计2) 利用热电效应技术制成的温度检测元件3) 利用热阻效应技术制成的温度计4) 利用热辐射原理制成的高温计5)利用声学原理进展温度测量本系统的温度测量承受的就是热阻效应 .温度测量模块主要为温度测量电桥 ,当温度发生变化时,电桥失去平衡,从而在电桥输出端有电压输出,但该电压很小。将输出的微弱电压信号通过 OP07 放大,将放大后的信号输入AD 转换芯片, 进展 A/D 转换后,
4、就可以用单片机进展数据的处理,在显示电路上,就可以将被测温度显示出来。2 总体设计方案2。1 设计目的通过本次 CDIO 利用 51 单片机及热敏电阻设计一个温度采集系统,通过学过的单片机和数字电路及面对对象编程等课程的学问设计。要求的功能是能通过串口将采集的数据在显示窗口显示,采集的温度达肯定的精度。2。2 设计任务1、依据技术要求和现有开发环境,分析设计题目2、设计系统实现方案3、设计并绘制电路原理图4、画出功能模块的程序流程图5、使用汇编语言(或 C 语言编写实现程序6、结合硬件调试、修改并完善程序;3 系统的硬件设计及实现3.1 系统各模块介绍3.1.1 AT89C52 芯片介绍1主要
5、性能 :与 MCS51 单片机产品兼容、 8K 字节的在系统可编程 Flash 存储器、一千次的擦写周期、全静态操作: 0Hz24MHz 、三级加密程序存储器、三十二个可编程 I/O 口线、三个16 位定时器/计数器以及八个中断源、全双工 UART 串行通道、低功耗空闲和掉电模式、掉电后中断可唤醒、看门狗定时器、双数据指针、掉电标识符.2)功能特性:AT89C52 是一种低功率消耗、性能较高 CMOS8 位微掌握器 ,具备 8K 在系统可编程 Flash 存储器。使用 Atmel 公司高密度非易失性存储器高技术制作,可以与工业80C51 产品指令和引脚全部兼容片上。 Flash 能够允许程序存
6、储器在系统可编程执行,亦适合于常规编程器。在单芯片上,拥有灵活的 8 位 CPU 和在系统可编程 Flash, 使得 AT89C52 为众多嵌入式掌握应用系统供给高敏捷、超有效的解决方案。AT89C52 具有以下标准功能 :8k 字节Flash,256 字节 RAM,32 位 I/O 口线,看门狗定时器, 2 个数据指针,三个 16 位定时器/ 计数器,一个 6 向量 2 级中断构造,全双工串行口,片内晶振准时钟电路。此外, AT89C52可降低到 0Hz 静态规律操作,支持 2 种软件可选择节电模式 .空闲模式时, CPU 不再工作, 却允许 RAM、定时器/计数器、串口、中断连续工作 .掉
7、电保护方式下, RAM 内容被保存下来,振荡器被冻结,单片机全部工作都停顿,直到下一个中断开头或者有硬件复位为止 .图 1-1 AT89C52 管脚分布3)管脚说明: VCC:供电电压, GND:接地。P0 口:P0 口作为一个 8 位漏级开路双向的 I/O 口,每脚可以吸纳8TTL 门电流.当 P1 口的管脚第一次写 1 时,被视为输入高阻。P0 可以用于外部程序或者数据存储器,它可以被定义为数据或者地址的第八位。在FIASH 编程时,P0 口被视为为原码输入口,当 FIASH 开头校验时,P0 输出原码,此时 P0 外部肯定被拉高。P1 口:P1 口是内部供给的 8 位上拉电阻的双向 I/
8、O 口,P1 口缓冲器能收到输出 4TTL 门电流。P1 口管脚写入 1 后,可作为输入,其管脚被内部上拉为高电平, P1 口被外部下拉为低电平的时候,将输出电流,这是由于内部上拉的缘由。在 FLASH 编程和校验时,P1 口被认为是第八位地址接收.P2 口:P2 口是一个 8 位内部上拉电阻的双向 I/O 口,P1 口缓冲器可收到或者输出 4 个 TTL 门电流,当 P2 口被写“1“时,其管脚被内部上拉为高电平,且作为输入。作为输入,P2 口的管脚将被外部拉低的时侯,将输出电流。这是由于内部上拉的缘由。P2 口在用于外部程序存储器或者是 16 位地址外部数据存储器进展操作时,P2 口输出地
9、址作为高八位。在给出地址“1”时,它有内部上拉的优点,当对外部八位地址数据存储器进展读写操作时, P2 口输出它的特别功能存放器上的内容。P2 口在 FLASH 编程和校验的时候,接收信号作为高八位地址信号和掌握信号.P3 口:P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向I/O 口,P3 口缓冲器可接收输出 4 个TTL 门电流.当 P3 口写入“1“后,被内部上拉为高电平,并且作用于输入。作为输入,由于外部下拉为低电平,P3 口将输出电流ILL),这是由于上拉的缘由。P3 口也可作为 AT89C51 的一些特别功能口. P3 口管脚备选功能:P3。0 RXD串行输入口 P3。1 TXD(串行输
10、出口 P3。2 /INT0(外部中断 0 P3。3 /INT1外部中断 1P3.4 T0记时器 0 外部输入) P3.5 T1(记时器 1 外部输入P3.6 /WR外部数据存储器写选通 P3。7 /RD外部数据存储器读选通P3 口同时为闪耀编程和编程校验接收一些掌握信号。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寻常间。ALE/PROG:当访问外部存储空间时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的低位字节。在FLASH 编程期之中,此引脚作用于输入编程脉冲。在寻常,ALE 端以肯定的频率周期输出正脉冲函数,此频率为振荡器频率的六分之一。因此它可用于对外部输出的脉冲
11、或用于定时作用的目的。然而值得留意的是:每当用作外部数据存储的时候,它将跳过一个 ALE 脉冲。如想制止 ALE 的输出可在 SFR8EH 地址上复位。此时, ALE 只是在执行 MOVX,MOVC 指令是 ALE 时才能够起作用。此外,该引脚被略微拉高.假设是微处理器在外部执行状态 ALE 为制止,那么置位无效。PSEN:外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储空间取指期间,每个机器周期是两次PSEN 才有效。但在访问外部数据存储器时,这两次有效的 PSEN 信号都将不能够实现.EA/VPP:当EA 保持低电寻常,不管是否有内部的程序存储空间,那么在此期间外部程序存储空间0000HFFFF
12、H)。留意当加密方式是 1 时,EA 将内部定为 RESET;当EA 端保持高电寻常,此间内部程序存储空间。在FLASH 编程期间,此引脚也可以用作施加 12V 编程电源。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.4复位电路:MCS-52 单片机复位电路是指单片机的初始化操作。单片机启运开头工作时,都需要先经过复位,其作用是使 CPU 和系统中其他配置器件处于一个确定的初始状态,并从这个状态开头执行命令。因而,复位是一个格外重要的操作方式。但单片机自己是不能自动执行复位的,必需协作恰当的外部电路才可以实现.复位功能:复位电路的根本功能:系统上电
13、时供给复位功能,始终到系统电源稳定后,去除复位信号。为保险起见,电源稳定后必需经肯定的延时才可以撤销复位的信号,以防电源开关或电源插头分合过程中导致的抖动而对复位功能产生影响。单片机的复位是由外部的复位电路来掌握的。片内复位电路是通过复位引脚 RST 复位电路与一个斯密特触发器相连,斯密特触发器用来到达抑制噪声的目的,在每个机器周期它的输出由复位电路采样一次。复位电路通常运用上电自动复位以及按钮复位两种方式。单片机复位后的状态:单片机的复位操作使单片机到达初始化的状态,其中包括使得程序计数器 PC0000H,这说明程序从 0000H 地址开头运行。单片机工作后,片内 RAM 为任意值,运行中的
14、复位操作不会更改片内 RAM 区中的数据,21 个特别功能存放器在复位之后的数据为确定值,见表 1.值得留意的是,记住在复位后的一些特别功能存放器的主要状态,对于理解单片机的初态,削减相关的应用程序中的初始化是格外必要的。说明:表中符号为随机状态;特别功能存放器表 1-1初始状态存放器复位后状态表特别功能存放器初始状态A00HTMOD00HB00HTCON00HPSW00HTH000HSP07HTL000HDPL00HTH100HDPH00HTL100HP0-P3FFHSBUF不定IP*00000BSCON00HIE0*00000BPCON0*BPSW00H,表示选存放器 0 组为工作存放器组
15、; SP07H,说明堆栈指针指向的是片内 RAM07H 字节存储空间,依据堆栈操作的先加后压原则,第一个被压入的数据写入到 08H 单元中;Po-P3FFH,则代表向各端口线都已经写入 1,此时,各端口的作用既可用于输入又可用于输出 。IP00000B,则说明各个中断源是等级低的优先级; IE000000B,则表明各个中断均已经被关闭;系统复位是任何微机系统执行的初始化步骤,使掌握芯片整体回到默认的硬件状态下。由 RESET 引脚来掌握的 52 单片机复位,此引脚与高电平相连超过 24 个振荡周期后,52 单片机便可以进入芯片内部复位状态,并且可以在此状态下始终等待,始终至RESET 引脚转为
16、低电平以后,才校验EA 引脚是高电平还是低电平,假设为高电平则运行芯片内部程序的代码,假设为低电平则会执行外部程序的代码.在系统复位后 52 单片机将一些其内部的重要存放器设置为特定的数值,至于内部 RAM 的数据则保持不变.(5晶振电路:晶振是晶体振荡器的简称 ,在电路方面它可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端口网络,电学上这个电路有两个谐振点,以频率的凹凸分把其中较高的频率称为并联谐振,较低的频率称为串联谐振.AT89C52 单片机内部有一个高增益反相放大器,用于构成振荡器。引脚 XTAL2 和 XTAL1 分别是此放大器的输出端和输入端。作为反响器件的片外晶体谐振器与该放
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