温度计微机原理与接口技术课程设计报告书.docx

电气工程学院
微机原理与接口技术课程设计
设计题目：温度计课程设计成绩评定表
姓名
树霞
学号
10292013
课程设计题目：
温度计
课程设计辩论或提问记录：
致，那么完成转换，关ADC0832 ；如果不一致，那么重新开始转换。
经AD转换后，数字量D与温度值的转换如下所示：
T（K） =- 2731.96
3、51单片机
实验中将用51单片机作为将数字信号输出为数码显像管显示数 字的转换芯片，用汇编程序控制单片机不同输出端口的高低电平，即 可控制数码显像管显示的数字。
4、数码显像管
实验中所用的是较为普遍的4个8位显像管，显示的数字分别有 不同的输出位所对应。其字形表为1-10 : 3FH, 06H, 5BH, 4FH, 66H, 6DH, 7DH, 07H, 7FH, 6FH °
（二）、设计思路
1、设计要求
选用温度传感器AD590实现温度采集、摄氏温度显示，
温度精度到达0.1度，
测量围零下10度到零上100度电路由温度传感器（AD590），电压-电流转换电路，AD转换器，
51单片机和显示模块组成。AD590属于电流输出型传感器，其输出的 电流经电压-电流转换电路变为模拟电压信号，通过AD转换器变为数字量。此数字量输入单片机，单片机直接控制显示。显示模块由四个
LED数码显示管和假设干阻排组成°电路板连接如下列图：

2、程序设计框图与汇编语句：
系统程序包括主程序、AD子程序、BCD子程序和显示子程序。实 验中由于需要显示小数，所以需要借助100/51得到的小数位。具体 计算过程如下：
程序中将R7作为存储ADC0832输出8位的位。实验测得在0℃〜 100℃的过程中，AD590经过10k。电阻，经过ADC0832转换之后的围 为8BH-BEH，其中共有51个数，反映的是0℃〜100℃的变化。由于 100/51=1. 96=2-0. 04，所以2可以作为整数显示的基础位，0. 04可 作为小数显示的基础位这样就可以实现实验要求的功能。在ADC0832 输出8BH-A4H的时候，小数位都不会超过1，所以就在整数位将其输 出的数值乘以2之后减1，然后送到数码显像管显示；小数位就用其 输出的数值乘以4，再用100减去这个数，作为小数位的数，送给数 码显像管显示。这就是我们设计的温度计的基本原理。当然，由于 ADC0832的原因，在CLK □输入的时钟信号需要从单片机中发出，所 以还需要用SETB，CLR，DELAY等语句产生时钟信号。
程序框图如下：
AD子程序开始

显示子程序

实验程序ADDIBIT P3.0
ADDOBIT P3. 1ADCLKBIT P3.2
ADCSBIT P3.3;第一个LED的字形地址偏移量放在40H
;第一个LED的字形地址偏移量放在41H
;第一个LED的字形地址偏移量放在42H
;第一个LED的字形地址偏移量放在43H

;第一个LED的字形地址偏移量放在40H
;第一个LED的字形地址偏移量放在41H
;第一个LED的字形地址偏移量放在42H
;第一个LED的字形地址偏移量放在43H
LED1EQU 40HLED2EQU41H
LED3EQU 42HLED4EQU 43H
ORG 0000HAJMP MAIN
ORG 0030H
MAIN: MOV SP, #60HMOV R4,#5
TEST: LCALL ADC0832LCALL BCDCON
LP:LCALL DISPLAYDJNZ R4, LP
SJMP TESTADC0832:
SETB ADDICLR ADCLK
NOPNOP
CLR ADCSNOP
NOPSETB ADCLK
NOPNOP
CLR ADCLKSETB ADDI
NOPNOP
;调用AD转换程序;调用数值转换程序
;调用显示程序;初始化通道选择
;拉低/CS端
;拉高CLK端
;拉低CLK端，形成下降沿
SETB ADCLK;拉高 CLK 端NOP
NOPCLR ADCLK;拉低CLK端，形成下降沿2
CLR ADD I;l-0选择1通道NOP
NOPSETB ADCLK;拉高 CLK 端
NOPNOP
CLR ADCLK;拉低CLK端,形成下降沿3SETB ADDI
NOPNOP
MOV R7, #8;准备送下后8个时钟脉冲ADI:
MOV C, ADDO;接收数据MOV ACC. 0, C
RL A;左移一次SETB ADCLK
NOPNOP
CLR ADCLKNOP
NOPDJNZ R7, ADI
MOV C, ADDOMOV ACC. 0, C
SETB ADCSCLR ADCLK
SETB ADDOMOV 30H, A
ADD A, #7MOV 30H,A
RETBCDCON:CLR C
SUBB A, #139JNC ABOVEZERO
ABOVEZEROBELOWZERO:
MOV A,#139SUBB A, 30H
;形成一次时钟脉冲
;循环7玖^
;接收数据
;拉高/CS端
;拉低CLK端
;拉高数据端，回到初始状态
;数据放在30H
;与0摄氏度作判断
;有借位往下执行，没有借位跳转
MOV B, #05H
;最高位显示负号
;显示个位
;显示第一位小数
；显示第二位小数
MUL AB
MOV B, #64HMUL AB
MOV RI, AMOV A, B
MOV B, #0AHDIV AB
MOV LED1, OAHMOV LED2, B
MOV A, RIMOV B, #64H
MUL ABMOV A, B
MOV B, #0AHDIV AB
MOV LED3, AMOV LED4, B
RETABOVEZERO:
MOV B,#05HMUL AB
MOV B, #64H
MUL AB

MOV RI, AMOV A, B
MOV B, #0AHDIV AB
MOV LED1,AMOV LED2,B
MOV A, RIMOV B, #64H
MUL ABMOV A, B
MOV B, #0AHDIV AB
;显示第一位小数
；显示第二位小数
;显示子程序
MOV LED3, AMOV LED4, B
DISPLAY:
RETSETB PO. 2
SETB PO. 3SETB PO. 4

SETB P0. 5

MOV DPTR, #TABMOV A, 40H
MOVC A, A+DPTRMOV P2, A
CLR PO. 5ACALL DELAY
SETB PO. 5;查字形表
;P2 口作字形，P0 口做字位
;开
;关MOV DPTR, #TAB
MOV A, 41HMOVC A, A+DPTR
MOV P2, ASETB P2. 7
CLR PO. 4ACALL DELAY
SETB PO. 4;查字形表
MOV DPTR, #TABMOV A, 42H
MOVC A, A+DPTRMOV P2, A
;查字形表CLR PO. 3

成绩评定依据：
课程设计预习报告与方案设计情况（30%）：
课程设计考勤情况（15%）：
课程设计调试情况（30%）：
课程设计总结报告与辩论情况（25%）：
最终评定成绩（以优、良、中、与格、不与格评定）指导教师签字：
年 月日微机原理与技术接口课程设计任务书
一、课程设计题目：温度计ACALL DELAY
SETB PO. 3MOV DPTR, #TAB
MOV A, 43HMOVC A, A+DPTR
MOV P2, ACLR PO. 2
ACALL DELAYSETB PO. 2
RETDELAY: MOV R7, #01H
DELAY1: MOV R6, #0FFHDELAY2: DJNZ R6, DELAY2
DJNZ R7, DELAY1RET
TAB: DB 3FH, 06H, 5BH, 4FH, 66H, 6DH, 7DH, 07H, 7FH, 6FH, 40HRET
电路原理图：
第二章仿真

PCB图

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1=1』1 /
B-*
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Ww冉冉』一一,一一 L』一一 i 一一 1 一一 i 一一 L
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第三章调试

第四章结论
温度传感器AD590实现温度采集、摄氏温度显示，温度精度到达0.1度，测量围零下10度到零上100度
电路由温度传感器(AD590) 电压-电流转换电路，AD转换器， 51单片机和显示模块组成。AD590属于电流输出型传感器，其输出的 电流经电压-电流转换电路变为模拟电压信号，通过AD转换器变为数 字量。此数字量输入单片机，单片机直接控制显示。显示模块由四个LED数码显示管和假设干阻排组成。
第五章心得体会与建议
通过本次课程设计，我对AD590 ' AD0832的结构有了更全面的认 识，也更明白了它们的工作原理，对我以后的学习和工作都有了很 大的帮助。
在做课程设计的过程中，我们遇到了一些问题，例如在数码管 显示温度时，在第一位的后面多了一个小数点，通过查阅课本修改 程序，实现了小数点的去除；再比方，数码管显示温度时，开始正 常显示，但升温后在降温字形显示不正确，通过更换数码管，更换 芯片，发现时接触不良，最后成功解决了这个问题。在解决这些问 题的过程中，我受益良多。首先，补充了一局部知识；其次，我又 一次体会到了合作的重要性；再次，学会了用多种方法解决问题 等。参考文献[1]维波，MATLAB在电气工程中的应用，中国电力，2007 〔2〕胡汉才，单片机原理与其技术接口，清华大学，2007
附录1:元器件清单
元器件
数量（个）
AD590
1
AD0832
1
74245
2
OP07
1

LED数码显示管
4
电阻
假设干
电容
假设干
二极管
假设干

二、课程设计要求.根据具体设计课题的技术指标和给定条件，独立进行方案论证和电路设计，要求概念清 楚、方案合理、方确、步骤完整；
1 .查阅有关参考资料和手册，并能正确选择有关元器件和参数，对设计方案进行仿真；.完成预习报告，报告中要有设计方案，设计电路图，还要有仿真结果；
2 .迸实验室进行电路调试，边调试边修正方案；.撰写课程设计报告——最终的电路图、调试过程中遇到的问题和解决问题的方法。
三、进度安排1 •时间安排
序号
容
学时安排（天）
1
方案论证和系统设计
1
2
完成电路仿真，写预习报告
1
3
电路调试
2
4
写设计总结报告与辩论
1
合计
5
设计调试地点：电气楼410

2 •执行要求微机原理与接口技术课程成绩优秀的可以自拟题目，其余的同学都是指定题目。，每组不得 超过2人，要求学生在教师的指导下，独力完成所设计的详细电路（包括计算和器件选型）。 严禁抄袭，严禁两篇设计报告雷同。
摘要
随着时代的进步和开展，草片机技术已经普与到我们生活、工作、科研、各 个领域，已经成为一种比拟成熟的技术，本文主要介绍了一个基于89c51单片机 的测温系统，详细描述了利用数字温度传感器AD590开发测温系统的过程，重点 对传感器在单片机下的硬件连接，软件编程以与各模块系统流程迸行了详尽分 析，对各局部的电路也一一迸行了介绍，该系统可以方便的实现实现温度采集和 显示，它使用起来相当方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低 等优点，适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量，也可以当作温度处 理模块嵌入其它系统中，作为其他主系统的辅助扩展。该系统结构简单，抗干扰 能力强，适合于恶劣环境下进行现场温度测量，有广泛的应用前景。
关键词：单片机，温度计，89C51 AD590，AD0832Abstract
With the progress of the times and development, microcontroller technology has spread to our life, work, scientific research, and each domain. It has become a relatively mature technology. This paper introduces a temperature measurement system based on 89C51 microcontroller, and a detailed description of the process of using digital temperature sensor AD590 temperature measurement system development, focusing on the hardware sensors in a single connection. Software programming and system flowing of each modu 1 e are analyzed in detai 1 and on the part of the circuit are introduced. The system can achieve the real ization of temperature acquisition and display and convenient. It is very convenient to use. It has high accuracy, wide measuring range, high sensitivity, smal 1 size, low power consumption. It is suitable for our daily lives and industrial, agricultural production in the temperature measurement, but also can be used as a temperature processing modu1e embedded in other systems, as other auxi 1 iary system. The system has simple structure, strong anti-jamming capability, and it is suitable for harsh environment on-site temperature measurement. It has wide application prospect.
Key words: SCM, thermometer, 89C51 5 AD590, AD0832目录
第一章、系统方案设计（一）、实验元件介绍
（二）、设计思路第二章、仿真
第三章、调试第四章、结论
第五章、心得体会与建议参考文献
附录：元器件清单
第一章系统方案设计
(一)、实验元件介绍
1、感温元件AD590
(1) AD590的主要特性：
AD590是美国模拟器件公司生产的单片集成两端感温电流传感器, 是一种已经IC化的温度感测器，它会将温度转换为电流。其规格如 下：
a、度每增加1 ℃,它会增加1 〃 A输出电流b、可测量围-55℃至150℃
c、供电电压围+4V至+30V
(2) AD590管脚图与元件符号
(3) AD590工作原理
AD590相当于一个温度控制的恒流源，输出电流大小只与温度有 关，且与温度成正比。只需一个精密电阻，就可以将电流(温度)信 号转化为电压信号，总的灵敏度系数通过该电阻设定°AD590的温度系 数是1〃A/K，即温度每增加1K，它会增加1〃A输出电流。其输出电 流是以绝对温度零度-273℃为基准，每增加1℃，它会增加输出 电流，因此0℃到100℃时AD590输出电流为273//A到373〃A。
(4)电流-电压转换电路AD590

电压-电流转换电路图中，AD590输出端输出电流，经过10K的电阻，转换为电压值。
OP07为一射极跟随,器，A=1，用于提高输入阻抗。两个二极管用于隔 离干扰。电流-电压转换公式如下：
AD590的灵敏度：1〃A/K
经过10K电阻后：1〃A/K・1(RQ = 1O%V/K 具体温度-电压值对应 如下表
摄氏温度/℃
AD590 电流/〃
A
经10KQ电压
/V
0
273.2
2. 732
10
283.2
2. 832
20
293.2
2. 932
30
303.2
3. 032
40
313.2
3.132
50
323.2
3. 232

60
333.2
3. 332
100
373.2
3. 732
2 、 ADC0832
通过特定的电流-电压转换电路之后，可得到与温度相对应的电压。但是假设想显示，需要得到数字信号才行。所以需要用ADC0832。
ADC0832为8位分辨率A/D转换芯片,其最高分辨可达256级，芯片的模拟电压输入在0-5V之间。其引脚图与说明如下：
ADC0832 2-Channel MUX DuaMn Line Package (N)cs-
CH0-CLK
CH1DO
-DI□aoassft：
引脚功能说明：
♦ cs_片选使能，低电平芯片使能。
♦ CHO模拟输入通道0,或作为IN+/■使用。
♦ CH1模拟输入通道1,或作为IN+/•使用。
♦ GND芯片参考0电位（地）。
♦ DI数据信号输入，选择通道控制。
♦ DO数据信号输出，转换数据输出。
♦ CLK芯片时钟输入。
♦ Vcc/REF电源输入与参考电压输入（复用）
输入格式
配置位
选择通道号
CH0
CH1
CH0
CH1
差分
L
L
+
—
L
H
—
+
单端
H
L
+

H
H

+
COM internally connected 10 GND. Vrek internally connectea to Vcc- Tbp View

ADC0832 Timing
-TLTLTiJmnRrLrLrLnJLrLrLrLrLrLrLrLrLrLrLrL-* -•一 Wimp OUTHJT DATA
CHIP SELECT iCS) ADDRESS MUXSTART BIT ODO/SIGN
DATA OUT (DO)
SGL/DIF
TRI. STATE
DON'T CARE (DI DISABLED UNTIL NEXT CONVERSIOM CYCLE)?$：：
TW-STATE
LSB FIRST DATA
(M5B|
LTTTm
MUX SETTLING TIME
DS0O5583-28ADC0832时序：当CS由高变低时，选中ADC0832。在时钟的上升
沿，Din端的数据移入ADC0832部的多路地址移位寄存器。在第一个 时钟期间，Din为高，表示启动位，紧接着输入两位配置位。当输入
启动位和配置位后，选通输入模拟通道，转换开始。转换开始后，经 过一个时钟周期延迟，以使选定的通道稳定。ADC0832接着在第4个 时钟下降沿输出转换数据。数据输出时先输出最高位(D7-DO)；输出 完转换结果后，又以最低位开始重新输出一遍数据(D7-DO)，两次发
送的最低位共用。当片选CS为高时，部所有寄存器清0，输出变为
局阻态。
实验中我们由CHO输入模拟量力out输出数字量。我们把ADC0832 的 CS、CLK、Dout、Din 端分别连接在 P3. 3、P3. 2，P3.1，P3. 0 端， 所以ADC0832的片选、时钟信号、启动位和配置位均通过置位端口实 现。由于是CHO输入模拟信号，所以配置位为10 (B)。ADC0832为单 端输出模式。由于AD是串行输入输出，故前3个脉冲上升沿完成设 置，第4—11个脉冲下降沿后取1位AD转换的结果，在第11—18个 脉冲下降沿后第二次取AD转换结果，将两次结果迸行比对，如果一