单片机课程设计-多路数字温度监控系统.doc

0 下载量 197 浏览量 更新于2023-11-22 收藏 211KB DOC 举报
《多路数字温度测量系统设计》 本文介绍了一种基于单片机的多路数字温度测量系统的设计。该系统以AT89S51单片机和DS18B20数字温度传感器为核心,可以监测八路环境温度信号,具有-55℃~125℃的测量范围和±0.5℃的显示精度。系统利用蜂鸣器作为报警器,并通过串口实现单片机与PC机的通信,实现了温度的实时监控和报警功能。文中详细介绍了系统的总体设计方案、硬件设计以及软件设计,并给出了相关的硬件连接和软件流程图。同时结合实际的使用经验,介绍了DS18B20数字温度传感器在单片机下的特点和优势。该系统具有一定的实用性,对多点的温度进行实时巡检具有重要的应用价值。
2023-02-27 上传
单片机课程设计报告 题目名称:多路数字温度测量系统设计 系: 电 专 业: 电 班 级: 学 号: 学生姓名: 指导教师: 职 称: 年 月 日 一、摘要 计算机技术的发展和普及提升了数据采集系统的技术水平。在生产过程中,应用数据 采集系统可对生产现场的工艺参数进行采集、监视和记录,以方便人们对数据结果做出 分析判断。基于汇编语言的多路温度采集与处理系统,可以实现对多路不同温度进行实 时检测,通过LED显示当前温度值,可以更直观的观察数据、更便捷的对系统进行控制。 本课题以内置A/D转换器的单片机STC12C5A32AD为核心,对多路的温度进行实时巡检 。采用多个模拟温度传感器LM35测量多路温度。通过LM358构成的同相放大器对模拟温度 信号进行放大,然后送至单片机处理。处理后由四位LED数码管对八路温度予以动态显示 。通过独立式键盘可对测量进行操控。同时该系统还具有报警功能,实现当测量温度超 出- 55 ——125 时发出报警。本文结合实际使用经验,介绍了LM35温度传感器在单片机下的硬 件连接及软件编程,并给出了流程图。 关键词:单片机;温度传感器;放大器;数码管显示;键盘 二、总体方案设计 方案的阐述与特点: 本设计方案以LM35为温度传感器、内置A/D转换器单片机STC89LE516AD为控制核心组 成多点温度测量系统,该系统包括传感器及其放大电路、复位电路、晶振电路、报警电 路、键盘与显示、基准电压电路组成。 1、本方案系统框图为: 图1 总体系统框图 基本工作原理: 如图1所示本设计以LM35模拟温度传感器对八路温度进行实时测量,其输出电压经由LM3 58构成的同相放大器放大后送至单片机的A/D输入口。单片机对输入信号进行模数转换执 行软件程序后,由LED数码管显示温度值,每秒切换一个通道进行轮流显示。通过键盘可 以随时查看指定通道的温度值,当任何一路温度的3次平均值超过设定的下限值或上限值 时,发出警告。 3、它有如下特点: (1)可以监测8路环境温度信号,可以扩充;对8路模拟信号输入进行循环采集,每 路连线采集三次,取平均值。 (2)测量范围为-55 ~+125 ,精度为±0.5 (3)LCD液晶显示或用4位LED数码管进行循环显示,其中最高位通道提示符A~H,低 三位显示实际温度值,每秒切换一个通道进行轮流显示; (4)键盘控制,可随时查看指定通道的温度值; (5)可分别设定每一路的上限制和下限值,若采集平均值超过设定范围,则对应通 道指示灯闪烁10后一直亮,指示灯闪烁是喇叭发声,以示警告。 三、系统硬件设计 本课题的整个系统是由传感器及其信号放大电路、单片机、显示电路、键盘电路、稳 压电路、晶振电路、复位电路等构成。 3.1控制器--单片机设计: 本设计采用的单片机为STC12C5A32AD STC12C5A32AD单片机是单时钟/ 机器周期(1T)的兼容8051 内核单片机,是高速/ 低功耗的新一代单片机,全新的流水线/ 精简指令集结构。STC12C5A32AD单片机主要性能: 高速:1个时钟/机器周期,RISC型8051内核,速度比普通8051快12倍 工作电压:5.5V--3.3V 低功耗设计:空闲模式,掉电模式(可由外部中断唤醒) 工作频率:0~35MHz 时钟:外部晶体或内部RC 振荡器可选 芯片内E2PROM 功能 ISP/IAP,在系统可编程/在应用可编程,无需仿真器 8位8通道ADC,转换速度可达300K/S 2个硬件16位定时器,兼容普通8051 的定时器。再加上2 路PCA 还可再实现2个16位定时器 硬件看门狗(WDT) 全双工异步串行口(UART),由于STC12系列单片机是高速的8051,可再用定时器或PCA软 件实现多串口 如图3.1为STC12C5A32AD引脚图,各引脚功能说明如下: 图3.1 STC12C5A32AD引脚图 Vcc: 电源 GND: 地 P0 口:P0口是一个8位的双向I/O口。对P0端口写"1"时,引脚用作高阻抗输入。当访问外部 程序和数据存储器时,P0口也被作为低8位地址/数据复用。 P1 口:P1 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口,同时也是模拟量输入口,可以对8路模拟量进行模数转换。 P2 口:P2 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口。在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器(例如执行MOVX @DPTR)时,P2 口送出高八位地址。 P3 口:P3 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口。P3口亦作为特殊功能口使用,如表3-1所示。 表3-1 STC12C5A32AD引脚号特殊功能 "P3.0 "RXD(串行输入) " "P3.1 "TXD(串行输出) " "P3.2 "INT0(外部中断0) " "P