尹其暢溫度檢測(cè)系統(tǒng)

1、 智能儀器課設(shè)-溫度檢測(cè)系統(tǒng)課程名稱 智能儀器 任課教師 馮曉明 班 級(jí) 61090801 姓 名 尹其暢 學(xué) 號(hào) 6109080118 2012/3/16第一章 課設(shè)要求(一) 溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)要求1) 溫度檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)范圍是：0-+300；2) 溫度檢測(cè)系統(tǒng)的精度要求為：0.5；3) 溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有通信接口等；4) 該系統(tǒng)具有鍵盤接口，顯示等功能；5) 該系同能夠記錄并儲(chǔ)存24小時(shí)的溫度數(shù)據(jù)；(二) 課設(shè)報(bào)告要求1) 報(bào)告要求闡述該檢測(cè)系統(tǒng)的原理及其相關(guān)設(shè)計(jì)要求；2) 技術(shù)路線包括系統(tǒng)組成圖以及各部分電路圖和軟件算法，并附上源程序；3) 分析該系統(tǒng)報(bào)告的相關(guān)結(jié)果，并闡述該設(shè)計(jì)的優(yōu)劣特點(diǎn)。第

2、二章 溫度檢測(cè)系統(tǒng)的相關(guān)背景 溫度是在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科研等部門中應(yīng)用最普遍的被測(cè)物理量。有資料表明，溫度傳感器的數(shù)量在各種傳感器中位居首位，約占50%左右。因此，溫度測(cè)量在保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，節(jié)約能源，安全生產(chǎn)，促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展等諸多方面起到了至關(guān)重要的作用在工業(yè)領(lǐng)域，溫度、壓力、流量是最常見的三大被檢測(cè)的物理參數(shù)，其中最廣泛的還是溫度量的測(cè)量，隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)溫度的測(cè)量也由過去的刻度溫度計(jì)、指針溫度計(jì)向數(shù)字顯示的智能溫度計(jì)發(fā)展，而且，對(duì)測(cè)量的精度要求也越來越高。該溫度檢測(cè)系統(tǒng)采用單片機(jī)為核心的檢測(cè)系統(tǒng)滿足設(shè)計(jì)要求。第三章 溫度檢測(cè)系統(tǒng)方案規(guī)劃 當(dāng)將單片機(jī)

3、用作測(cè)控系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)總要有被測(cè)信號(hào)懂得輸入通道，由計(jì)算機(jī)拾取必要的輸入信息。對(duì)于測(cè)量系統(tǒng)而言，如何準(zhǔn)確獲得被測(cè)信號(hào)是其核心任務(wù)；而對(duì)測(cè)控系統(tǒng)來講，對(duì)被控對(duì)象狀態(tài)的測(cè)試和對(duì)控制條件的監(jiān)察也是不可缺少的環(huán)節(jié)。30系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)對(duì)數(shù)字信號(hào)的高敏感和可控性、溫濕度傳感器可以產(chǎn)生模擬信號(hào)，和A/D模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換芯片的性能，以單片機(jī)基本系統(tǒng)為核心的一套檢測(cè)系統(tǒng)，其中包括A/D轉(zhuǎn)換、單片機(jī)、復(fù)位電路、溫度檢測(cè)、鍵盤及顯示、系統(tǒng)軟件等部分的設(shè) 系統(tǒng)總體框圖 本溫度檢測(cè)系統(tǒng)由信號(hào)采集、信號(hào)分析和信號(hào)處理三個(gè)部分組成的。 （一） 信號(hào)采集 由溫度傳感器、模擬信號(hào)處理通道及多路開關(guān)組成； （二） 信號(hào)

4、分析 由A/D轉(zhuǎn)換器單片機(jī)基本系統(tǒng)組成； （三） 信號(hào)處理 由串行口通信和LED顯示器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等組成。31 信號(hào)采集 在本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，溫度輸入信號(hào)為多路路的模擬信號(hào)，這就需要多通道結(jié)構(gòu)。方案一、采用多路并行模擬量輸入通道。這種結(jié)構(gòu)的模擬量通道特點(diǎn)為：（1） 可以根據(jù)各輸入量測(cè)量的要求選擇不同性能檔次的器件?？傮w成本可以作得較低。（2） 硬件復(fù)雜，故障率高。（3） 軟件簡(jiǎn)單，各通道可以獨(dú)立編程。方案二、采用多路分時(shí)的模擬量輸入通道。 這種結(jié)構(gòu)的模擬量通道特點(diǎn)為：（1） 對(duì)ADC、S/H要求高。（2） 處理速度慢。（3） 硬件簡(jiǎn)單，成本低。 （4） 軟件比較復(fù)雜。綜合比較方案一與方案二，方案二更

5、為適合于本設(shè)計(jì)系統(tǒng)對(duì)于模擬量輸入的要求，比較其框圖，因?yàn)闇囟茸兓徛圆捎霉貌蓸颖３蛛娐泛虯/D轉(zhuǎn)換器的通道，即為集中式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，所以方案二更具備硬件簡(jiǎn)單的突出優(yōu)點(diǎn)，所以選擇方案二作為信號(hào)的輸入通道。多路并行模擬量輸入通道多路分時(shí)的模擬量輸入通道3. 2溫度傳感器的選擇方案：采用熱電阻溫度傳感器。熱電阻是利用導(dǎo)體的電阻隨溫度變化的特性制成的測(cè)溫元件?，F(xiàn)應(yīng)用較多的有鉑、銅、鎳等熱電阻。其主要的特點(diǎn)為精度高、測(cè)量范圍大、便于遠(yuǎn)距離測(cè)量。利用此技術(shù)制成的溫度檢測(cè)元件主要是熱電偶。熱電偶發(fā)展較早，比較成熟，至今仍為應(yīng)用最廣泛的溫度檢測(cè)元件。熱電偶具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制作方便、測(cè)量范圍寬、精度高、熱慣

6、性小等特點(diǎn)。常用的熱電偶有以下幾種。(1)鎳鉻一鎳硅，型號(hào)為WRN，分度號(hào)為K，測(cè)溫范圍0-900，短期可測(cè)1200。(2)鎳鉻康銅，型號(hào)為WRK，分度號(hào)為F，測(cè)溫范圍0-600，短期可測(cè)800。(3)鉑銠一鉑，型號(hào)為WRP，分度號(hào)為S，在1300以下的使用，短期可測(cè)1600。(4)鉑銠3旺鉑銬6，型號(hào)為WRR，分度號(hào)為B，測(cè)溫范圍300-1600，短期可測(cè)1800圖為上海涌緯自控生產(chǎn)的裝配熱電偶（ 上圖為上海涌緯自控公司裝配熱電偶（3.3多路檢測(cè)信號(hào)的實(shí)現(xiàn) 本設(shè)計(jì)系統(tǒng)為八路的溫度信號(hào)采集，而MC14433僅為一路輸入，故采用CD4051組成多路分時(shí)的模擬量信號(hào)采集電路，其硬件接口如圖所示三、

7、多路檢測(cè)信號(hào)的實(shí)現(xiàn) 本設(shè)計(jì)系統(tǒng)為八路的濕度信號(hào)采集，故采用CD4051組成多路分時(shí)的模擬量信號(hào)采集電路，其硬件接口如八路分時(shí)的模擬量信號(hào)采集電路硬件接口 34 多路開關(guān)多路開關(guān)，有稱“多路模擬轉(zhuǎn)換器”。多路開關(guān)通常有n個(gè)模擬量輸入通道和一個(gè)公共的模擬輸入端，并通過地址線上不同的地址信號(hào)把n個(gè)通道中任一通道輸入的模擬信號(hào)輸出，實(shí)現(xiàn)有n線到一線的接通功能。反之，當(dāng)模擬信號(hào)有公共輸出端輸入時(shí) ，作為信號(hào)分離器，實(shí)現(xiàn)了1線到n線的分離功能。因此，多路開關(guān)通常是一種具有雙向能力的器件。在本設(shè)計(jì)中，由于采用了溫濕度雙量控制，所以在信號(hào)采集中將有兩個(gè)模擬量被提取，這時(shí)選用多路開關(guān)就是很必要的。選用的是CD4

8、051多路開關(guān)，它是一種單片、COMS、8通道開關(guān)。該芯片由DTL/TTL-COMS電平轉(zhuǎn)換器，帶有禁止端的8選1譯碼器輸入，分別加上控制的8個(gè)COMS模擬開關(guān)TG組成。CD4051的內(nèi)部原理框圖如圖3-9所示。CD4051的內(nèi)部原理框圖 圖中功能如下：通道線IN/OUT（4、2、5、1、12、15、14、13）：該組引腳作為輸入時(shí)，可實(shí)現(xiàn)8選1功能，作為輸出時(shí)，可實(shí)現(xiàn)1分8功能。XCOM（3）：該引腳作為輸出時(shí)，則為公共輸出端；作為輸入時(shí)，則為輸入端。A、B、C（11、10、9）：地址引腳INH（6）：禁止輸入引腳。若INH為高電平，則為禁止各通道和輸出端OUT/IN接至；若INH為低電平，

9、則允許各通道按表3-2關(guān)系和輸出段OUT/IN接通。VDD（16）和VSS（8）：VDD為正電源輸入端，極限值為17V；VSS為負(fù)電源輸入端，極限值為-17V。VGG（7）；電平轉(zhuǎn)換器電源，通常接+5V或-5V。CD4051作為8選1功能時(shí)，若A、B、C均為邏輯“0”（INH=0），則地址碼00013經(jīng)譯碼后使輸出端OUT/IN和通道0接通。其它情況下，輸出端OUT/IN輸出端OUT/IN和各通道的接通關(guān)系如下 輸入狀態(tài)接通通道 輸入狀態(tài)接通通道INHCBAINHCBA000000101500011011060 010201117001131xxx均不顯示0100435 信號(hào)分析與處理351

10、A/D轉(zhuǎn)換一A/D轉(zhuǎn)換器的特點(diǎn)為了把溫度、濕度檢測(cè)電路測(cè)出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字量送CPU處理，本系統(tǒng)選用了雙積分A/D轉(zhuǎn)換器MC14433，它精度高，分辨率達(dá)1/1999。由于MC14433只有一路輸入，而本系統(tǒng)檢測(cè)的多路溫度與濕度信號(hào)輸入，故選用多路選擇電子開關(guān)，可輸入多路模擬量。MC14433 A/D 轉(zhuǎn)換器由于雙積分方法二次積分時(shí)間比較長(zhǎng)，所以A/D轉(zhuǎn)換速度慢，但精度可以做得比較高；對(duì)周期信號(hào)變化的干擾信號(hào)積分為零，抗干擾性能也比較好。目前，國內(nèi)外雙積分A/D轉(zhuǎn)換器集成電路芯片很多，大部分是用于數(shù)字測(cè)量?jī)x器上。常用的有3.5位雙積分A/D裝換器MC14433和4.5位雙積分A/D轉(zhuǎn)換器I

11、CL7135二、AD與單片機(jī)的接口設(shè)計(jì)由于MC14433的A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果是動(dòng)態(tài)分時(shí)輸出的BCD碼，Q0Q3HE DS1DS4都不是總線式的。因此，MCS-51單片機(jī)只能通過并行I/O接口或擴(kuò)展I/O接口與其相連。對(duì)于8031單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)來說，MC14433可以直接和其P1口或擴(kuò)展I/O口8155/8255相連。下面是MC14433與8031單片機(jī)P1口直接相連的硬件接口，接口電路如圖所示MC14433與單片機(jī)P1口直接相連的硬件接口3. 5. 2單片機(jī) 為了設(shè)計(jì)此系統(tǒng)，我們采用了8031單片機(jī)作為控制芯片，在前向通道中是一個(gè)非電信號(hào)的電量采集過程。它由傳感器采集非電信號(hào)，從傳感器出來經(jīng)過功

12、率放大過程，使信號(hào)放大，再經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)換成為計(jì)算機(jī)能識(shí)別的數(shù)字信號(hào)，再送入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的相應(yīng)端口。由于8031中無片內(nèi)ROM，且數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器也不能滿足要求，經(jīng)擴(kuò)展2762和6264來達(dá)到存儲(chǔ)器的要求，其結(jié)果通過顯示器來進(jìn)行顯示輸出。 8031引腳圖8031的制作工藝為HMOS，采用40管腳雙列直插DIP封裝，引腳說明如下：VCC（40引腳）正常運(yùn)行時(shí)提供電源。VSS（20引腳）接地。XTAL1（19引腳）在單片機(jī)內(nèi)部，它是一個(gè)反向放大器的輸入端，該放大器構(gòu)成了片內(nèi)的震蕩器，可以提供單片機(jī)的時(shí)鐘信號(hào)，該引腳也是可以接外部的晶振的一個(gè)引腳，如采用外部振蕩器時(shí)，對(duì)于8031而言此引腳應(yīng)該接地。XTAL2

13、（18引腳）在內(nèi)部，接至上述振蕩器的反向輸入端，當(dāng)采用外部振蕩器時(shí)， 對(duì)MCS51系列該引腳接收外部震蕩信號(hào)，即把該信號(hào)直接接到內(nèi)部時(shí)鐘的輸入端。RST/VPD（9引腳）在振蕩器運(yùn)行時(shí)，在此引腳加上兩個(gè)機(jī)器周期的電平將單片機(jī)復(fù)位，復(fù)位后應(yīng)使此引腳電平保持不高于0.5V的低電平以保證8031正常工作。在掉電時(shí)，此引腳接備用電源VDD，以保持RAM數(shù)據(jù)不丟失，當(dāng)BVCC低于規(guī)定的值時(shí)，而VPD在其規(guī)定的電壓范圍內(nèi)時(shí)，VPD就向內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器提供備用電源。ALE/PROG（30引腳）當(dāng)8031訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和程序存儲(chǔ)器，ALE9地址鎖存允許0輸入的脈沖的下沿用于鎖存16位地址的低8

14、位，在不訪問外部存儲(chǔ)器的時(shí)候，ALE仍有兩個(gè)周期的正脈沖輸出，其頻率為振蕩器的頻率的1/6，在訪問外存儲(chǔ)器的是候，在兩個(gè)周期中，ALE只出現(xiàn)一次，ALE斷可驅(qū)動(dòng)8個(gè)LS TTL負(fù)載，對(duì)于有片內(nèi)EPROM的而言，在EPROM編程期間，此腳用于輸入編程脈沖PROG。（29引腳）此腳輸出為 單片機(jī)內(nèi)訪問外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，在讀取外部指令期間， PSEN非有兩次在每個(gè)周期有效，在此期間，每當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，兩個(gè)有效的PSEN非將不再出現(xiàn)，同樣這個(gè)引腳可驅(qū)動(dòng)8個(gè)LSTTL負(fù)載。/VPP（31引腳）當(dāng)保持高電平時(shí)，單片機(jī)訪問內(nèi)部存儲(chǔ)器，當(dāng)PC值超過0FFFH時(shí)，將自動(dòng)轉(zhuǎn)向片外存儲(chǔ)器。當(dāng)保持低電平

15、時(shí)，則只訪問外部程序存儲(chǔ)器，對(duì)8031而言，此腳必須接地。P0，P1，P2，P3：8031有四個(gè)并行口，在這四個(gè)并行口中，可以在任何一個(gè)輸出數(shù)據(jù)，又可以從它們那得到數(shù)據(jù)，故它們都是雙向的，每一個(gè)I/O口內(nèi)部都有一個(gè)8位數(shù)據(jù)輸出鎖存器和一個(gè)8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器，各成為SFR中的一個(gè)，因此CPU數(shù)據(jù)從并行I/O口輸出時(shí)可以得到鎖存，數(shù)據(jù)輸入時(shí)可以得到緩沖，但他們?cè)诠δ芎陀猛旧系牟町惡艽?，P0和P2口內(nèi)部均有個(gè)受控制器控制的二選一選擇電路，故它們除可以用做通用I/O口以外還具有特殊的功能，P0口通常用做通用I/O口為CPU傳送數(shù)據(jù)，P2口除了可以用做通用口以外，還具有第一功能，除P0口以外其余三個(gè)都是

16、準(zhǔn)雙向口。8031有一個(gè)全雙工串行口，這個(gè)串行口既可以在程序下把CPU的8位并行數(shù)據(jù)變成串行數(shù)據(jù)一位一位的從發(fā)送數(shù)據(jù)線發(fā)送出去，也可以把串行數(shù)據(jù)接受進(jìn)來變成并行數(shù)據(jù)給CPU，而且這種串行發(fā)送和接收可以單獨(dú)進(jìn)行也可以同時(shí)進(jìn)行。8031的 串行發(fā)送和接收利用了P3口的第二功能，利用P3.1做串行數(shù)據(jù)接收線，串行接口的電路結(jié)構(gòu)還包括了串行口控制寄存器SCON，電源及波特率選擇寄存器PCON和串行緩沖寄存器SBUF，他們都屬于SFR，PCON和SCON用于設(shè)置串行口工作方式和確定數(shù)據(jù)發(fā)送和接收，SBUF用于存放欲發(fā)送的數(shù)據(jù)起到緩沖的作用。3. 5. 3工作方式它的工作方式可以分做復(fù)位，掉電和低功耗方式

17、等。一、 復(fù)位方式當(dāng)MCS-5l系列單片機(jī)的復(fù)位引腳RST(全稱RESET)出現(xiàn)2個(gè)機(jī)器周期以上的高電平時(shí)，單片機(jī)就執(zhí)行復(fù)位操作。如果RST持續(xù)為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。 根據(jù)應(yīng)用的要求，復(fù)位操作通常有兩種基本形式：上電復(fù)位和上電或開關(guān)復(fù)位。上電復(fù)位要求接通電源后，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。常用的上電復(fù)位電路如圖 (3-15a)中左圖所示。圖中電容C1和電阻R1對(duì)電源十5V來說構(gòu)成微分電路。上電后，保持RST一段高電平時(shí)間，由于單片機(jī)內(nèi)的等效電阻的作用，不用圖中電阻R1，也能達(dá)到上電復(fù)位的操作功能，如圖a所示。上電或開關(guān)復(fù)位要求電源接通后，單片機(jī)自動(dòng)復(fù)位，并且在單片機(jī)運(yùn)行期間，用開關(guān)操作也能

18、使單片機(jī)復(fù)位。常用的上電或開關(guān)復(fù)位電路如圖b所示。上電后，由于電容C3的充電和反相門的作用，使RST持續(xù)一段時(shí)間的高電平。當(dāng)單片機(jī)已在運(yùn)行當(dāng)中時(shí)，按下復(fù)位鍵K后松開，也能使RST為一段時(shí)間的高電平，從而實(shí)現(xiàn)上電或開關(guān)復(fù)位的操作。 根據(jù)實(shí)際操作的經(jīng)驗(yàn)，下面給出這兩種復(fù)位電路的電容、電阻參考值。 單片機(jī)的復(fù)位電路 圖(3-16a)中：Cl10-30uF，R11kO 圖(3-16b)中：C：1uF，RllkO，R210kO 二、掉電和低功耗方式人們往往在程序運(yùn)行中系統(tǒng)發(fā)生掉電的故障，使RAM和寄存器中的數(shù)據(jù)內(nèi)容丟失，使人們丟失珍貴的數(shù)據(jù)而束手無策，8031有掉電保護(hù)，是先把有用的數(shù)據(jù)保存，再用備用電

19、源進(jìn)行供電。3. 6存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)在8031芯片的外圍電路中必須對(duì)其進(jìn)行程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展，和根據(jù)系統(tǒng)的需要對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展。8031對(duì)程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器均可進(jìn)行0000HFFFFH的64K字節(jié)地址內(nèi)容的有效尋址。在前面我們已經(jīng)講過8031外擴(kuò)展存儲(chǔ)器時(shí)，P2作高位的地址輸出，P0作低位地址輸出和數(shù)據(jù)線。一、程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展 由于8031無內(nèi)部ROM ，故擴(kuò)展的程序存儲(chǔ)器地址為0000HFFFFH，考慮系統(tǒng)的需要，我們將8031的程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展為4K EPROM，采用2764作為ROM芯片。程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展的容量大于256字節(jié)，故EPROM片內(nèi)地址線除了由P0口經(jīng)地址存儲(chǔ)器提供低8位地址

20、外，還需要由P2口提供若干條地址線，我們選用8K的2764 EPROM，故地址線應(yīng)該是13條，因?yàn)橄到y(tǒng)中只擴(kuò)展一片EPROM，所以不用片選信號(hào)，即EPROM 的接地。在程序擴(kuò)展中，我們選用的地址鎖存器是74LS373當(dāng)三態(tài)門的為低電平時(shí)，三態(tài)門處于導(dǎo)通狀態(tài)，允許Q端輸出，否則為高電平，輸出為三態(tài)門斷開，輸出端對(duì)外電路呈高阻態(tài)，所以在這里為低電平，這時(shí)當(dāng)G端為高電平時(shí)，鎖存器輸出和輸入的狀態(tài)是相同的，當(dāng)G由高電平下落為低電平時(shí)，輸入端1D8D的數(shù)據(jù)鎖入1Q8Q中。當(dāng)2764處于讀方式下和均為低電平有效。當(dāng)VPP=+5V時(shí)，EPROM處于讀工作方式：這時(shí)由給定地址信號(hào)決定被選中存儲(chǔ)器單元信息。被讀

21、出到數(shù)據(jù)輸出端D0D7上。維持方式：當(dāng)為高電平時(shí)，VPP為+5V，EPROM處于低功耗方式，輸出端均為高阻態(tài)，這與輸入無關(guān)。編程方式：在VPP加上+25V編程電源并在和地端跨接一個(gè)0.1uf的電容以干擾電壓的瞬間對(duì)2764進(jìn)入編程方式，被編程的8位數(shù)據(jù)以并行方式送到數(shù)據(jù)輸出斷編程校驗(yàn)。2764與8031的連接如圖所示程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展在選用芯片擴(kuò)展的同時(shí)要考慮滿足系統(tǒng)的要求的前提下，使電路簡(jiǎn)化，盡量選擇大容量的芯片，以減少芯片組合的數(shù)量，在芯片型號(hào)的選擇上選用滿足應(yīng)用環(huán)境要求的芯片型號(hào)。二、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展在單片機(jī)中有128 字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。但往往在系統(tǒng)的要求下片內(nèi)RAM不能滿足要求，用戶只有

22、選擇擴(kuò)展片外的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，以進(jìn)行存儲(chǔ)系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)。根據(jù)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)采集的要求。我們采用8K靜態(tài)RAM6264進(jìn)行擴(kuò)展。與動(dòng)態(tài)RAM相比，靜態(tài)RAM無須考慮保持?jǐn)?shù)據(jù)而刷新電路，所以擴(kuò)展電路較為簡(jiǎn)單且能滿足系統(tǒng)的要求。6264是8K*8位的靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器芯片。它采用CMOS工藝制作，單一的+5V電源供電，額定功耗是200mW，典型存取時(shí)間200ms，為28線雙列直插封裝。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展與程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展類似，讀寫控制信號(hào)與8031的和相連。P0口通過74LS373與A0A7相連，P2.0P2.4與A8A12相連，P2.7與相連，P0口與D0D7相連作為數(shù)據(jù)線，同時(shí)CE2接+5V電源，GND接地。

23、如圖所示： 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展3. 6. 1數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的掉電保護(hù)單片機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的RAM數(shù)據(jù)是非常容易丟失的，特別是一些珍貴的科研數(shù)據(jù)，一旦丟失后果不堪設(shè)想，因此掉電保護(hù)是必須要做的，一旦電源發(fā)生掉電現(xiàn)象，在掉電的瞬間系統(tǒng)能自動(dòng)保護(hù)RAM中的數(shù)據(jù)和系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)電源恢復(fù)正常供電后能恢復(fù)到掉電前的工作狀態(tài)。3. 7系統(tǒng)時(shí)鐘的設(shè)計(jì)時(shí)鐘電路是用來產(chǎn)生8031單片機(jī)工作時(shí)所必須的時(shí)鐘信號(hào)，8031本身就是一個(gè)復(fù)雜的同步時(shí)序電路，為保證工作方式的實(shí)現(xiàn)，8031在唯一的時(shí)鐘信號(hào)的控制下嚴(yán)格的按時(shí)序執(zhí)行指令進(jìn)行工作 ，時(shí)鐘的頻率影響單片機(jī)的速度和穩(wěn)定性。通常時(shí)鐘由于兩種形式：內(nèi)部時(shí)鐘和外部時(shí)鐘。我們系統(tǒng)采用內(nèi)

24、部時(shí)鐘方式來為系統(tǒng)提供時(shí)鐘信號(hào)。8031內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器，該放大器的輸入輸出引腳為XTAL1和XTAL2，它們跨接在晶體振蕩器和用于微調(diào)的電容，便構(gòu)成了一個(gè)自激勵(lì)振蕩器電路中的C1、C2的選擇在30PF左右，但電容太小會(huì)影響振蕩的頻率、穩(wěn)定性和快速性。晶振頻率為在1.2MHZ12MHZ之間，頻率越高單片機(jī)的速度就越快，但對(duì)存儲(chǔ)器速度要求就高。為了提高穩(wěn)定性我們采用溫度穩(wěn)定性好的NPO電容，采用的晶振頻率為12MHZ。系統(tǒng)時(shí)鐘3. 8 顯示通信電路3. 8. 顯示電路 在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，一般都是把鍵盤和顯示器放在一起考慮。本設(shè)計(jì)是利用8031的串行口實(shí)現(xiàn)鍵盤/顯示

25、器接口。 當(dāng)8031的串行口未作它用時(shí)，使用8031的串行口來外擴(kuò)鍵盤/顯示器。應(yīng)用8031的串行口方式0的輸出方式，在串行口外接移位寄存器74LS164，構(gòu)成鍵盤/顯示器接口，其硬件接口電路如圖3-20所示：鍵盤及顯示與主機(jī)的硬件接口圖中下邊的8個(gè)74LS164：74LS164（0）74LS164（7）作為8位段碼輸出口，74LS138的Y0作為鍵輸入線，Y2作為同步脈沖輸出控制線。這種靜態(tài)顯示方式亮度大，很容易作到顯示不閃爍。靜態(tài)顯示的優(yōu)點(diǎn)是CPU不必頻繁的為顯示服務(wù)，因而主程序可不必掃描顯示器，軟件設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，從而使單片機(jī)有更多的時(shí)間處理其他事務(wù)。 串行通信接口 上圖通過單片機(jī)的rxd

26、 和txd端接芯片max232實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)與計(jì)算機(jī)串行通信接口相連接，從而實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)的通信功能。若采用飛利浦的PDIUSBD12芯片既可以構(gòu)成USB通信接口。 3.9軟件設(shè)計(jì)溫度控制主程序的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下問題：（1）鍵盤掃描、鍵碼識(shí)別和溫度顯示；（2）溫濕度采樣程序流程圖： 度采樣子程序流程圖：鍵掃描程序流程圖：第四章 參考文獻(xiàn) 1 張琳娜，劉武發(fā)傳感檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用中國計(jì)量出版社，19992 胡漢才.單片機(jī)原理及接口技術(shù).清華大學(xué)出版社,19963 楊世成.信號(hào)放大電路.電子工業(yè)出版社,19954 高光天.儀表放大器應(yīng)用.科學(xué)出版社,19955 邵敏權(quán),劉剛.單片機(jī)原理實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用.吉林科學(xué)技

27、術(shù)出版社,1995.16 李華. MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用接口技術(shù).北京航空航天大學(xué)出版,19937 何希才,虹敏.傳感器應(yīng)用接口電路.機(jī)械工業(yè)出版社,1997年8 林濤.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)。重慶大學(xué)出版社，2001 9 楊振江等.智能儀器與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的新器件及應(yīng)用.西安電子科技大學(xué)出版社，2001.12 10 周航慈.單片機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計(jì).北京航空航天大學(xué)出版社，1991.8 11 程德福 林君 .智能儀器 機(jī)械工業(yè)出版社， 2001.12 第五章 報(bào)告分析1、 溫度檢測(cè)系統(tǒng)由于溫度變化比較緩慢，所以共享了采樣保持電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換器即為集中式數(shù)據(jù)采集，這就造成了不能夠嚴(yán)格同步，特別是在采樣路

28、數(shù)多的情況下，同步采得的信號(hào)在采樣保持中會(huì)保持很長(zhǎng)時(shí)間，但是保持器會(huì)有一點(diǎn)的泄漏，又不能獲得嚴(yán)格的同步輸入。2、 溫度檢測(cè)系統(tǒng)的誤差主要包括模擬電路的誤差，采樣保持和轉(zhuǎn)換誤差。所以在選取元件要求是:每一個(gè)元件的精度都要優(yōu)于系統(tǒng)規(guī)定某一最嚴(yán)格的精度的十倍，但是還是要考慮實(shí)際核算的誤差，考慮室溫的波動(dòng)等，適當(dāng)加溫度補(bǔ)償電路等3、 由于把非電量轉(zhuǎn)化成電量，所以在電路不可避免地會(huì)有一些耦合干擾和一些噪聲所以要考慮一些驅(qū)動(dòng)電路屏蔽，接地以及外加濾波器和數(shù)字濾波等4、 由于單片機(jī)使用到下載的程序嚴(yán)格規(guī)范設(shè)計(jì)步驟，增強(qiáng)軟件的可靠性多運(yùn)行看是否能暴露故障，使用看門狗技術(shù)以及軟件陷阱等。5、 載在明白功能及技術(shù)

29、要求之后，在實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化實(shí)際應(yīng)用時(shí)候還要要求可靠性設(shè)計(jì)，便于操作和維護(hù)以及工藝造型和結(jié)構(gòu)，還要注重經(jīng)濟(jì)性.第六章 附錄附錄主程序 /*主程序*/ org 0000h main: mov sp,#60h lcall del lcall del lcall start1 start:mov dptr,#0a000h mov a,#00h movx dptr,a mov dptr,#0c000h mov r1,#0feh mov r2,#10h abc: mov a,r1 movx dptr,a call del rl a mov r1,a djnz r2,abc del:mov r6,#0ffh de

30、l1: mov r7,#64h del2: djnz r7,del2 djnz r6,del1 ret TestKey: clr a mov dptr, #OUTBIT ;8255的PC口,輸出口 mov a, #00h movx dptr, a ;輸出線置為0,即鍵盤的4列設(shè)為0 mov dptr, #IN ;8255的PB口,輸入口 movx a, dptr ;讀入鍵狀態(tài)(有鍵按下,為0) cpl a anl a, #0f0h ;取反, 有鍵按下,為1 ret GetKey: clr a mov a, #11110111b mov dptr, #OUTBIT movx dptr, a mo

31、v dptr, #IN movx a,dptr cpl a anl a, #0f0h call dely Goon1: cjne a,#80h,Goon2 ;C mov r5,#03h lcall clear Goon2: cjne a,#40h,Goon3 ;D mov r5,#02h lcall kaiguai Goon3: cjne a,#20h,Goon4 ;E mov r5,#01h lcall yejing Goon4:cjne a,#10h,Goon5 ;F mov r5,#00h lcall start Goon5: clr a mov a, #11111011b ; 找出鍵所

32、在列(在移位后被保存了) mov dptr, #OUTBIT movx dptr, a ;將鍵的列中,一列置0 Goon6: mov dptr, #IN movx a,dptr cpl a ;取反 anl a, #0f0h ;只保留PB的HIGH4位 call dely Goon7: cjne a,#80h,Goon8 mov r5,#07h ;8 lcall clear lcall yejing9 ljmp goon25 Goon8: cjne a,#40h,Goon9 mov r5,#06h ;9 lcall clear lcall yejing10 ljmp goon25 Goon9: cjne a,#20h