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单片机温度控制设计 温度的采集与处理1 绪 论1.1 课题背景随着农业现代化的发展，设施园艺工程因其涉及学科广、科技含量高、与人民生活关系密切，己越来越受到世界各国的重视。这也为我国大型现代化温室的发展提供了极好的机遇，并产生巨大的推动作用。我国的现代化温室是在引进与自我开发并进的过程中发展起来的。我的温室大棚技术发展到现在，已经形成了比较完整和全面的体系。虚拟仪器温室大棚温度测控系统是一种比较智能，经济的方案，适于大力推广，该系统能够对大棚内的温度进行采集，然后再进行比较，通过比较对大棚内的温度是否超过温度限制进行分析，如果超过温度限制，温度报警系统将进行报警，来通知管理人员大棚内的温度超过限制，并调节大棚温度，从而有利于农作物的生长，以达到提高产量目的。1.2 课题分析1.2.1 国内外温室控制技术发展概况温室是一种可以改变植物生长环境、为植物生长创造最佳条件、避免外界四季变化和恶劣气候对其影响的场所。它以采光覆盖材料作为全部或部分结构材料，可在冬季或其他不适宜露地植物生长的季节栽培植物。温室生产是以达到调节产期，促进生长发育，防治病虫害及提高质量、产量等为目的的。而温室设施的关键技术是环境控制，该技术的最终目标是提高控制与作业精度。智能温室系统是近年来逐步发展起来的一种资源节约型高效设施农业技术，它是在普通日光温室的基础上，结合现代化计算机自控技术、智能传感技术等高科技手段发展起来的。世界发达国家荷兰，美国，英国等大力发展集成化的温室产业，已经研制成功对温室内温度，湿度，光照，气体交换，滴灌，营养液循环等实现计算机自动控制的现代化高科技温室，甚至于育苗，移栽，清洗，包装等也是实现了机械化，自动化。此外遥感技术(Wireless Technology)，网络技术(Transfer Control Protocel-Internet Protocol /TCP-IP)，控制局域网(Ctroller area network)也逐渐应用于温室的管理与控制中。目前，美国已将全球定位系统，遥感遥测等高新技术应用于温室生产，由82%的温室使用计算机进行控制，有67%的农户使用计算机，其中27%的农户还用于网络技术。英国的智能温室系统，西班牙和奥地利的遥控温室系统都是计算机控制的成功应用，另外，德国已将3S技术(地理信息系统GIS，全球定位系统GPS和遥感技术RS)应用于温室。我国作为一个农业大国，温室技术的发展缺比较晚，与国外的技术相比有很大差距。这主要是我国温室技术兴起的比较晚的缘故，为了提高这方面的技术，在自70年代末起，我国先后从日本、美国、荷兰和保加利亚等国引进了不下40套的现代化温室成套设备，虽然引进的这些温室设备技术领先、设备先进，但在我国的使用过程中还存在着较为严重问题，主要是由于我国自然气候的特点和引进的设备不能相符合，导致设备不能发挥作用，加上设备的可改动性不大，因而很难达到设备对温室内温度、湿度等的合理控制。经过多年来的研究和实验，我国的温室大棚技术发展到现在，已经形成了比较完整和全面的体系。但在某些方面还有欠缺和需要改进地方，譬如说对温室中温度因子的控制水平、控制精度以及控制稳定性方面都有待于进一步的提高。1.2.2 单片机的研究现状与发展应用单片微型计算机简称单片机，又称微控制器，嵌入式微控制器等，属于第四代电子计算机。它把中央处理器、存储器、输入输出接口电路以及定时器计数器集成在一块芯片上，从而具有体积小、功耗低、价格低廉、抗干扰能力强且可靠性高等特点，因此，适合应用于工业过程控制、智能仪器仪表和测控系统的前端装置。正是由于这一原因，国际上逐渐采用微控制器代替单片微型计算机这一名称。“微控制器”更能反映单片机的本质，但是由于单片机这个名称已经为国内大多数人所接受，所以仍沿用“单片机”这一名称。单片机的主要特点有：(1)具有优异的性能价格比。(2)集成度高、体积小、可靠性高。(3)控制功能强。(4)低电压，低功耗。单片机的主要应用领域：由于单片机具有上述显著的特点，因此，其应用领域无所不至，在自动化装置、智能化仪器仪表和家用电器等领域得到日益广泛的应用。其典型的应用领域有工业控制，仪器仪表，电信技术，办公自动化和计算机外部设备，汽车和节能，制导和导航，商用产品，家用电器等。因此，在本课题设计的温度测控系统中，采用单片机实现温度的控制。1.2.3 课题设计的目的及意义由于我国的温室大棚产业起步比较晚，发展时间短，造成我国的温室大棚技术水平比较低，现代化管理程度不高，温室大棚环境监测条件差等状况。因此迫切需要在技术上进一步的进行改进和提高。这种设计方案实现了温度实时测量、显示和控制。该系统抗干扰能力强，具有较高的测量精度，不需要任何固定网络的支持，安装简单方便，性价比高，可维护性好。这种温度测控系统可应用于农业生产的温室大棚，实现对温度的实时控制，是一种比较智能、经济的方案，适于大力推广，以便促进农作物的生长，从而提高温室大棚的亩产量，以带来很好的经济效益和社会效益。1.3课题研究的主要内容及章节安排该系统能够对大棚内的温度进行采集，利用温度传感器将温室大棚内温度的变化，变换成电流的变化，再转换为电压变化输入模数转换器，其值由单片机处理，最后由单片机去控制数字显示器，显示温室大棚内的实际温度，同时通过比较，对大棚内的温度是否超过温度限制进行分析。如果超过我们预先设定的温度限制，温度报警系统将进行报警，同时自动对大棚内的温度进行控制。论文的具体章节安排如下：第1章绪论，介绍论文的研究背景和意义以及本论文的主要研究内容。第2章系统的硬件电路设计，主要介绍器件的选择、工作原理和注意事项及系统原理图。第3章系统软件设计，完成系统控制软件的设计与实现。第4章系统的测试，完成对系统的检测。最后给出了温度控制系统的运行结果并进行分析，同时提出了系统的优缺点。系统的总体框图如1.1。温度采集信号放大A/D转换单片机存储电路数码管显示越限报警按键电路图1.1 系统总体框图2 系统硬件电路设计2.1 采集模块设计2.1.1 传感器的选择测量温度的关键是温度传感器，温度传感器的发展主要大体经过了三个阶段：1、传统的分立式温度传感器(含敏感元件)。2、模拟集成温度传感器/控制器。3、智能温度传感器。模拟集成传感器是采用硅半导体集成工艺而制成的，因此亦称硅传感器或单片集成温度传感器。模拟集成温度传感器是在20世纪80年代问世的，它是将温度传感器集成在一个芯片上，可完成温度测量及模拟信号输出功能的专用。模拟集成温度传感器的主要特点是功能单一(仅测量温度)、测温误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等，适合远距离测温、控温，不需要进行非线性校准，外围电路简单。它是目前在国内外应用最为普遍的一种集成传感器，典型产品有AD590，AD592等。模拟集成温度控制器主要包括温控开关和可编程温度控制器，某些增强型集成温度控制器中还包含了A/D转换器以及固化好的程序，这与智能温度传感器有某些相似之处。但它自成系统，工作时并不受微处理器的控制，这是二者的主要区别。智能温度传感器(亦称数字温度传感器)是在20世纪90年代中期问世的。它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术的结晶。目前，国际上已开始发出多种智能温度传感器系列产品。智能温度传感器内部都包含温度传感器、A/D转换器、信号处理器、存储器(或寄存器)和接口电路。有的产品还带多路选择器、中央控制器(CPU)、随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。智能温度传感器的特点是能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微控制器；并且它是在硬件的基础上通过软件来实现测试功能的，其智能化程度也取决于软件的开发水平。目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式、从集成化向智能化和网络化的方向飞速发展。智能温度传感器DS18B20正是朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片机测温系统等高科技的方向迅速发展。因此，智能温度传感器DS18B20作为温度测量装置己广泛应用于人民的日常生活和工农业生产中。方案的确定：方案一：采用智能温度传感器DS18B20采集数据。方案二：采用铂电阻温度传感器PT100采集数据。2.1.2 DS18B20简介1、DS18B20的管脚DS18B20采用3脚PR35封装或8脚SOIC封装，其管脚排列图如图2.1。UDDII/OGNDDS18B20I/OGNDNCNCDS DS18B2012132438765NCNCNCVCCPR-35封装SOSI封装图2.1 DS18B20封装图I/O为数据输入/输出端(即单线总线)，它属于漏极开路输出，外接上拉电阻后，常态下呈高电平。UDD是可供选用的外部电源端，不用时接地，GND为地，NC空脚。2、DS18B20的内部结构它主要包括7部分：寄生电源；温度传感器； 64位激光(loser)ROM与单线接口；高速暂存器，即便筏式RAM，用于存放中间数据；TH触发寄存器和TL触发寄存器，分别用来存储用户设定的温度上下限值；(6)存储和控制逻辑；8位循环冗余校验码(ORC)发生器。3、DS18B20的控制方法在硬件上，DS18B20与单片机的连接有两种方法。一种是DS18B20的UDD接外部电源，GND接地，其I/O与单片机的I/O线相连；另一种是用寄生电源供电，此时DS18B20的UDD、GND接地，其I/O接单片机I/O。无论是内部寄生电源还是外部供电，DS18B20的I/O口线要接5K左右的上拉电阻。原理图如图2.2。图2.2 采集原理图4、DS18B20使用的注意事项DS18B20虽然具有系统简单、测温精度高、连接方便、占用口线少等优点，但在实际使用中也应注意以下问题：(1)较小的硬件开销需要相对复杂的软件进行补偿，由于DS18B20与微处理器间采用串行数据传送，因此，在对DS18B20进行读写编程时，必须严格的保证读写时序，否则将无法读取测温结果。(2)在DS18B20的有关资料中均未提及单总线上所挂DS18B20数量问题，在单总线上所挂DS18B20超过8个时，就需要解决微处理器的总线驱动问题。(3)连接DS18B20的总线电缆是有长度限制的。(4)在DS18B20测温程序设计中，向DS18B20发出温度转换命令后，程序总要等待DS18B20的返回信号，一旦某个DS18B20接触不好或断线，当程序读该DS18B20时，将没有返回信号，程序进入死循环。2.1.3 PT100简介及原理铂电阻温度传感器是利用其电阻和温度成一定函数关系而制成的温度传感器，由于其测量准确度高、测量范围大、复现性和稳定性好等，被广泛用于中温(-200650)范围的温度测量中。 PT100是一种广泛应用的测温元件，在-50600范围内具有其他任何温度传感器无可比拟的优势，包括精度高、稳定性好、抗干扰能力强等优点。由于铂电阻的阻值与温度成非线性关系，所以需要进行非线性校正。校正分为模拟电路校正和微处理器数字化校正，模拟校正有很多现成的电路，其精度不高且易受温漂等干扰因素影响，数字化校正则需要在微处理系统中使用，将Pt电阻的电阻值和温度对应起来后存入EEPROM中，根据电路中实测的AD值以查表方式计算相应温度值。 本次设计中采用的是精度较高的PT100，常用的Pt电阻接法有三线制和两线制，其中三线制接法的优点是将PT100的两侧相等的的导线长度分别加在两侧的桥臂上，使得导线电阻得以消除。常用的采样电路有两种：一为桥式测温电路，一为恒流源式测温电路。其中图2.3为三线制桥式测温电路，2.4为两线制桥式测温电路，2.5为恒流源式测温电路。原理图如下。图2.3 三线制接法桥式测温电路图2.4 两线制接法桥式测温电路图2.5 恒流源式测温电路电路分析：1、桥式测温电路桥式测温的典型应用电路如图2-3和2-4所示（图2-3和图2-4均为桥式电路，分别画出来是为了说明两线制接法和三线制接法的区别)。在此我们采用的是三线制桥式接法。 测温原理：电路采用TL431和电位器VR1调节产生4.096V的参考电源，采用R1、R2、VR2、Pt100构成测量电桥（其中R1R2，VR2为100精密电阻），当Pt100的电阻值和VR2的电阻值不相等时，电桥输出一个mV级的压差信号，这个压差信号经过运放LM324放大后输出期望大小的电压信号，该信号可直接连AD转换芯片。差动放大电路中R3R4、 R5R6、放大倍数R5/R3，运放采用单一5V供电。设计及调试注意点： (1) 同幅度调整R1和R2的电阻值可以改变电桥输出的压差大小； (2) 改变R5/R3的比值即可改变电压信号的放大倍数，以便满足设计者对温度范围的要求； (3) 放大电路接成负反馈方式；(4) VR2也可为电位器，调节电位器阻值大小可以改变温度的零点设定，例如Pt100的零点温度为0，即0时电阻为100，当电位器阻值调至109.885时，温度的零点就被设定在了25。测量电位器的阻值时须在没有接入电路时调节，这是因为接入电路后测量的电阻值发生了改变； (5) 理论上，运放输出的电压为输入压差信号放大倍数，但实际在电路工作时测量输出电压与输入压差信号并非这样的关系，压差信号要比理论值小很多；(6) 电桥的正电源必须接稳定的参考基准，因为如果直接VCC的话，当网压波动造成VCC发生波动时，运放输出的信号也会发生改变。 2、恒流源式测温电路 测温原理：通过运放U1A将基准电压4.096V转换为恒流源，电流流过Pt100时在其上产生压降，再通过运放U1B将该微弱压降信号放大（图中放大倍数为10），即输出期望的电压信号，该信号可直接连AD转换芯片。 根据虚地概念“工作于线性范围内的理想运放的两个输入端同电位”，运放U1A的“+”和“-”端电位V+V-4.096V；假设运放U1A的输出脚1对地电压为Vo，根据虚断概念，V-和R1均不变，因此图3-4虚线框内的电路等效为一个恒流源流过一个Pt100电阻，电流大小为V- /R1，Pt100上的压降仅和其自身变化的电阻值有关。 设计及调试注意点： (1)电压基准源可以采用TL431按图2-3的电路产生可调的。 (2)等效恒流源输出的电流不能太大，以不超过1mA为准，以免电流大使得Pt100电阻自身发热造成测量温度不准确。(3)运放采用单一5V供电，如果测量的温度波动比较大，将运放的供电改为15V双电源供电会有较大改善。 (4)电阻R2、R3的电阻值取得足够大，以增大运放的U1B的输入阻抗。 2.2 转换模块设计2.2.1 芯片的选择题目所要求测量度精度为1，测温的范围应该为室温所要求的最高温度和最低温度，即0100，这就决定了A/D转换的最低分辨率不低于1/100，在此处用的A/D转换器为TLC1549，它是美国德州仪器公司生产的10位、开关电容、逐次逼近型模/数转换器。他采用CMOS工艺，具有2个数字输入端和1个3态输出端(芯片选择、输入输出时钟和数据输出) ，提供了与主处理器串行端口的3 线接口。管脚图如图2.6。图2.6 管脚图2.2.2 芯片的特点1、芯片的特点10 位分辨率A /D转换器的特点：具有内在的采样和保持；采用差分基准电压高阻输入；内系统时钟；按比例量程校准转换范围；总不可调整误差达到1 L SBMax (418mV )。2、工作环境(1) 电源电压范围：- 0.5 6.5 V(2) 输入电压范围：- 0.3VCC+ 0.3 V(3) 输出电压范围：- 0.3VCC+ 0.3 V(4) 正基准电压：VCC+ 0.1 V(5) 负基准电压：- 0.1 V(6) 工作温度范围(自然通风) ：0 70 (7) 峰值输入电流(任何输入端) ：20 mA(8) 峰值总输入电流(所有输入端) ：30 mA2.3 存储模块设计2.3.1 芯片的选择AT24C02提供电可擦除的串行1024位存储或可编程只读存储器(EEPROM)256字(8位/字)。特点为：(1)低压和标准电压运行模式； 2.7 (VCC = 2.7V to 5.5V) 1.8 (VCC = 1.8V to 5.5V)(2)内建128x8存储序列；(3)2线制串行接口；(4)双向数据传送协议，100kHz(1.8V,2.5V,2.7V) 400kHz(和5V) 兼容；(5)4字页写方式；(6)写同步时钟(最大10ms)，高可靠性；(7)不断推进的芯片等级扩大了设备的可用温度范围。2.3.2 芯片的工作原理在本设计中用芯片AT24C02的SDA端与单片机的P2.5口相连，SCL端与单片机的P2.6口相连。因为在这个I2C总线上只有一个器件，所以把AT24C02的地址设为000，即把A0、A1、A2都接地。数据通过SDA、SCL向AT24C02输送数据。单片机首先向AT24C02发送写信号，当确认后从单片机内部的数据储存单元提取数据然后向AT24C02的内部地址传送数据。当显示温度时，单片机首先向AT24C02发送读信号，然后确认后，单片机从AT24C02内部的地址向单片机的读出单元字节读出数据，供显示所用。原理图如图2.7。图2.7 数据存储原理图2.4 单片机控制模块单片机软件编程灵活、自由度大，可用软件编程实现各种控制看法和逻辑控制。可实现数码显示和键盘设定等多种功能，原理图如图2.8。图2.8 控制电路原理图此方案采用AT89S51单片机系统为核心来对温度进行实时控制。AT89S51的极限参数：工作温度-55125，存储温度-65150，任一引脚对地电压1.0V7.0V，最大工作电压6.6V，ADC输出电流15.0mA，满足整体电路设计的要求。2.5 显示模块设计显示器模块由四位一体的共阴数码管和1个驱动芯片组成。原理图如图2.9。图2.9 显示模块原理图单个LED是由7段发光二极管构成的显示单元。有10个引脚，对应于7个段、一个小数点和两个公共端。在显示电路中，这些发光二极管有两种接法：共阳极接法和共阴极接法。本设计中需要用4个LED组成显示单元，并采用动态显示方式。由于使用4个单个LED进行显示的连线比较复杂，同时单片机的端口驱动能力也难以保证，而需要加入专门的驱动芯片。所以，采用了4个LED连体的、内部已将其相应段接好的共阴极LED，它具有12个引脚，含7个段和4个公共端，为提高数码管的亮度，可在位选线上加入一个三极管驱动电路。由单片机控制的显示电路中，要选取合适的电阻，才能保证LED的亮度，过大或者过小都无法让LED正常显示。若考虑印制板布线的方便，可以采用贴片电阻和排阻来节省空间。2.6 按键模块设计在一个系统中显示部分是输出部分，而按键则是系统的输入部分，操作人员可以通过键盘输入数据或命令，实现人机通信。现在的设备中把按键作为输入设备几乎是必不可少的。按键作为控制的输入其重要性不言而喻。普通的4腿按键实际上是分两组，每组中的两个是相通，而两组直接是通过上面的按钮来控制通段状态的。简单理解成开关就可以了，按下去两端就形成短路，松开手就形成开路。单片机就是通过判断是否短路，而获得这个按键是否被人按下。原理图如图2.10。图2.10 按键控制电路2.7 报警模块设计本文中所设计的报警电路较为简单，由一个自我震荡型的蜂鸣器（只要在蜂鸣器两端加上超过3V的电压，蜂鸣器就会叫个不停）。在温度达到一定的上界或者下界时（在文中我们设置的上界温度是100，下界温度是0），报警电路开始工作。原理图如图2.11。图2.11 报警电路原理图3 软件系统设计3.1 软件系统的整体设计本系统软件采用模块化设计方法。整个系统由初始化模块、温度采集模块，A/D转换模块，显示、按键和报警模块构成。总体框图如图3.1。初始化模块EEPROM数据存储模块温度显示模块A/D转换模块温度采集模块块块温度显示模块E2PROM数据读出模块中断服务模块E2PROM数据读出模块图3.1 程序设计总体框图3.2 键盘/显示程序设计1、显示程序段八段LED数码管显示原理是通过同名管脚上所加电平的高低来控制发光二级管是否点亮从而显示不同字形的。数码管的显示分为静态显示和动态显示两种，静态显示的特点是各LED管能稳定地同时显示各字形；动态显示是指LED轮流地一遍一遍显示各字符，人们由于视觉器官惰性，从而看到的是各LED似乎在同时显示不同字形。为了减少硬件开销，提高系统的可靠性并降低成本，单片机控制系统通常采用动态扫描显示，而在此程序中采用的就是动态显示。程序流程图就不再介绍。动态显示采用软件法把欲显示的十六进制数转换为相应字形码，故它通常需要在RAM区建立一个显示缓冲区。显示缓冲区内包含的存储单元个数常和系统中LED显示器的个数相等。显示缓冲区的起始地址很重要，它决定了显示缓冲区在RAM中的位置。显示缓冲区中的每个存储单元用于存放相应LED显示管欲显示字符在字形码表中的地址偏移量，故CPU可以根据这个地址偏移量通过查字形码表找出所需显示的字形码，以便送到字形口显示。2、键盘的处理程序在设计中，对于按键的消抖采用了软件消抖的方法，有效的节约了成本。按键的处理程序流程图略。4 系统测试系统测试使用的测试工具有：1、DT92N万用表一块；2、+12V直流电源一个；3、MCS-51C语言编译器；4、AT89S51串行下载线一条；本设计的测试分为硬件测试和软件测试两类。4.1 系统硬件测试自制前应先对各元件其质量及参数进行细心的检测，再根据所需的体积设计一款合适的线路板。总而言之，良好的元件质量、合适的印板布局是有效提高自制成功率的保证。用数字集成电路检测仪对LED数码管进行检测，检测方法由自己确定。 (1)将元器件插入印制板相应位置，并焊接、剪脚。(2)焊接电源引脚。在整机调试前还需仔细检查如下几个方面：(1) 各级不同的半导体管有无误装，管脚安装是否正确，线路的连接和元件的安装是否有误，电解电容“+”，“”极性是否装接正确。(2) 输入输出是否焊对。(3) 各焊点有无虚焊、漏焊、碰焊，多股线有无断股。(4) 将歪斜的元件扶直排齐，排除元器件裸线相碰之处。线头等异物应清理干净。4.2 系统软件测试用Keil uvision2对51系列单片机程序编写时，可借助该软件对所编写的程序进行调试，将源程序按规定的格式输入到PC机。手工编写：这种方法是最原始，但又是一种最简捷的调试方法，且不必增加调试设备。这种方法的实质就是按照单片机的一些C语言编程，将源程序输入计算机。在进行编程时，要特别注意延时程序、采集数据、计算的程序。必须准确无误地计算，以免出错。同时，在编写显示和按键程序时需注意以下问题：(1)显示部分必须要保证显示无闪烁既无错误。(2)在某个键按下的时候，被按键的簧片总会有轻微抖动，这种抖动常会持续10ms左右，因此，CPU在按键抖动期间扫描键盘必然会得到错误的键号，因此软件的消抖对系统的稳定性至关重要。5 总 结随着社会的进步和科学技术的发展，人们越来越重视温度因素，许多产品对温度范围要求严格，而目前市场上普遍存在的温度检测仪器大都是单点测量，同时还有温度信息传递不及时、精度不够的缺点，不利于控制者根据温度变化及时做出决定。因此，一种能够同时测量多点，并且实时性高、精度高，能够综合处理多点温度信息的测控系统的设计就成为当今的热点。本课题就是在这样的形式下，提出一种基于单片机的温度测控系统用于温室大棚内温度的控制，以提高大棚农作物的产量，增加其经济效益。本次设计主要是针对温室大棚内温度因子的检测与控制，主要涉及单片机、传感器等元件的选取与应用，以及键盘输入、显示电路、报警电路等硬件方面的设计。这样由单片机、传感器及外围设备组成一个完整的温室温度检测与控制系统。通过这次制作，我有很大的收获。首先，在制作过程中使理论和实践相结合，加深了对理论知识的理解。理论是在理想状态下的真理，所以我们应该多实践，不能拘泥于理论知识。其次，动手能力有了很大的提高。第三，在PCB制图中也学到了许多的东西，整个设计过程加深了我对PROTEL的理解。而且此次设计还有很多不足之处，由于精力所限此次设计只涉及到了温度，没有涉及湿度、CO2浓度、光照度等的控制，还有待于进一步研究和改进。总之，这次制作使我受益非浅。还有许多需要学习提高的，今后我会更加努力。致 谢大学生活即将结束，在此，我要感谢所有曾经教导过我的老师和关心过我的同学，感谢魏志军老师在毕业设计中抽出时间给我讲解设计思想，帮我理清思路。本论文是在魏老师的精心指导下完成的，无论是在电路设计阶段还是在论文写作过程中魏老师都给予了我很大的支持与帮助。魏老师认真负责和谦虚严谨的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都使我获益匪浅，对于我以后的工作和学习都有巨大的帮助作用。衷心感谢他给予我的关心和指导，感谢我的同学在毕业设计中给予我的帮助。附录1：系统的主要原理图如图1。图1 原理图附录2：系统的部分程序如下：#includesbit AD_DAT=P10;sbit AD_CLK=P11;sbit AD_CS=P12;sbit c1=P20;sbit c2=P21;sbit c3=P22;sbit c4=P23;sbit SCL=P25;sbit SDA=P24;unsigned char time_num;unsigned char a16=0xfc,0x60,0xda,0xf2,0x66,0xb6,0xbe,0xe0,0xfe,0xf6,0xee,0x3c,0x9c,0x7a,0x9e,0x8e;/共阴数码管void init()/50ms定时（12M）TMOD=0x01;TH0=0xd8;TL0=0xf0;IE=0x82;TR0=1;/*数码管显示程序段*/void delay(unsigned char x)unsigned int i,j;for(i=0;ix;i+)for(j=0;j10;j+);unsigned int adjust(unsigned int m)unsigned int i,a; unsigned int j,b;unsigned int k;a=(m/1000)12;b=(m%1000)/100)8;i=(m%100)/10)12)&0x0f;if(i=0)P0=0x00;elseP0=ai;c1=0;delay(10);c1=1;c=(x12)&0x0f;i=(x8)&0x0f;if(c=0)&(i=0)P0=0x00;elseP0=ai;c2=0;delay(10);c2=1;c=(x12)&0x0f;b=(x8)&0x0f;i=(x4)&0x0f;if(c=0)&(b=0)&(i=0)P0=0x00;elseP0=ai;c3=0;delay(10);c3=1;i=x&0x0f;P0=ai;c4=0;delay(10);c4=1;void Led_display(unsigned int dat)dat=adjust(dat);display(dat);/*数码管显示程序段*/*1549A/D程序段*/unsigned int AD_Dat()unsigned int dat=0;unsigned char i;AD_CS=1;delay(1);AD_CS=0;for(i=0;i10;i+)dat=1;AD_CLK=0;if(AD_DAT=1)dat=dat|1;AD_CLK=1;AD_CS=1;return dat;/*1549A/D程序段*/*24c01读写数据程序段*/void ROM_start(void) SDA = 1; SCL = 1; SDA = 0; SCL = 0; void ROM_stop(void) SDA = 0; SCL = 1; SDA = 1; bit ROM_ack(void) bit ack; SDA = 1; SCL = 1; if (SDA=1) ack = 1; else ack = 0; SCL = 0; return (ack); void send_byte(unsigned char x)unsigned char i;for(i=0;i8;i+)if (x i) & 0x80) SDA = 1; else SDA = 0; SCL = 1; SCL = 0; unsigned char recive_byte()unsigned char i; unsigned char j; for(i=0;i8;i+) SCL = 1; j=j1; if (SDA=1) j=j|0x01; SCL = 0; return j;void ROM_Write(unsigned char Address,unsigned char Data) do ROM_start(); send_byte(0xA0); while(ROM_ack(); send_byte(Address); ROM_ack(); send_byte(Data); ROM_ack(); ROM_stop(); Unsigned char ROM_Read(unsigned char Address) unsigned char x; do ROM_start(); send_byte(0xA0); while(ROM_ack(); send_byte(Address); ROM_ack(); do ROM_start(); send_byte(0xA1); while(ROM_ack(); x=recive_byte(); ROM_ack(); ROM_stop(); return x; /*24c01读写数据程序段*/*定时程序段*/void Time() interrupt 1/定时时间1sunsigned int dat;if(time_num20)time_num+;elsedat=AD_Dat();ROM_Write(0x01,dat);time_num=0;TH0=0xd8;TL0=0xf0;/*定时程序段*/void display()unsigned int dat;dat=ROM_Read(0x01);Led_display(dat);void main()init();while(1)display();参考文献1 李亚伯等编著，数字电路与系统，北京：电子工业出版社，2001年6月出版 130-1502 李双庆等编著，常用半导体器件简明手册，北京：电子工业出版社，1989年6月出版 53-843 徐建仁主编，数字集成电路应用与实验，长沙：国防科技大学出版社，1990年2月出版， 66-1234 郝鸿安编著，常用数字集成电路应用手册，北京：中国计量出版社，1987年10月出版， 153-1975 曹汉房等编著，数字技术教程，北京：电子工业出版社，1995年11月出版， 103-1206 阎石编著，数字电子技术基础，北京：高等教育出版社，1998年11月出版， 132-3527 沈嗣昌等编著，数字设计引论，北京：高等教育出版社，2002年3月出版， 53-1678 刘亦松等编著，数字电路逻辑设计，北京：高等教育出版社，2002年7月出版， 67-2039 李元编著，数字电路与逻辑设计，南京：南京大学出版社，1997年2月出版， 35-11610 陈在熏等编著，数字电子技术，北京：机械工业出版社，1995年3月出版， 123-26811 王金矿编著，电路与电子基础，广州：中山大学出版社，2000年6月出版， 80-24512 申凤琴编著，电子电工技术及应用，北京：机械工业出版社，2005年9月出版， 76-18613 康华光编著，电子技术基础（数字部分），北京：高等教育出版社，2000年6月出版， 56-19414 孙肖子，田根登等编著，现代电子线路和技术实验，北京：高等教育出版社，2004年1月出版， 54-11415 戴佳，戴卫恒编著，51单片机C语言应用程序设计实例精讲，北京：电子工业出版社，2006年4月出版， 32.8016 Victor P. Nelson ，Digital Logical Circuits Analysis & Design ， Prentice Hall，2003年6月出版， 40-9417 M.Morris Mano Digital Design（Third Edition）Higher Education Press 200218 StevenF.Barrett，Daniel J.Pack.Embedded SystemM.北京：电子工业出版社，2006 袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂