溫度采集附顯示課程設(shè)計課題論文

1、摘要：本文主要介紹了溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件電路結(jié)構(gòu)及其原理。所設(shè)計的電路具有溫度小信號放大，模數(shù)轉(zhuǎn)換以及顯示的功能。前端可以把溫度傳感器的模擬信號采集到系統(tǒng)中，經(jīng)高保真運算放大器將信號放大，把電壓信號輸入AD轉(zhuǎn)換，利用AD轉(zhuǎn)換工具將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，然后將得到的數(shù)字信號傳送至單片機(jī)，通過程序?qū)π盘栠M(jìn)行處理，最后將采集到的溫度用數(shù)碼管顯示出來。關(guān)鍵詞：溫度采集；單片機(jī)；模數(shù)轉(zhuǎn)換；顯示；1引言溫度是國際單位制中7個基本的物理量之一，是

2、生產(chǎn)過程和科學(xué)試驗中普遍且重要的物理參數(shù)。在工業(yè)生產(chǎn)中，常需對溫度進(jìn)行檢測和監(jiān)控。采用微型機(jī)進(jìn)行溫度檢測顯示，信息存儲及實時控制。對于提高生產(chǎn)效率，節(jié)約能源都有重要的作用。為此，設(shè)計了一種基于89S52單片機(jī)的單通道溫度檢測及顯示系統(tǒng)，可以很容易實現(xiàn)溫度采集及顯示。2方案論證方案一電路采集AD590電壓的微小變化連接到放大電路，經(jīng)放大后送入0809AD轉(zhuǎn)換芯片，將輸入電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量輸出；數(shù)字量有單片機(jī)接收，通過單片機(jī)內(nèi)的程序處理后

3、送到單片機(jī)的輸出口，輸出口后接4個數(shù)碼管顯示模塊，顯示模塊通過74LS164和電阻共同來驅(qū)動，本電路采用靜態(tài)顯示。方案二電路采集AD590電壓的微小變化連接到放大電路，經(jīng)放大后送入MC14433AD轉(zhuǎn)換芯片，將輸入電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字量輸出；數(shù)字量有單片機(jī)接收，通過單片機(jī)內(nèi)的程序處理后送到單片機(jī)的輸出口，輸出口后接SR420561K顯示模塊，顯示模塊通過7407反相器和上拉電阻進(jìn)行段碼和DS75452進(jìn)行位驅(qū)動，從而達(dá)到滿足顯示模塊亮度的

4、需要。本電路采用動態(tài)顯示。通過方案一和方案二的對比可知，因為本塊電路想達(dá)到精確到小數(shù)點后一位，所以需要四塊單獨的數(shù)碼管，對于方案一來說需要4塊74LS164和32個電阻進(jìn)行驅(qū)動，MC14433和0809AD轉(zhuǎn)換芯片在對同一范圍的電壓采集內(nèi)，MC14433要比0809的精度高，又MC14433是3(12)位雙積分型的AD轉(zhuǎn)換器，而0809是逐次比較型的AD轉(zhuǎn)換器MC14433要比0809的抗干擾性強，雖然MC14433的轉(zhuǎn)換速度沒有080

5、9快但是由于溫度在100ms內(nèi)的變化不大不會對結(jié)果造成大的影響，采用靜態(tài)顯示雖然可以減少單片機(jī)的口線的條數(shù)，但是增加了顯示模塊的芯片和電阻的數(shù)量。同時靜態(tài)顯示不能快速的反應(yīng)溫度的變化，綜合上述的比較我們選用了方案二。3系統(tǒng)框圖第2頁外接晶體引腳XTAL1和XTAL2XTAL1（5腳）：接外部晶體和微調(diào)電容的一端。在89S52片內(nèi)是振蕩電路反相放大器的輸出端，振蕩電路的頻率就是晶體的固有頻率。若須采用外部時鐘電路，則該引腳懸空。要檢查89

6、S52的振蕩電路是否正常工作，可用示波器查看XTAL2端是否有脈沖信號輸出。XTAL2（4腳）：接外部晶體和微調(diào)電容的另一端。在片內(nèi)，它是振蕩電路反相放大器的輸入端。在采用外部時鐘時，該引腳輸入外部時鐘脈沖?？刂菩盘栆_RSTRST（腳）：RST是復(fù)位信號輸入端，高電平有效。當(dāng)此電平保持兩個機(jī)器周期（24個時鐘振蕩周期）的高電平時，就可以完成復(fù)位操作。P1口共8腳，準(zhǔn)雙向端口。P3.0～P3.6共7腳，準(zhǔn)雙向端口，并且保留了全部的P3的

7、第二功能，如P3.0、P3.1的串行通訊功能，P3.2、P3.3的中斷輸入功能，P3.4、P3.5的定時器輸入功能。在引腳的驅(qū)動能力上面，89S52具有很強的下拉能力，P1、P3口的下拉能力均可達(dá)到20mA.相比之下，89C5187C51的端口下拉能力每腳最大為15mA。但是限定9腳電流之和小于71mA.這樣，引腳的平均電流只9mA。89S52驅(qū)動能力的增強，使得它可以直接驅(qū)動LED數(shù)碼管。4.2模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片MC144334.2.2MC

8、14433是美國Motola公司推出的單片3位AD轉(zhuǎn)換器，其中集成了雙積分式AD轉(zhuǎn)換器所有的CMOS模擬電路和數(shù)字電路。具有外接元件少，輸入阻抗高，功耗低，電源電壓范圍寬，精度高等特點，并且具有自動校零和自動極性轉(zhuǎn)換功能，只要外接少量的阻容件即可構(gòu)成一個完整的AD轉(zhuǎn)換器，其主要功能特性如下：精度：讀數(shù)的0.05%1字模擬電壓輸入量程：1.999V和199.9mV兩檔轉(zhuǎn)換速率：225次s輸入阻抗：大于1000MΩ電源電壓：4.8V—8V功

9、耗：8mW（5V電源電壓時，典型值）4.2.2各引腳功能說明如下：MC14433采用字位動態(tài)掃描BCD碼輸出方式，即千、百、十、個位BCD碼分時在Q0—Q3輪流輸出，同時在DS1—DS4端輸出同步字位選通脈沖，很方便實現(xiàn)LED的動態(tài)顯示。MC14433的引腳說明：（1）.Pin1(VAG)—模擬地，為高科技阻輸入端，被測電壓和基準(zhǔn)電壓的接入地。圖3MC14433引腳圖（2）.Pin2(VR)—基準(zhǔn)電壓，此引腳為外接基準(zhǔn)電壓的輸入端。MC