温度采集系统单片机课程设计.doc

单片机课程设计报告 温度采集系统的设计 1 温度采集系统课程设计报告温度采集系统课程设计报告 学院 学院 电信学院电信学院 班级 班级 自自 09 2 学生姓名学生姓名 学号 学号 指导老师 指导老师 时间 时间 2012 年年 1 月月 4 日到日到 2012 年年 1 月月 13 日日 单片机课程设计报告 温度采集系统的设计 2 目录目录 第一章第一章 系系统统方案方案 3 1 1 设计内容 3 1 2 设计要求 3 1 3 设备及工作环境 3 第二章第二章 理论分析与计算理论分析与计算 4 2 1 设计思路 4 2 2 硬件结构及原理电路图 4 2 3 重要硬件元件功效阐明 5 第三章第三章 程序程序设设计计 6 3 1 实验源程序 6 3 2 程序清单 7 第四章第四章 结果分结果分析析 10 第五章第五章 总结总结 10 参参 考考 文文 献献 11 单片机课程设计报告 温度采集系统的设计 3 第一章第一章 系统方案系统方案 1 1 1 1 设计内容设计内容 利用温度传感器 AD590 采集温度信号 并调理放大采集到的电压信号 用 TLC549 进行电压转换 实现温度采集 并将采集温度显示出来 1 1 2 2 设计要求设计要求 1 在综合单片机实验台的硬件结构上编写软件完成设计 2 程序的首地址应使目标机可以直接运行 即从 0000H 开端 3 LCD 显示屏显示 最高温度为 63 75 度 4 上机调试程序 5 答辩 6 写课程设计报告 1 31 3 设备及工作环境设备及工作环境 1 硬件 计算机一台 单片机综合实验台 数据线若干 2 软件 Windows 操纵系统 Keil C51 软件 单片机课程设计报告 温度采集系统的设计 4 第二章第二章 理论分析与计算理论分析与计算 2 12 1 设计思路设计思路 温度采集系统由温度采集模块 AD 转换模块和温度值显示模块三大部分组成 其中温度采 集模块主要用 AD590 采集温度 并输出一个模拟电压信号 TLC549 接收到模拟信号后 进 行 转换把模拟信号转换位数字信号 并串行输出 一个时钟下降沿输出一次 单片 机接到数据后存入累加器 经过一定的转化 经过 OCMJ4X8C 3 型液晶显示屏显示出来 2 22 2 硬件结构及原理电路图硬件结构及原理电路图 TLC549TLC549 串行 A D 转换 图 1 TLC549 简易引脚图 温度采集及测量模块 实验台 温度采集及测量模块 实验台 T DETECT 接到 TLC549 模拟信号输入端 T CON 接高电平时开始加热 Vref 1 AIN 2 Vref 3 GND 4 CS 5 DATA 6 I O CLK 7 VCC 8 U6D TLC549 VCCVCC C14D 0 1uF VCC P11D AIN P12D CLK R27D100 R28D100 R29D100 P13D DATA P14D CS 549 Vref VrefVref VCC 12V 12V 12V 12V 2 3 6 47 U7A OP07 2 74V 2 1 3 Q5A AD590 T DETECT R27A 2K RW11A 25K 12 3 RW9A 500 12 3 RW10A 500 4 5 6 7 8 1 2 3 S4A LED6A Survey R28A 1K R29A 2K P7A Tin R30A 10K 2 3 6 47 U8A OP07 R33A 2K R31A 1K R32A 20K 12 Z2 5 6V P8A T DETECT R60A 1K R61A 1K 单片机课程设计报告 温度采集系统的设计 5 图 2 温度采集及测量模块电路图 显示模块显示模块 OCMJ4X8C 3 型液晶显示屏 图 3 液晶显示电路 2 32 3 重要硬件元件功效阐明重要硬件元件功效阐明 TLC549TLC549 TLC549是一种采用8位逐次逼近式工作的A D转换器 内部包含系统时钟 采样和保持 8位A D转换器 数据寄存器以及控制逻辑电路 TLC549每25uS重复一次 输入 转换 输出 器件有两个控制输入 I O CLOCK和片选 CS 内部系统时钟和I O CLOCK可独立使用 应用电路的设计只需利用I O时钟启动转换或 读出转换结果 当CS为高电平时 DATA OUT处于高阻态且I O时钟被禁止 当CS变为低电 平时 前次转换结果的最高有效位 MSB 开始出现在DATA OUT端 在接下来的7个I O CLOCK周期的下降沿输出前次转换结果的后7位 至此8位数据已经输出 然后再将第8个时 钟周期加至I O CLOCK 此时钟周期的下跳沿变使芯片进行下一轮的AD转换 在第8个I O CLOCK周期之后 CS必须变为高电平 并且保持高电平直至转换结束为止 17uS 否则 CS的有效高电平至低电平的转换将引起复位 本课程设计用到的TLC549是8位的 其参考电压为5V 即数字信号的最大值为255 计 算方法为输入的模拟电压信号除以参考电压5 然后再乘以256 得到输出数字信号的值 AT89C51AT89C51 AT89C51 是 8 位 CPU 具有片内振荡器和时钟电路 2 个 16 位的定时器 计数器 5 个 中断源 两个中断优先级 32 个 I O 口 其中 P1 P2 P3 口有上拉电阻 AD590AD590 AD590 是 AD 公司生产的一种精度和线性度较好的双端集成温度传感器 其输出 电流与绝对温度有关 对于电源电压从 5 10V 变化只引起 1A 最大电流的变化或 1 摄氏度 单片机课程设计报告 温度采集系统的设计 6 等效误差 OCMJ4X8C 3OCMJ4X8C 3 型液晶显示屏型液晶显示屏 此模块可以显示字母 数字符号 中文字型及图形 具有绘图及文字画面混合显示 功能 提供三种控制接口 分别是 8 位微处理器接口 4 位微处理器接口及串行接口 OCMJ4X16A B 无串行接口 第三章第三章 程序设计程序设计 3 13 1 实验源程序 实验源程序 单片机课程设计报告 温度采集系统的设计 7 3 23 2 程序清单 程序清单 LCD RS EQU P3 2 LCD RW EQU P3 3 LCD EN EQU P3 4 LCD DATA EQU P1 DAT BIT P3 5 CLK BIT P3 0 CS BIT P3 1 LCDDBuf EQU 40H 显示数据缓冲 SetTemp EQU 50H 设定温度缓冲 CurTemp EQU 51H 测得温度缓冲 ORG 0 LJMP START ORG 0030H START LCALL SET LCD START1 LCALL TLC549 ADC LCALL CONV MOV A 80H LCALL WCOM 写入命令 mov a LCDDBUF 1 ORL A 30H LCALL WDATA MOV A 81H LCALL WCOM 写入命令 mov a LCDDBUF ORL A 30H LCALL WDATA LJMP START1 CONV MOV B 67 ADHEX 67 256 MUL AB MOV A B MOV CurTemp A 单片机课程设计报告 温度采集系统的设计 8 mov b 10 拆开显示 div ab mov LCDDBUF 1 A mov a b mov LCDDBUF A RET MOV A 0CFH 设置 LCD 的第一行地址 LCALL WCOM 写入命令 mov a 41h LCALL WDATA sjmp WCOM 以 8 位控制方式将命令写至 LCD MOV LCD DATA A 写入命令 CLR LCD RS RS L RW L D0 D7 指令码 E 高脉冲 CLR LCD RW SETB LCD EN LCALL DE CLR LCD EN RET WDATA 以 8 位控制方式将数据写至 LCD MOV LCD DATA A 写入数据 SETB LCD RS CLR LCD RW SETB LCD EN LCALL DE CLR LCD EN LCALL DE RET SET LCD 8 位 I O 控制 LCD 接口初始化 单片机课程设计报告 温度采集系统的设计 9 MOV A 38H 双列显示 字形 5 7 点阵 LCALL WCOM Lcall delay1 MOV A 38H LCALL WCOM Lcall delay1 MOV A 38H LCALL WCOM Lcall delay1 MOV A 0CH 开显示 显示光标 光标不闪烁 LCALL WCOM Lcall delay1 MOV A 01H 清除 LCD 显示屏 LCALL WCOM Lcall delay1 RET DELAY1 延时 5MS MOV R6 25 DL2 MOV R7 100 DJNZ R7 DJNZ R6 DL2 RET DE MOV R7 250 DJNZ R7 RET TLC549 ADC CLR A CLR CLK CLR CS MOV R6 8 ADLOOP SETB CLK NOP NOP MOV C DAT 单片机课程设计报告 温度采集系统的设计 10 RLC A CLR CLK NOP DJNZ R6 ADLOOP SETB CS SETB CLK RET END 第四章第四章 结果分析结果分析 该系统的主要功能是用 AD590 采集一个温度信号 输出一个模拟电压信号 经过一系 列转换后 将该温度显示出来 采集的温度范围为 0 到 67 度 显示的最大值为 63 75 度 精度为 0 25 度每 LSB 误差在 5 左右 第五章第五章 总结总结 本次课程设计是用 AD590 AT89C51 TLC549 和 OCMJ4X8C 3 型液晶显示屏设计一个简 易温度采集系统 经过两个星期的努力 成果满足设计要求 验证无误 设计中要用到了 多种芯片 程序也比较长比较麻烦 过程中遇到不少麻烦 尤其是关于 TLC549 转换模块 的设计实现 关于显示模块 在以前的实验中做过 所以题目很轻易解决 将编写好的源程序输入电脑 编译后出现很多错误 这些错误有很多是在平时的实验 过程中碰到过的 例如 输入的分号格式不正确 零和字母 O 弄混杂了 LOP5 呈现了几次 CJNE 写成了 CJNZ 等等 幸好这些错误在平时的实验中碰到了 所以改错误很轻易 但同 时 错误也在不断地改变 证实错误我还没有真正地改正 这点我以后必须留意 争取错 误换了两次就不能在换了 除了常见的错误外 还有几条错误时我从来没有碰到过的 如 JMP 跳转指令跳不回指定的地位 是由于跳转的长度大于 JMP 跳转的长度 最后只好用 LJMP 经过多次的修正和向别人请教 错误都排除了 编译也通过了 但功效却没有达到设 计的请求 很苦恼 最后 经过几天在机房的努力 终于实现了温度采集系统的全部要求 在前期的程序编写和几天的上机调试 使我又获得了很多新的知识 由于前期编写程 序时查了很多材料学到了很多知识 这几天的调试更时获得很新的知识 由于程序中又很 多的错误 为了修正错误必须看书或向别人请教 这个过程中无意识的获得了很多知识 这同时也使我对单片机更感兴趣了 相信在以后的单片机有关的学习中会有更好地表现 通过这两周的课程设计 我对一些专业知识和电子设计有了更深的了解 同时也尝试 着去应用自己的所掌握的知识 本次电子课程设计主要是对上个学年学习的模拟电子技术 和数字电子技术和本学年学习的单片机的应用 同时加上电路等知识 设计一些课题 经 过几天的奋战 我感受很深 单片机课程设计报告 温度采集系统的设计 11 这次课程设计不仅给我们提供了一个很好的展现应用自己所掌握的知识的平台 又是 检验自己所学知识的一次考核 我们运用各自在各方面的优势中和起来 形成了一个团队 通 过团队力量 才使设计得以完成 可以说 我们三个人是一个不可或缺的整体 少了任何一 个人都是无法完成任务的 单片机是我们本学期学的一门很重要的课程 有强大的功能 这次设计主要是以单片 机为主的 一个是 Kei