51单片机的多路温度采集控制系统设计.pdf

发布时间：2022-05-30 发布人：admin 分类：说明书资料大小：0.18M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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基于 51 单片机的多路温度采集控制系统设计言：随着现代信息技术的飞速发展，温度测量控制系统在工业、农业及人们的日常生活中扮演着一个越来越重要的角色，它对人们的生活具有很大的影响，所以温度采集控制系统的设计与研究有十分重要的意义。本次设计的目的在于学习基于 51 单片机的多路温度采集控制系统设计的基本流程。本设计采用单片机作为数据处理与控制单元，为了进行数据处理，单片机控制数字温度传感器，把温度信号通过单总线从数字温度传感器传递到单片机上。单片机数据处理之后，发出控制信息改变报警和控制执行模块的状态，同时将当前温度信息发送到 LED 进行显示。本系统可以实现多路温度信号采集与显示，可以使用按键来设置温度限定值，通过进行温度数据的运算处理，发出控制信号达到控制蜂鸣器和继电器的目的。我所采用的控制芯片为 AT89c51，此芯片功能较为强大，能够满足设计要求。通过对电路的设计，对芯片的外围扩展，来达到对某一车间温度的控制和调节功能。关键词：温度多路温度采集驱动电路 - 1 -

正文： 1、温度控制器电路设计本电路由 89C51 单片机温度传感器、模数转换器 ADC0809、窜入并出移位寄存器 74LS164、数码管、和 LED 显示电路等组成。由热敏电阻温度传感器测量环境温度，将其电压值送入 ADC0809 的 IN0 通道进行模数转换，转换所得的数字量由数据端 D7-D0 输出到 89C51 的 P0 口，经软件处理后将测量的温度值经单片机的 RXD 端窜行输出到 74LS164，经 74LS164 窜并转换后，输出到数码管的 7 个显示段，用数字形式显示出当前的温度值。89C51 的 P2.0、P2.1、P2.2 分别接入 ADC0809 通道地址选择端 A、B、C，因此 ADC0809 的 IN0 通道的地址为 F0FFH。输出驱动控制信号由 p1.0 输出，4 个 LED 为状态指示，其中，LED1 为输出驱动指示，LED2 为温度正常指示，LED3 为高于上限温度指示，LED4 为低于下限温度指示。当温度高于上限温度值时，有 p1.0 输出驱动信号，驱动外设电路工作，同时 LED1 亮、LED2 灭、 LED3 亮、LED4 灭。外设电路工作后，温度下降，当温度降到正常温度后，LED1 亮、LED2 亮、LED3 灭、LED4 灭。温度继续下降，当温度降到下限温度值时，p1.0 信号停止输出，外设电路停止工作，同时 LED1 灭、LED2 灭、LED3 灭、LED4 亮。当外设电路停止工作后，温度开始上升，接着进行下一工作周期。 2、温度控制器程序设计本软件系统有 1 个主程序，6 个子程序组成。6 个子程序为定时/ - 2 -

计数器 0 中断服务程序、温度采集及模数转换子程序 ADCON、温度计算子程序 CALCU、驱动控制子程序 DRVCON 、十进制转换子程序 METRICCON 及数码管显示子程序 DISP。（1）主程序主程序进行系统初始化操作，主要是进行定时/计数器的初始化。（2）定时/计数器 0 中断服务程序应用定时计数器 0 中断的目的是进行定时采样，消除数码管温度显示的闪烁现象，用户可以根据实际环境温度变化率进行采样时间调整。每当定时时间到，调用温度采集机模数转换子程序 ADCON，得到一个温度样本，并将其转换为数字量，传送给 89C51 单片机，然后在调用温度计算子程序 CALCU，驱动控制子程序 DRVCON，十进制转换子程序 MERTRICCON，温度数码显示子程序 DISP。（3）温度采集及模数转换子程序 ADCON 该子程序进行温度采样并将其转换为 8 位数字量传送给 89C51 的 P0 口。采样得到的温度数据存放在片内 RAM 的 20H 单元中。（4）温度计算子程序 CALCU 根据热敏电阻的分度值和电路参数计算出出一张温度表，存放在 DATATAB 数据表中，由于篇幅关系，本程序只给出 0-49℃的温度数据。一个温度有两个字节组成，前一字节为温度值，后一字节为该温度所对应的热敏电阻上的电压的数字量。根据采样值，通过查表及比较的方法计算出当前的温度值，并将其存入片内 RAM 的 21H 单元。采用查表法计算温度值时为了克服热敏电阻的阻值——温度特性曲 - 3 -

线的非线性，提高测量精度。（5）驱动控制子程序 DRVCON 该子程序调节温度，当温度高于上限温度时（本程序设为 30℃）， P1.0 输出驱动控制信号，驱动外设工作降温；当温度下降到下限温度时（本程序设为 25℃），P1.0 停止输出，温度上升，周而复始；工作状态有 LED1-LED4 指示。（6）十进制转换子程序 METRICCON 将存放于内部 RAM21H 单元的当前温度值得二进制数形式转换为十进制数（BCD 码）形式，以便输出显示，转换结果存放在片内 RAM 的 32H 单元（百位）、31H（十位）、30H 单元（个位）。（7）数码显示子程序 DISP 该子程序利用 89C51 串口的方式 0 串行移位寄存器工作方式，将片内 RAM 的 30H、31H、32H 单元的 BCD 码查表转换为七段码后由 RXD 端串行发出去，然后经 74LS164 串并转换，将七段值传送给数码管，以十进制形式显示出当前温度值。根据以上分析画出的部分程序设计流程图如图 1-0 至图 1-4 所示。 - 4 -

开始在 0000H 处放置一条长跳转指令 LJMP MAIN 跳转到主程序在 0000H 处放置一条长跳转指令 LJMP T0INT 跳转到 T0 中断服务程序图 1-0 部分程序设计流程图的设计框架 - 5 -

主程序计数寄存器 R1 赋初值 10 P1 口赋初值 FFH，所有指示灯全灭堆栈指针 SP 赋初值 60H TMOD 赋初值 01H T0 工作于定时方式 1 软启动 TH0 赋初值 3CH， TL0 赋初值 B0H， T0 定时 100ms IE 赋初值 82H，T0 允许中断 SETB TR0 启动 T0 工作动态停机图 1-1 主程序流程图 - 6 -

N T0 中断服务程序温度采样时间间隔到否 Y 调用温度采用及模数转换子程序 ADCON 调用温度计算子程序 CALCU 调用驱动控制子程序 DRVCON 调用十进制转换子程序 METRICCON 调用数码管显示子程序 DISP T0 重装初值中断返回图 1-2 T0 中断服务程序流程图 - 7 -

温度采样及模数转换子程序将 ADC0809 启动 A/D 转换转换结束否读取转换数据将转换数据存于片内 RAM20H 单元返回图 1-3 温度采样及模数转换子程序流程图 - 8 -

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