"80C51单片机温度测试系统设计"

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0 下载量 118 浏览量 更新于2024-02-22 收藏 238KB DOC 举报
停留在纸面上,很难有机会将所学的知识真正运用起来,而课程设计就提供了一个很好 的机会,能够对所学知识进行全面、系统、深入地理解,培养运用所学知识解决实际问题的 能力。这对于学生未来的工程实践能力和创新能力有很大的促进作用。 3、有利于系统工程观念的形成 进行课程设计,就要求学生在设计过程中要具有系统性、全局性的观念,需要考虑到系 统中各部分之间的相互关联、相互作用,这就促使学生形成系统工程观念。 4、有利于实践操作技能的提高 在进行课程设计的过程中,需要学生综合应用所学的理论知识和实际技能,沟通实验设 备,选择元器件,进行线路连接、软件设计和调试等操作。这就促使学生综合运用所学知 识解决实际问题,提高实践操作技能。 5、对于培养学生的创新精神、动手能力和实践能力非常有益。 1.2课程设计的要求: 考虑到学生的实际情况,我们设计此次课程设计的要求为: 1、独立完成,不得抄袭。 2、严格按照设计要求和时间节点完成课程设计。 3、自行做好课程设计规划,并于规定时间内交给负责老师。 4、与本课程教学相结合,选取相关实验内容与之配套。 5、按时交验清楚的实验报告。二、 系统设计的要求 2.1总体要求 本次课程设计的主要任务是通过对部分数字电子技术、单片机技术的学习和实践,对 温度测试系统进行设计、组装,使学生能够初步掌握与实际应用相关的数字电子技术和单 片机控制技术。 2.2功能要求 (1) 可采集一定范围内的温度,并显示到数码管上,同时可通过串口发送至计算机端。 (2) 可通过键盘设置设定温度,并进行比较显示。 (3) 当温度达到设定温度时能够有声报警。 2.3性能要求 (1) 采样精度高、测量精度高。 (2) 温度范围宽,可显示负温度。 (3) 稳定性好。 三、 硬件系统设计 其硬件系统设计见课程设计的电路原理图。 四、 软件系统设计 软件设计是整个温度测试系统的灵魂所在,基本实现上面总体要求、功能要求和性能 要求。温度测试系统的软件系统设计主要包括两个方面:上位机软件的编程以及单片机软 件的设计和编写。 四.一 上位机软件的设计 上位机软件是用 VB6.0编程语言设计的,主要负责串口的数据采集和显示、键盘的操作、传感 器的校正以及报警功能。 四.二 单片机软件的设计 上位机与单片机之间通过串口连接进行数据的传输......"
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一、 引 言 随着现代科技的发展,单片机控制无疑为人带来了诸多方便,他的性能虽然与PC机无 法相比,但它体积小,价格低,高可靠性,智能性,实时性,可塑性好等优点,使它应 用于诸多控制领域。近年来,随着电子技术和微机计算机的迅速发展,单片机的档次不 断提高,其应用领域也在不断的扩大,已在工业控制、尖端科学、智能仪器仪表、日用 家电、汽车电子系统、办公自动化设备、个人信息终端及通信产品中得到了广泛的应用 ,成为现代电子系统中最重要的智能化的核心部件。 80C51是INTEL公司MCS- 51系列单片机中最基本的产品,采用INTEL公司可靠的CHMOS工艺技术制造的高性能8位单 片机,属于标准的MCS- 51的HCMOS产品,结合了HMOS的高速和高密度技术及CHMOS的低功耗特征,继承和扩展了 MCS- 48单片机的体系结构和指令系统。80C51内置中央处理单元、128字节内部数据存储器RA M、32个双向输入/输出(I/O)口、2个16位定时/计数器和5个两级中断结构,一个全双工 串行通信口,片内时钟振荡电路。此外,80C51还可工作于低功耗模式,可通过两种软件 选择空闲和掉电模式。在空闲模式下冻结CPU而RAM定时器、串行口和中断系统维持其功 能。掉电模式下,保存RAM数据,时钟振荡停止,同时停止芯片内其它功能。80C51有PD IP(40pin)和PLCC(44pin)两种封装形式。 1.1.1课程设计的意义: 课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能 力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新 日异,单片机技术已经成为当今计算机应用中空前活跃的领域,在生活中可以说得是无 处不在。因此作为二十一世纪的大学来说掌握数字电子技术是十分重要的。而课程设计 是深入学习,真正掌握单片机原理与接口技术的有效途径: 1、有利于基础知识的理解 通过《单片机原理与接口技术》的学习,掌握了数字技术基础知识和基本技能,具备了在 日常生活与学习中应用数字技术解决问题的基本态度与基本能力。但是,对于器件选择 、电路仿真模拟、电路搭建等知识内容的理解比较肤浅。通过课程设计就能真正理解, 从而进一步加强理论知识的学习。 2、有利于逻辑思维的锻炼 在常规的理论学习中,我们的思维常常处于混乱的状态。写起作文来前言不搭后语,解 起数学题来步骤混乱,这些都是缺乏思维训练的结果。课程设计设计是公认的、最能直 接有效地训练创新思维,培养分析问题、解决问题能力的途径之一。整个设计过程都需 要有条理地构思,中间有猜测设想、判断推理的抽象思维训练,也有分析问题、解决问 题、预测目标等能力的培养。 3、有利于治学态度的培养。 在课程设计中,会遇到各种问题和困难,可能要通过几次乃至十多次的反复修改、调试 ,才能成功,但这种现象会随着学习的深入而慢慢改观。可以培养严谨治学、一丝不苟 的科学精神和不怕失败、百折不挠品格。 1.1.2 设计目的 1、通过课程设计,掌握以单片机核心的电路设计的基本方法和技术,了解表关电路 参数的计算方法。 2.通过实际程序设计和调试,逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。 3.通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程,使学生了解开发一单片机应用系 统的全过程,为今后从事相应的工作打下基础。 1.2 设计任务 设计要求:利用温度传感器和ADC0809采用中断方式设计一个温度测试系统,每隔2秒 测量一次,将测试结果(十进制)在LED上显示出来。定义一个保持按键,当按下该键时 ,将当前的测试值保持不变(按键不动作时为正常测量显示)。温度显示格式为:XXX 。 温度测量范围为:20~100 二 系统设计 2.1 硬件设计 2.1.1总体设计框图: 根据课题,温度采集部分选择常用的Pt100热敏电阻,其电阻温度系数为3.9×10-3/ ,0 时电阻值为100Ω,电阻变化率为0.3851Ω/ 。铂电阻温度传感器精度高,稳定性好 ,应用温度范围广,是中低温区最常用的一种温度检测器,在+10 ~+150 范围内,阻值 与温度的关系线性度非常好,通常把这一温度范围作为有效温度范围,本题目要求的温 度范围是+20 ~+100 ,正好位于有效范围内,故温度采集电路部分相对较为简单。 51单片机与ADC0809、显示器以及锁存器部分的电路已经具有比较成熟的连接方法, 因此硬件电路的设计比较简单。 根据以上分析,可以得出系统的原理框图如下: 系统的原理框图 2.1.2温度采集电路的设计 温度采集电路设计如下,电路图如图2所示: 图2 温度采集电路图 电路说明: 将Pt100接入一个差动运算放大器,其电压放大倍数为R6/R5。其后再接入一个低通滤 波放大电路,其放大倍数为(R11+RW1)/R9。所以