南京工业大学project2温度计设计.doc

计算机科学与技术学院实 习 报 告（ 2016 2017 学年 第 一 学期）课程名称： project2 班 级： 电子1401 学 号： 1402140112 姓 名： 董路 指导教师： 胡方强,武晓光 2017 年 1 月 11目录第一章：详细描述课题功能要求和指标，介绍课题系统的设计框图1第二章：硬件介绍1实验设计思路1l显示模块2lAD转换模块4l检测电路：5l键盘模块：6第三章：代码介绍6流程图：8第四章：测试与总结8电路图：10第一章：详细描述课题功能要求和指标，介绍课题系统的设计框图设计温度采样电路，显示现在温度。并包括报警电路，键盘输入温度限制模块，ad转换模块，显示模块，温度采样电路。使用文档：channel可以选择使用哪一路ad转换得知，按键键盘第一行最后一个按键是设置最高温度限制，第三行是设置最低温度限制，例如（按下最高温度设置按钮后，在按下两位数字，最高温度设置就完成了），当被测温度超过设置温度就会导致蜂鸣器报警，温度测量范围是0100，具有工业利用价值。1. 11. 2第二章：硬件介绍实验设计思路温度计的设计分为以下几个模块1. 温度采集2. 温度元素和相关元素的转换3. Ad转换模块4. 数据收集和处理5. 输出模块被测温度检测电路主控器显示器键盘A/D2. 1对于数字温度计，温度采集模块使用热敏电阻将温度信号转换成电压信号，再通过ad转换模块将电压模拟量转换成数字量，传递给cpu来处理相关数据，最后将处理出来的温度信号在数码管显示出来。l 温度采集和数据转换：元器件选择 RTD-PT100 （PT100温度参数：当在20在50之间时，电阻值大概是100到120之间）恒流源产生1mA的恒定电流，PT100的电压值大概是100mV到120mV，由于tlc1543是10位的ad转换，所以最小的采样间隔是5000/10244.88mV,而相应的pt100在20到50，变化一度欧姆相应大概变化0.385，所以通过放大器放大到合适的倍数，从而使精度达到要求。l 数据手机和处理：由于TLC1543是10位串行输出，所以要将TLC1543和MCU相连，这次我选择使用80c51,因为c51使我们已经使用过的芯片比较容易掌握，通过c51来控制TLC1543的哪一路收集信号，同时来采集TLC1543发送过来的数据，通过算法将采集过来的数据进行处理从而得出温度的数据。l 显示：将c51和LCD相连从而显示出相应的温度。l 按键输入上下限：通过按键设置温度上下限从而使温度超过时候报警。硬件相关：l 显示模块2. 2LM016L显示相应的字符基本操作分为四种：1.读状态：输入RS=0，RW=1，E=高脉冲。输出：D0D7为状态字。2.读数据：输入RS=1，RW=1，E=高脉冲。输出：D0D7为数据。3.写命令：输入RS=0，RW=0，E=高脉冲。输出：无。4. 据：输入RS=1，RW=0，E=高脉冲。输出：无。命令控制字为以下几种当每一次命令控制字给出的时候适当的延迟一段时间然后检验LCD的忙标志位，如果不忙，就输入下一次操作，在显示字符之前要对芯片进行正确的配置LCDWcommond(clearscreencom); /清屏函数LCDWcommond(LCDprintmode); /显示模式设置LCDWcommond(LCDOnAndCursor); /亮屏光标不显示LCDWcommond(LCDFunction); /8位数据接口和两行显示l AD转换模块:2. 3TLC1543十位模数转换器，将电压模拟量转换成电压数字量，模拟量量程位0-5v，数字量量程是0-1024，0-1024；相关支持：本次mode1模式时序状态图如下：2. 4初始化TLC:Cs片选信号：HIGH-LOW状态，重置内部计数器，并且使能DATAout,address,I/Ocloc。第一次初始化不传递数据输出，仅仅AD转换的输入地址给TLC1543并且提供时序给ad转换提供转换时间。地址输入为时钟信号的前四位，高位先输入，然后是低位。DATAread:等待ad转换的上升沿当上升沿出现的时候，就是ad转换的结束，表示可以输出数据，然后开始串口数据读取。串口输出是以最高有效位最先出来，然后依次输出下边的位数，共输出十次。l 检测电路：利用桥式测电阻，并利用差分放大电路测出桥式电压差，2. 52. 6差分放大电路放大倍数是10倍，并输出电压到ad转换。桥式电压测电阻的方法比直接利用电压电流法明确度更高，所以利用桥式电压测电阻。可以抵消一部分电阻误差所带来的影响。注意事项：c51芯片的P0口由于没有上拉电阻所以接负载的时候要接上拉电阻。使用芯片RESPACK，做上拉电阻。l 键盘模块：2. 7正常状态下横线给逻辑0，四根竖线由于上拉电阻是高电平当有按键按下的时候四根线有变为逻辑0,当出现逻辑0的时候就是有按键按下，这时候在将横线的四根依次赋值位0其余位为1，来检测每一根竖线的逻辑电平，例如当第一个按键被按下的时候当横线位0其余为1的时候，检测四根竖线，是哪根竖线变为0，就是那根竖线和相应的横线的交叉点的按键被按下。第三章：代码介绍软件流程介绍：/LCD显示函数模块void LCDWcommond(uchar com);/LCD写命令函数void LCDInitial();/LCD初始化函数void LCDPrint(unsigned char *pointer);/LCD打印字符函数/处理数据函数模块int handledigtalvol(int _contrastvol);/返回温度数据 /TLC1543模块void TLCInitial(uchar address);/TLC初始化函数int TLCEOC(); /TLC转换完成标志位检验函数int TLCDataRead(); /TLC数据读取/键盘模块函数uchar KeyScanfH();/键盘扫描函数void P0LW(uchar num);/p0口低位赋值uchar keyboardscanf();/键盘值扫描void keynormalstate();/没有按键按下键盘低位状态void keyboardstate();/键盘状态机/蜂鸣器设置模块void buzzerset(_temprature);/蜂鸣器/主函数void main()uchar u8tempnum=00.0;/温度字符量保存bufferuchar message=temprature is :;int temprature;/温度数字量保存地址LCDInitial();/LCD初始化TLCInitial(0x00);/TLC初始化while(1)/主循环 LCDWcommond(LCDFIRSTLINE);/第一行开始显示LCDPrint(message);/打印函数keynormalstate();/键盘正常状态temprature=handledigtalvol(TLCDataRead();/返回温度数字量buzzerset(temprature);/蜂鸣器判断/*温度数字量变成字符量*/u8tempnum3=(int)temprature)%10+0x30;u8tempnum1=(int)temprature)/10%10+0x30;u8tempnum0=(int)temprature)/100+0x30;LCDWcommond(LCDTAB);/LCD从第二行开头显示LCDPrint(u8tempnum); /显示温度量if(keypressed=0) /当有键按下时进入按键状态 keyboardstate();/键盘输入状态机流程图：LCD初始化TLC初始化键盘初始化温度检测并返回数据温度和限制温度对比温限设置并保存数据N温度显示 键盘状态 3. Error! Main Document Only.是否有按键按下 Y第四章：测试与总结4. 14. 2根据温度改变一度的电压差改变的数据得到相关的计算公式得到相应的温度数据。analogMv=_contrastvol*51;/实际电压值将近十倍 单位mvtemprature=(analogMv-1340) /28; /传递温度为实际温度值将近十倍 单位得到在20-50度之间的温度基本上误差在0.5以内。实验问题及感想本次实验共遇到以下几个问题：1. 测量电压的电路开始使用的是电压电流的方法，后来经过知道知道这样存在很大的误差，后来会用桥式电压测电阻对的方法，避免了很多期间误差。2. LM016L的使用，在找资料的过程中，发现根本没有多少关于LM016L的数据，后来发现原来LM016L和LCD1602的使用差不多，才知道LM016L的各种控制字，其中由于对于LCD板的时序问题及延迟不是很清楚，导致很多问题，例如不能正常显示，屏幕闪烁。后来通过busy检查以及延迟安排，解决了问题。3. 由于数据处理中的错误导致数据不能正常显示，开始是以为，ad转换环节出现问题，由于开始没有联调，一直没有找到问题出现的地点，导致进度一直卡在那里，通过联调找到问题后，解决了问题，明白了一个真理，工具的使用，使工作量的大幅度的减少。感想：通过本次project,首先对于条理化，层次化代码有了更加直观的理解，因为层次化的代