基于AT89C52單片機(jī)的溫度檢測(cè)及顯示設(shè)計(jì)
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1 元器件的選擇
1.1 核心芯片的選擇
AT89C52單片機(jī)價(jià)格低廉，輸入輸出口豐富，無(wú)需再另外擴(kuò)展，簡(jiǎn)化了外圍電路。256 B內(nèi)部RAM，8 kB內(nèi)部ROM，程序存儲(chǔ)空間大，防止由于字模過(guò)多而造成存儲(chǔ)空間不夠。另外由于前期開(kāi)發(fā)需要多次的寫(xiě)入、擦除，而89C52可以完成1 000次寫(xiě)／擦，故滿(mǎn)足要求。
1.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的選擇
ADC0809是8位的A／D轉(zhuǎn)換芯片，為逐次逼近型。由單一的+5 V電源供電，片內(nèi)帶有所存功能的8路模擬多路開(kāi)關(guān)，可對(duì)8路0～5 V的輸入模擬電壓信號(hào)分時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，完成一次轉(zhuǎn)換約需100μs；片內(nèi)的地址譯碼和鎖存電路，將單片機(jī)的三條地址信號(hào)譯碼生成選擇八路模擬通道。輸出具有TTL三態(tài)鎖存緩沖器，可以直接接到單片機(jī)的數(shù)據(jù)線上。
1.3 溫度傳感器的選擇
溫度傳感器類(lèi)型很多，目前出現(xiàn)的石英體溫度傳感器如AD590具有很高的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確度和良好的線性，抗干擾能力強(qiáng)。單總線數(shù)字型的溫度傳感器DS18B20直接產(chǎn)生溫度數(shù)字信號(hào)，不需要A／D轉(zhuǎn)換，準(zhǔn)確度、穩(wěn)定性都相當(dāng)高，但這些傳感器的適用范圍不廣，不利于以后其他功能的擴(kuò)展。所以本次采用TREND公司的鉑熱電阻溫度傳感器T／PI／HT，傳感器的工作電壓為24 V，輸出電流為4～20 mA，外接250 Ω精確電阻用于提取電壓時(shí)進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換，ADC0809的輸入電壓在1～5 V范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)的測(cè)量溫度范圍為-10～+160℃。
2 AT89C52的設(shè)計(jì)應(yīng)用
2.1 硬件設(shè)計(jì)
根據(jù)設(shè)計(jì)儀表的功能要求，本設(shè)計(jì)要完成以下功能：
(1)數(shù)字化測(cè)量，顯示及報(bào)警裝置；
(2)顯示指定位置溫度的數(shù)值及其動(dòng)態(tài)曲線圖；
(3)多路模擬數(shù)據(jù)的采集、處理；
(4)溫度值字體的放縮。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。
2.2 軟件設(shè)計(jì)
用C語(yǔ)言進(jìn)行單片機(jī)程序設(shè)計(jì)，采用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)思想：在總體設(shè)計(jì)中采用“自頂而下”(TOP-DOWN)的方法，在程序設(shè)計(jì)中采用模塊化編程。把整體任務(wù)分成一個(gè)個(gè)子任務(wù)，子任務(wù)再分子任務(wù)，逐層細(xì)分，每個(gè)子程序都完成其規(guī)定的功能，明確輸入輸出。將這些程序連接起來(lái)就構(gòu)成整體流程圖。模塊化編程，每個(gè)模塊結(jié)構(gòu)完整，相互獨(dú)立的程序段。如液晶模塊的寫(xiě)控制指令、寫(xiě)顯示數(shù)據(jù)、清屏；數(shù)據(jù)處理中的工程量轉(zhuǎn)換，均值濾波等。這些程序可以任意調(diào)用、修改，使整個(gè)程序結(jié)構(gòu)清晰，組合靈活，維護(hù)調(diào)試方便。
2.2.1 主流程圖
主流程圖如圖2所示。主要包括程序初始化部分，主要完成的任務(wù)是初始化液晶顯示屏，初始化單片機(jī)各口狀態(tài)和設(shè)初始閾值，檢測(cè)位置為第一路；按確定鍵后系統(tǒng)開(kāi)始工作，顯示第一路位置的溫度及其動(dòng)態(tài)顯示圖的主頁(yè)面；當(dāng)按下設(shè)置鍵時(shí)，液晶屏幕顯示一個(gè)選擇界面，可選擇設(shè)置檢測(cè)位置，檢測(cè)位置閾值；通過(guò)上下鍵可進(jìn)行選擇，選擇界面的箭頭指向設(shè)置位置時(shí)，按確定就可進(jìn)入位置的設(shè)置，設(shè)置完畢后，確定健返回；直接再按確定鍵可顯示放大的溫度字體。
2.2.2 測(cè)溫流程圖和曲線顯示流程
啟動(dòng)ADC0809時(shí)需根據(jù)啟動(dòng)的檢測(cè)位置不同查表選用不同的通道地址表；設(shè)定ADC0809轉(zhuǎn)換時(shí)間，采用延時(shí)等待后，再讀取它的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)；根據(jù)溫度傳感器的量程得出轉(zhuǎn)換公式；為了便于顯示，需要把各位數(shù)分離，分離出了百位數(shù)、十位、個(gè)位、十分位和百分位；建立一個(gè)0～9的數(shù)字字模表，取模顯示。溫度顯示和曲線顯示流程圖分別如圖3和圖4所示。
2.2.3 閾值設(shè)置流程圖
閾值溫度f(wàn)t為外部變量，在整個(gè)程序中都有效，每按一次“上”鍵ft=ft+1，按“下”鍵時(shí)ft=ft-1，檢測(cè)位置的設(shè)定與其相似。閾值設(shè)置流程圖如圖5所示。
3 結(jié)語(yǔ)
本文對(duì)AT89c52單片機(jī)在智能溫度檢測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)行了設(shè)計(jì)研究，該系統(tǒng)還可方便接人其他模擬量傳感器，功能擴(kuò)展性好。液晶模塊顯示和鍵盤(pán)操作設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)，人機(jī)交互界面好。檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，線性度好，降低了系統(tǒng)成本，增強(qiáng)了系統(tǒng)的通用性。軟件設(shè)計(jì)采用C語(yǔ)言，可移植性好，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，開(kāi)發(fā)速度快，大大減少了軟件開(kāi)發(fā)的時(shí)間，具有一定的實(shí)用價(jià)值。
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