基于熱敏電阻的數(shù)字溫度計的設計畢業(yè)設計

商丘師范學院學士學位畢業(yè)設計引言當今社會是一個跨時代的信息化時代，無論是在生活中或是在工業(yè)化生產中對于信息參數(shù)的精確度、及時性和有效性的要求都有了更明顯的增長。在現(xiàn)代信息化的時代中很多科技技術都有了更加深遠的發(fā)展，溫度傳感器技術是其中發(fā)展最快最先進的，溫度傳感器技術在各領域已經得到了廣泛的應用，溫度對人們的生活環(huán)境來說至關重要，在工業(yè)化生產中實時溫度測量同樣重要，溫度的測量在農業(yè)生產中也是不可或缺的，我們選擇研究溫度測量設備意義重大。本文設計是利用所學單片機知識完成熱敏電阻數(shù)字溫度計的自動顯示。通過軟件編程實現(xiàn)溫度轉變電能以及TCL4535的串行A/D轉換和數(shù)字調節(jié)變換等功能。1設計過程和設計方案1.1主要功能：能夠檢測出溫度及其變化量能夠顯示出溫度的變化量參數(shù)要求：設計系統(tǒng)的溫度測量精度：—5%RH—+5%RH溫度測量精度：—0.1℃—+0.1℃系統(tǒng)數(shù)據(jù)的顯示方式：LED數(shù)碼顯示1.2系統(tǒng)總體設計理念該設計的溫度檢測模塊主要組成為電橋，利用溫度檢測模塊對溫度進行檢測，之后由高精密儀表放大器PGA203對所測得的小信號進行放大，然而在放大的過程中可能會出現(xiàn)信號太小，所導致的后續(xù)工作無法進行，選用了OP07對信號進行二級放大以達到系統(tǒng)下一級運行的要求。再通過TLC3545模塊的的A/D串行轉換功能得到的數(shù)字信號，由單片機可以通過讀取功能能夠識別的數(shù)字信號。然后利用單片機讀取所得到的數(shù)字信號，對數(shù)字信號進行運算和各種處理，最后驅動數(shù)碼管進行顯示。單片機AT89C51作為其中最主要部分對整個系統(tǒng)的運行起到了至關重要的作用。1.3設計方框圖系統(tǒng)的硬件電路的組成其實很簡單。主要是由溫度檢測模塊、信號處理模塊、A/D轉換模塊、單片機、按鍵控制模塊、LED顯示模塊所組成的。其中溫度檢測模塊用于溫度檢測，信號處理模塊用于將溫度差值信號轉換成電壓差值信號并將其放大，A/D轉換模塊的主要功能是進行模數(shù)轉換，利用芯片TLC3545對模擬信號進行數(shù)字轉換，單片機模塊是最重要的一部分，它的作用是接受由A/D轉換模塊傳送的溫度數(shù)字信號并對其進行運算和處理，按鍵控制模塊的功能是人工設置信號放大倍數(shù)，LED顯示模塊用于溫度的數(shù)字顯示，并且是實時顯示。系統(tǒng)結構框圖如下圖所示：單片機單片機AT89C51按鍵控制模塊按鍵控制模塊溫度檢測模塊信號處理模塊A/D轉換模塊溫度檢測模塊信號處理模塊A/D轉換模塊LED顯示模塊LED顯示模塊圖1總體設計結構圖2設計原理與結構介紹本設計的溫度測量模塊主要為溫度電橋，溫度電橋采用熱敏屬性較高的鉑敏電阻組成，熱敏電阻組成的電橋處于平衡狀態(tài)。熱敏電阻的屬性是隨著溫度的變化而引起電阻值變化，當電阻值發(fā)生變化時，電橋的平衡狀態(tài)就會隨之發(fā)生改變，最終的結果就是電橋輸出的電壓值發(fā)生變化。隨后電壓信號送入經由信號處理模塊中的儀表放大器，從而對該信號進行放大。A/D轉換模塊的主要功能則是利用芯片TLC3545將模擬信號轉化為數(shù)字信號，然后將得到的數(shù)字信號輸送到到單片機中進行運算和處理。由按鍵控制模塊通過人工操作來設置信號增大的倍數(shù)以滿足顯示器的顯示要求。最后信號的最終數(shù)據(jù)經過單片機處理和運算，由驅動數(shù)碼管實現(xiàn)溫度的顯示。2.1溫度檢測模塊2.1.1常用溫度電橋我們選用的電橋是由靈敏度較高的鉑敏電阻所組成，在所有的熱敏電阻中鉑熱的溫度測量準確度較高，被廣泛的運用于工業(yè)領域，有時會被當作標準的基準儀來使用。熱敏電阻的適用范圍比較廣，由熱敏電阻的特性決定了其一般用于中低溫度的檢測。熱效應是熱敏電阻的一般屬性，即溫度的變化引起電阻值變化的特性。熱敏電阻的溫度測量靈敏度高，在工業(yè)生產中應用很廣泛。2.1.2電橋的實際原理由熱敏電阻Ra、Rb、Rc和RT1組成一個測溫電橋。當溫度為常溫時選擇Ra、Rb、RT1并調節(jié)Rc、使電橋處于平衡狀態(tài)。熱敏電阻的阻值會隨著溫度的不斷升高而不斷變小，這時的整個測溫電橋的平衡狀態(tài)就會被打破．隨之電橋各支路的電壓也就會變得不再平衡。電橋的不平衡體現(xiàn)在輸出電壓的不平衡，也就是電壓的輸出值會發(fā)生變化產生電壓差值，隨后該電壓差值會作為電信號輸入信號處理模塊，進行后續(xù)處理。就是實際使用中的電橋工作原理。其溫度電橋電路如下所示：圖2溫度測量電橋電路2.1.3電橋的原理及上述電路電橋分析（1）電橋平衡條件 (1)(2)電橋輸出電壓公式：(2)（3）電橋靈敏度的實際運算：當橋臂電阻值發(fā)生變化時，就會引起各橋臂的電壓發(fā)生變化。最終使得電橋的狀態(tài)從平衡變?yōu)椴黄胶?，這是電橋所能夠輸出的電壓值的表達式為：(3)由,又電橋開始時平衡,即:(4)(5)在實際應用中我們一般使用橋臂電阻相等，這樣既可以簡化橋路，同時也可以使所選電橋的最，即大靈敏度:(6)如：(7)半橋單臂接法:(8)電橋的靈敏度為：(9)通過計算可以得到靈敏度為:(10)還有另外一種提高電路的靈敏度的方法，就是不斷增加圖3電路圖中的工作電壓[1-2]。2.2儀表放大器的介紹在生活中由于PAG203所具有的放大功能，我們一般將PGA203看成一個簡單的儀表放大器。PGA203對信號具有不同的放大功能，這就取決于它本身的增益的程度。1、2、4、8這四種不同程度的增益決定了PGA203對信號不同程度的放大。以上這些功能為信號的使用提供了很多便利。在輸入以及新的跨電路存在的同時，在同一帶寬范圍內能夠保持增益的數(shù)值不變。增益及偏移激光能夠在一定的范圍內進行微調，在進行微調的同時不需要利用其它的元件就能夠解決。PGA203一般都是陶瓷包裝的，不過常見的也有塑料包裝。在整在工業(yè)生產過程中一般選用陶瓷包裝，因為陶瓷包裝適用溫度范圍比較大。然而商業(yè)使用一般選擇塑料包裝因其生產成本低。PGA203的定值參數(shù)：額定電壓：±18V內部功耗：750mW共模抑制比：80dB最大偏置電流：50Pa信號輸入電壓：±（VCC+0.5V）圖4PGA203引腳圖在放大器PGA203使用的過程中器件的增益和外部元件可能會造成不必要的誤差，在這個時候我們就會注意電容盡最大可能的靠近放大器的引腳端，這樣就會使芯片性能達到最大化。在使用過程中放大器PGA203的檢測端的增益誤差很容易就會發(fā)生，導致這種情況的發(fā)生會有很多因素，一般我們會選擇器件所連接的線盡可能保持最短作為最基本的措施，該措施的目的是使檢測端的誤差盡可能小，小到對系統(tǒng)的正常運行無任何影響。電容的傳輸及用于偏移調節(jié)的電容我們都應該多注意，因為這些是保持電路穩(wěn)定的必要條件。芯片PGA203的增益選擇通常是由A0(引腳1)和A1（引腳2）來控制。表1PGA203的引腳控制和增益誤差PGA203A0A1GAINERROR0010.05%0120.05%1040.05%1180.05%若放大倍數(shù)不能夠達到系統(tǒng)的要求，我們可以利用由按鍵控制模塊通過人工操作來設置信號增大的倍數(shù)以滿足顯示器的顯示要求。這樣做既簡單又方便快捷。PGA203是靈敏度和精確度都很高的儀表放大器，這就確定了PAG203在對信號進行放大操作的過程中產生的誤差較小。雖然PGA203為精密儀表放大器但是也會產生一些比較小的誤差，主要是失調電壓產生的結果，其次任何儀器在制作的過程中其本身都會帶有一定的誤差，測試儀器亦不例外。在使用該芯片的過程中若不注意電源的去耦可能也會有一定的影響。為使PGA203在使用過程中的影響達到最小。我們通常會在使用放大器之前進行去耦操作，在去耦之后使用其放大效果會更好。在一般情況下測量出來的電阻值隨溫度變化引起的變化量都很小，不能夠為下一級所使用，我們一般會選用由OP07搭建的反向放大器對信號進行二次放大，這樣信號就能夠順利的輸入TLC35454A/D轉換器中進行轉換。2.2.1PGA20儀表放大器由OP07和PGA203共同構成的儀表放大器的主要功能是將輸入放大器的信號進行不同程度的放大。而在本設計系統(tǒng)中則是將電橋不平衡時所產生的電壓差值信號進行不同程度的放大。經過放大之后的信號能夠更容易的被應用到系統(tǒng)中，有利于系統(tǒng)的順利進行。通常選用人控制鍵盤來手動設置放大器的放大倍數(shù)，通過單片機的自主控制來實現(xiàn)電壓差值信號的放大倍數(shù)。當加入OP07之后的放大器能夠對信號進行二次放大，以滿足系統(tǒng)的要求，完成系統(tǒng)的后續(xù)運行。放大器的示意圖如下所示：圖5設計中所用放大器的電路原理圖2.3TLC3545的介紹及應用TLC3545是具有串行輸出、自動斷電和偽差動輸入的14位A/D轉換芯片，且具有功耗低及自動電源關閉模式的。該芯片的功耗很低的特點決定了，提供給它很低的電源電壓就可以正常工作的特性。芯片TLC3545的引腳示意圖如下圖所示：圖6TLC3545引腳圖??芯片TLC3545能夠提供的最大的轉換時間間隔為2.67微秒。這個時間間隔用于芯片TLC3545自身的初始化。芯片TLC3545的引腳功能介紹：AIN(+)：同相輸入端。AIN(-)：反相輸入端。REF：參考電壓輸入端。VDD：+電源電壓端。SCLK：串行時鐘。內部電路接地回路。CS：片選擇控制口。在CS端的電平從高電平狀態(tài)轉變?yōu)榈碗娖降倪^程中，也就是電平的跳躍期間，最大延遲時間內數(shù)據(jù)輸出口高組態(tài)狀態(tài)會被自動消除。SDO：轉換結構數(shù)據(jù)串行輸出端口。CS=1，SDO為高阻態(tài)的狀態(tài)。CS=0，TLC3545內開始進行模數(shù)轉換。MSB會作為最先被輸出的數(shù)據(jù)從芯片內輸出，只有在SCLK的處于上升沿的狀態(tài)時其余數(shù)據(jù)才能夠被輸出芯片。若想得到由該端口輸出的數(shù)據(jù)是有效的，就必須在SCLK處于下降沿的狀態(tài)期間才能夠去執(zhí)行輸出操作。要使它的輸出狀態(tài)變?yōu)楦咦钁B(tài)，SCLK必須經過17個上升沿后才能夠實現(xiàn)。在正常工作之前我們要對TLC3545進行初始化操作，這樣的話加入電源后的復位周期就可以進行正常的工作。在復位周期終止后CS為高電平。當SDO輸出表示的是上周期數(shù)據(jù)且其代碼為3FC0H的時，就代表芯片TLC3545發(fā)出了一個有效的復位周期。SDO輸出的代碼的生成是在芯片初始化或一個有效的復位期間。芯片TLC3545具有功能損耗小、控制簡便、成本較低，體積小，而且與單片機的連接的方法很簡單[3-4]。TLC3545與單片機AT89C51的連接示意圖如下圖所示：圖7單片機與A/D轉換的連接示意圖3單片機及其介紹單片機的出現(xiàn)使得很多問題變得簡單又快捷。而Intel公司推出MCS-48系列8位單片機后，單片機的發(fā)展更為迅速。一直到現(xiàn)在51系列經久不衰并得到了最廣泛的應用。隨后又逐漸出現(xiàn)了更多的單片機系列，如位AT89/P89/STC89系列等。其中AT89C51是由ATMEL公司設計生產出來的，AT89C51的特點有耗能低，電壓的低性能比較高。而AT89C51具有很多應用功能，F(xiàn)lash閃速存儲器的容量一般為4K個字節(jié)，I/O端口的總線為32位，通常設定128個字節(jié)為RAM的內存，一般AT89C51的內部會有兩個16位的定時器或者計數(shù)器，串行口的工作方式一般為全雙工的通信方式，擁有一個6響亮的第二即中斷程序，同時還有AT89C51的片內晶振電路。89C51擁有的P0-P3端口是可以與外部信息的交換8位并行接口。是均可輸入輸出的準雙向端口。而本設計僅適用了2個I/O端口，與其它部分相連接。單片機AT89C51的引腳示意圖如下圖所示：圖8單片機的引腳示意圖單片機AT89C51的引腳功能介紹：（1）VCC(40腳)：電源端，+5V。（2）GND（20腳）：接地。（3）P0口：P0口的I/O端口是8位、漏極開路準雙向的，同時P0口的內部具有一個可以被拉動的上拉電阻，在當P0=1時，端口的高電阻是通過內部上拉電阻的上拉實現(xiàn)的。這時可以作為輸入口來使用。作為輸出端口。P0口可以擁有8個LS型TTL負載。P1口：P1口是1個準雙向8位I/O端口，P1=1時，成為高阻抗用以信號的輸入，P1=0時，成為低阻抗是信號的輸出端口。當然在這時P2口在校驗期間同樣能夠去接收高8位地址信號和控制信號。P2口：P2口是1個準雙向8位I/O端口。P2=1時，電阻變高，成為輸入口。用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器的存取功能一般是由P2口來完成的，所以一般由高八位作為P2口的輸出地址。當P2口成為高電平時，這是P2口就會執(zhí)行對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器的RAM操作，執(zhí)行的結果就是P2口輸出其特殊功能寄存器內存儲的內容。P1口引腳P1口引腳的第二功能注釋P1.7SCK是穿行時鐘的信號P1.6MISOP1.5MOSIP1.1T2EX是重載觸發(fā)引腳和它的控制方向P1.0T2是定時器表1P1口引腳的第二功能（6）P3口：P3口是1個準雙向8位I/O端口。P3=1時為高電平，并用作輸入。單片機要想實現(xiàn)讀—修改—輸出的系統(tǒng)操作，其前提條件是P3口能夠在執(zhí)行讀引腳操作的同時1進行讀鎖存器操作。P3口在單片機AT89C51中用到了沒有用過的功能，稱之為P3口的第二功能。P3口的第二功能如下表所示：表2P3口第二功能功能表P3口第二功能注釋P3.7RD外部RAM的讀通信號P3.6WR外部RAM的寫選通信號P3.5T1計數(shù)器1的外部輸入P3.4T0計數(shù)器0的外部輸入P3.3INT1外部中斷1輸入P3.2INT0外部中斷0輸入P3.1TXD串行數(shù)據(jù)發(fā)送口P3.0RXD串行數(shù)據(jù)接收口（7）RST：RST是復位信號輸入端，RST=1是有效。必須在輸入端保持兩個相鄰機器周期的電平為高電平的條件下，才能夠完成單片機所具有的復位操作。ALE/PROG：地址鎖存允許信號。在單片機正常工作的前提下，ALE引腳將頻率為振蕩器頻率fosc的1/6信號作為輸出正脈沖信號.當CPU不再訪問片外存儲器時，ALE端還是向外輸出正脈沖信號該頻率為振蕩器頻率fosc的1/6.ALE端負載能夠驅動8個LS型TTL。（9）/PSEN：程序存儲允許輸出信號端。當從片外程序存儲器取指令時，只有兩次/PSEN發(fā)生在同一個機器周期內才有效。它的負載能力為8個LS型TTL負載。（10）/EA/VPP：使用片內還是片外的ROM作為程序存儲器的選擇端，/EA只有處于低電平時才能夠有效。當需要選擇片內程序存儲器的容量時，我們就將/EA設置為高電平狀態(tài)；設置/EA=0時，無論片內是否有程序存儲器其結果都是程序存儲器全部在片外。（11）XTAL1：XTAL1為內部振蕩電路反相放大器的輸入端，是外接晶體中的一端。當單片機AT89C51利用的是外部的振蕩器時，XTAL1只能夠與接地端相連。（12）XTAL2：XTAL2為內部振蕩電路反相放大器的輸出端，是外接晶體中的另一端。當XTAL2接外部振蕩源，單片機AT89C51必然利用的是外部的振蕩器。外接的Ca,Cb，X112M所組成的電路是單片機的時鐘電路，時鐘發(fā)生器的功能是將振蕩固有頻率分分解為兩個不同的頻率，這樣單片機就擁有兩個不同的時鐘信號Pa和Pb可以使用。晶體頻率與振蕩電路的固有頻率大小等同。3.1單片機的時鐘電路和復位電路晶振電路是單片機中最小的系統(tǒng)工作單元，單片機的晶振電路的功能是為單片機提供運行脈沖信號，這樣該脈沖就是單片機的工作速度，但是該脈沖必須配合外部晶體來實現(xiàn)振蕩的電路。我們也可以形象的認為單片機的時鐘電路是單片機的心臟，為單片機的運行提供動力。為確保同步工作方式的順利進行，一般會保持電路在唯一的時鐘信號控制下嚴格地按時序進行工作。當時鐘為0時，單片機無法正常工作；若時鐘大于單片機的工作頻率，單片機也無法正常工作。本設計使用了時鐘電路的內部振蕩電路。89C51單片機的內部有用于組成振蕩器的高增益反相放大器，在該放大器中引腳XTAL1當作輸入端口、引腳XTAL2當作輸出端口。外接晶體諧振器、電容C1、電容C2共同構成了并聯(lián)諧振回路。復位電路就是單片機的初始化，將PC地址內的地址單元初始化為0000H，這樣單片機開始執(zhí)行程序的初始位置就變?yōu)?000H單元。當系統(tǒng)的正常初始化時該系統(tǒng)可以自發(fā)的進行復位操作，當然也會有例外如：當系統(tǒng)在運行過程中其自身出現(xiàn)錯誤指令使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)，或執(zhí)行系統(tǒng)操作錯誤使系統(tǒng)處于死鎖狀態(tài)，一旦出現(xiàn)上述狀況，我們可以通過按復位鍵來重新啟動系統(tǒng)程序。復位可分為兩種形式，上電自動復位和手動復位[5-7]。單片機的時鐘電路和復位電路組成的單片機的基礎電路如下圖所示：圖9單片機的時鐘電路和復位電路4鍵盤電路設計鍵盤在本系統(tǒng)中的主要功能是人工干預單片機設置放大器放大倍數(shù)。鍵盤實際就是一組按鍵開關集合。鍵是否閉合，則反映在輸出電壓是現(xiàn)高電平還是低電平，若高電平表示斷開，那么低電平就表示鍵閉合，因此可以通過這種方式來確認按鍵按下與否。為確保CPU對一次按鍵動作只確認一次按鍵，就必須消除抖動的影響，只有這樣才能使鍵盤在單片機系統(tǒng)中的使用得更加穩(wěn)定。在生活中鍵盤接口的方式包括矩陣式鍵盤接口方式和立式按鍵接口方式。為滿足本設計的要求，鍵盤主要是用來設置PGA203的放大倍數(shù)。本設計則需要采用獨立式鍵盤來完成這一功能要求。其電路連接上如圖所示。圖10獨立式鍵盤與AT89C51連接圖4.1鍵盤的機械抖動在Y0為低電平時S1鍵就會進行一次閉合，S1鍵閉合的一般過程：如下圖中tb和td分別作為S1鍵的閉合、斷開進程中的機械抖動時期，開關的機械特性決定了其時間間隔的長短，其時間間隔一般為5～10ms。tc定義為閉合的穩(wěn)定時間段，我們按鍵動作的頻率決定了它的時間長短，當然這個時間一般會很短。ta和td設定為為S1鍵的斷開期。以上介紹的就是鍵盤閉合一次所要經過的各個時期。這樣我們就很容易判斷鍵盤的閉合時間段。在該設計中我們要確定CPU對鍵盤的閉合只進行了一次處理操作。由此我們進行抖動消除操作的處理。無論何時檢測到有任意的鍵盤按下去的時候。系統(tǒng)都會自動執(zhí)行延時10ms的子程序，這個時間段用于檢測電平是閉合還是斷開狀態(tài)，當電平閉合時就確認按下了鍵盤，結果是消除了抖動的影響[8-10]。鍵盤的機械抖動示意圖如圖所示：圖11鍵盤的機械抖動示意圖5.LED顯示模塊LED顯示器通常是由發(fā)光二極管組成的，所以二極管導通的過程中會出現(xiàn)發(fā)光段或發(fā)光點。數(shù)碼管的制作方式包括“條形七段式”、“反射罩式”、“多位數(shù)字式”、“單片集成式”等等。（1）反射罩式數(shù)碼管：反射罩式數(shù)碼管有兩種封裝方式分別為空封、實封。其中實封所要使用的材料一般是具有散射劑的環(huán)氧樹脂及染料的環(huán)氧樹脂?？辗饩褪窃跀?shù)碼管的上方利用濾波片或者勻光膜進行密封，在芯片和底板上涂上透明的絕緣膠，這樣做既可以提高器件的可靠性又可以提高光效率。（2）條形七段式：條形七段式數(shù)碼管制作品方式為混合封裝形式。它的主要材料為磷化鎵，這種制作方式制作的步驟一般為將作為管芯的磷化鎵原材料制成可以粘貼在“可伐”的日字框上的條形，再利用焊壓工藝進行焊接，隨后利用環(huán)氧樹脂對它進行密封式的包封。（3）單片集成式數(shù)碼管：該方式針對于大部分的顯示器在發(fā)光材料基片上（大圓片），使用更多的數(shù)碼顯示管以組成更多的7段顯示圖。該方式通常使用壓焊工藝進行制作。5.1LED顯示器結構原理發(fā)光二極管的組成材料種類很多，而且有很多種材料都具有其特殊的屬性，我們在本設計中選用的是砷化鎵，砷化鎵半導體二極管的特點是，二極管加上正向電壓是導通發(fā)光，而加上反相電壓時閉合不再發(fā)光。共陰極、共陽極是七段LED的典型結構，而本設計選擇了共陽極接法。（1）共陰極接法在LED數(shù)碼管的內部結構中若干個發(fā)光二極管的陽極相互連接，而且所有二極管的陽極極連接在一起構成了它的公共端，而且公共端與+5V的電壓相連接為LED數(shù)碼管提供電源。使它們的公共陰極接地，該段發(fā)光二極管發(fā)光。（2）共陽極接法若若干個發(fā)光二極管的陰極相互連接的話，則它們的公共端則是由二極管的陰極相連接構成的，則數(shù)碼管的另一端就是數(shù)碼管的沒有連接在一起的那一端，若想發(fā)光二極管能夠發(fā)光只有在二極管的陽極接1的情況下才能發(fā)生而本中采用了共陽極接法。每段分別命名為a、b、c、d、e、f、g、dpLED數(shù)碼顯示管的顯示結果需要8個字符來表示數(shù)字，8個字符也就是一個字節(jié)，這樣它們的代碼均為一個字節(jié)。例如，顯示“0”，則a、b、c、d、e、f、g、dp分別為00000011B；而顯示“A”，則a、b、c、d、e、f、g、dp分別為00010001B（共陽極）。LED數(shù)碼管組成示意圖如下圖所示：圖12七段LED的整體圖表3七段LED字形碼顯示字符共陽字形碼共陰字形碼顯示字符共陽字形碼共陰字形碼0C0H3FHCC6H39H1F9H06HDA1H5EH2A4H5BHE86H79H3B0H4FHF8EH71H499H66HP8CH73H592H6DHUC1H3EH682H7DHRCEH31H7F8H07HY91H6EH880H7FHH89H76H990H6FHLC7H38HA88H77H滅FFH00HB83H7CH———5.2LED的電路圖顯示模塊的功能是實時顯示溫度的變化量以便于生產和生活中的應用。在進行實時動態(tài)顯示的過程中，顯示模塊選用了8位數(shù)碼管進行接收數(shù)據(jù)并對其進行顯示。通過芯片74LS373對數(shù)碼管進行控制。LED驅動電路的示意圖如下圖所示：圖14LED驅動電路示意圖6整體硬件原理首先有溫度檢測模塊對外界溫度變化進行檢測。然后將產生的信號信號輸入儀表放大器進行放大進行不相應程度的放大，在放大的信號還不能滿足系統(tǒng)的要求時，我們通過單片機控制的人工按鍵操作來設置放大信號的倍數(shù)，以滿足系統(tǒng)對信號的放大倍數(shù)的要求。然后由具有A/D串行轉換功能的芯片TLC3545將模擬信號轉化成數(shù)字信號。然后利用單片機讀取所得得到的數(shù)字信號，對數(shù)字信號進行運算和各種處理，最后驅動數(shù)碼管進行顯示。其整體硬件原理圖如下圖所示：圖15原理硬件圖6.1程序模塊設計本設計的系統(tǒng)程序主要由單片機程序主函數(shù)、PGA203放大倍數(shù)控制函數(shù)、TLC3545A/D串行轉換函數(shù)、按鍵控制函數(shù)和顯示函數(shù)組成。其中單片機程序函數(shù)由單片機復位電路為系統(tǒng)提供初始化操作，并不間斷有次序的進行讀取溫度示數(shù)、并實時顯示溫度變化示數(shù)。每2s進行一次溫度測量。在這2s期間溫度測量設備系統(tǒng)不僅能夠準確測的溫度的變化量，且能夠顯示在LED顯示屏上[11-12]。其程序流程如下圖所示：YY初始化選擇放大倍數(shù)啟動A/D數(shù)據(jù)處理返回顯示倍數(shù)放大是否合適N圖16系統(tǒng)程序邏輯圖4結語這個畢業(yè)設計主要是運用了單片機AT89C51的控制功能，單片機AT89C51為系統(tǒng)的中心，同時還使用了一些其他的芯片如：TLC3545、PAG203、OP07等。利用這些芯片組成了溫度監(jiān)控系統(tǒng)電路，實現(xiàn)了溫度的測量及溫度的顯示等功能。該設計的系統(tǒng)具有安全性能高、準確性高、溫度測量誤差小、設備安裝簡便、精確度高等優(yōu)點。通過此次論文課題的設計，進一步掌握了C語言、單片機、熱敏電阻等知識，使我對單片機和編程以及熱敏傳感器等內容產生了濃厚的興趣，并且對當今單片機、熱敏電阻的最新發(fā)展計數(shù)有所了解，在畫圖的過程中利用了Protel畫圖軟件，從不懂不會，一步步摸索到將所有原理圖的完成，在這期間我學會多的新知識，在這個過程中，我將把這份壓力變成動力，不斷充實自己，不斷學習，不斷進步。參考文獻[1]趙斌.簡單數(shù)字溫度計的設計[J].武漢工學院學報,2003(4):1-2.[2]閻石.數(shù)字電子技術基礎[M].北京:高等教育出版社,2003.[3]石大慶.一種數(shù)字溫度計的設計[J].實驗科學與技術,2012(1):179.[4]瞿貴榮.LED數(shù)碼管的結構、特性及應用[J].家庭電子,1997,(9):45-46.[5]陳明熒.89C51單片機課程設計實訓教材[M].北京:清華大學出版社,2004.[6]李廣弟.單片機基礎[M].北京:北京航空航天大學出版社,2011.[7]李海玲,王航宇.基于AT89C51&DS18B20的數(shù)字溫度計設計[J].國外電子元器件,2008(11):82-84.[8]趙偉軍.Protel99SE教程[M].北京:人民郵電出版社,2004.[9]樓然苗.51系列單片機原理及應用[M].北京:北京航空航天大學出版社,2014.[10]李朝青,劉艷玲.單片機原理及接口技術[M].北京:北京航空航天大學出版社,2010.[11]W.Wojciak,NAPIERALSKIA.AnanalonguehumidsensorintegratedintheCOMOStechnology[J].In:Proc.THERMINIC’95Workshop.France:Grenoble.195.15(28):25-26.[12]ARABIK,KAMINSKAB.B