用ADC0808設(shè)計(jì)的調(diào)溫報(bào)警器

...wd......wd......wd...專(zhuān)業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)題目用ADC0808設(shè)計(jì)的調(diào)溫報(bào)警器學(xué)院專(zhuān)業(yè)電子信息工程班級(jí)信工〔2〕班學(xué)號(hào)姓名指導(dǎo)教師張副教授2011年10月摘要目前單片機(jī)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難尋找到哪個(gè)領(lǐng)域沒(méi)有單片機(jī)的蹤跡。溫度是一個(gè)十分重要的物理量，對(duì)它的測(cè)量和控制有十分重要的意義。本課程設(shè)計(jì)借助電路仿真軟件Protues對(duì)基于AT89C51單片機(jī)的溫度報(bào)警器的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的內(nèi)容是由單片機(jī)、ADC0808作為溫度調(diào)節(jié)器、并由數(shù)碼管顯示的溫度報(bào)警器。當(dāng)調(diào)節(jié)溫度小于60攝氏度或者高于160攝氏度，系統(tǒng)將產(chǎn)生不同頻率的聲音，并且對(duì)應(yīng)的LED等閃爍。本次設(shè)計(jì)的溫度報(bào)警器在日常生活和工業(yè)應(yīng)用非常廣泛，程序內(nèi)部設(shè)定有報(bào)警上下限，在生活在具有使用價(jià)值和廣泛的前景。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；數(shù)碼管；ADC0808AbstractCurrentlymicrocontrollerpenetratedintoeveryaspectofourlives,almostdifficulttofindwhichareasnotracesofsingle-chipmicrocomputer.Thetemperatureisaveryimportantphysicalquantities,foritsmeasurementandcontrolisveryimportant.ThiscourseisdesignedbymeansofcircuitsimulationsoftwareProtuesbasedonAT89C51single-chiptemperaturealarmdesign,designcontentiscomposedofasinglechipcomputer,theADC0808temperatureregulator,andadigitaldisplayoftemperaturealarm.Whenadjustingthetemperaturelessthan60degreesorabove160degreesCelsius,thesystemwillproducedifferentfrequenciesofsound,andthecorrespondingLEDscintillation.Thedesignofthetemperaturealarmindailylifeandindustrialapplicationisveryextensive,theinternalproceduresofsettingalarmlimits,inhastheusevalueandabroadprospect.Keywords:singlechipmicrocomputer;digitaltube;ADC0808目錄TOC\o"1-2"\h\z\u摘要2前言41．設(shè)計(jì)任務(wù)41.要求42.硬件設(shè)計(jì)42．芯片81.ADC080882．引腳功能〔外部特性〕83.ADC0808工作時(shí)序113．軟件設(shè)計(jì)12．流程設(shè)計(jì)121.報(bào)警子程序框圖122.揚(yáng)聲器發(fā)聲子程序流程圖123.主程序流程圖124．電路原理圖131.元器件：142模塊設(shè)計(jì)說(shuō)明143．仿真16完畢語(yǔ)17參考文獻(xiàn)17附錄18程序18前言基于AT89C51單片機(jī)設(shè)計(jì)的調(diào)溫報(bào)警器，可以及時(shí)調(diào)節(jié)溫度，根據(jù)外部溫度作出相應(yīng)的調(diào)節(jié)，可添加DS18B20讀取的溫度超過(guò)上下限時(shí)系統(tǒng)報(bào)警，在生活的許多方面都有著對(duì)溫度進(jìn)展桿子和控制的需要，所以也就使得其應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。1．設(shè)計(jì)任務(wù)1.要求1根據(jù)讀取的溫度進(jìn)展調(diào)節(jié)溫度。2溫度顯示功能利用LED數(shù)碼管顯示溫度3報(bào)警功能當(dāng)溫度超過(guò)設(shè)定的上下限溫度報(bào)警燈閃爍且發(fā)出不同頻率的聲音報(bào)警4本例ADC0808僅作為外部調(diào)溫器，由單片機(jī)讀入溫度數(shù)值后，轉(zhuǎn)換成兩位10進(jìn)制表示的溫度值，輸出到數(shù)碼管顯示，并與預(yù)設(shè)的警報(bào)溫度比照，在不高于警報(bào)溫度時(shí)，LED燈成流水燈閃爍，當(dāng)高于警報(bào)溫度后，單片機(jī)控制LED進(jìn)展警報(bào)閃爍提示并控制蜂鳴器發(fā)出聲音警報(bào)，從而到達(dá)溫控警報(bào)功能。2.硬件設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖ADC0808調(diào)節(jié)溫度模塊AT89S51主控模塊顯示模塊ADC0808調(diào)節(jié)溫度模塊AT89S51主控模塊顯示模塊報(bào)警模塊報(bào)警模塊電路主要由AT89C52單片機(jī)上拉電阻DS18B20溫度傳感器LED數(shù)碼管蜂鳴器和兩個(gè)LED燈組成利用Proteus仿真軟件。搭建硬件電路如圖1所示在設(shè)計(jì)中利用溫度傳感器DS18B20測(cè)取溫度信息通過(guò)單片機(jī)與傳感器進(jìn)展通信讀取溫度信息并寫(xiě)入?？刂菩畔囟壬舷孪蘩脝纹瑱C(jī)的P0口控制LED數(shù)碼管來(lái)顯示溫度當(dāng)溫度超過(guò)設(shè)定的上下限溫度時(shí)利用單片機(jī)的P3.7控制蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲同時(shí)報(bào)警燈會(huì)亮各局部組成說(shuō)明如下。1．單片機(jī)采用AT89C52AT89C52是51系列單片機(jī)的一個(gè)型號(hào)它是ATMEL公司生產(chǎn)的AT89C52是一個(gè)低電壓高性能CMOS8位單片機(jī)片內(nèi)含8kbytes的可反復(fù)擦寫(xiě)的Flash只讀程序存儲(chǔ)器和256bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器器件采用ATMEL公司的高密度非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲(chǔ)單元具有較高的性?xún)r(jià)比。P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門(mén)電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫(xiě)1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)展校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門(mén)電流。P1口管腳寫(xiě)入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門(mén)電流，當(dāng)P2口被寫(xiě)“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)展存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門(mén)電流。當(dāng)P3口寫(xiě)入“1”I/O口作為輸入口時(shí)有兩種工作方式，即所謂的讀端口與讀引腳。讀端口時(shí)實(shí)際上并不從外部讀入數(shù)據(jù)，而是把端口鎖存器的內(nèi)容讀入到內(nèi)部總線，經(jīng)過(guò)某種運(yùn)算或變換后再寫(xiě)回到端口鎖存器。只有讀端口時(shí)才真正地把外部的數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)部總線。輸入緩沖器CPU將根據(jù)不同的指令分別發(fā)出讀端口或讀引腳信號(hào)以完成不同的操作。這是由硬件自動(dòng)完成的，不需要我們操心，1然后再實(shí)行讀引腳操作，否那么就可能讀入出錯(cuò)，如果不對(duì)端口置1，端口鎖存器原來(lái)的狀態(tài)有可能為0Q端為0Q^為1加到場(chǎng)效應(yīng)管柵極的信號(hào)為1，該場(chǎng)效應(yīng)管就導(dǎo)通對(duì)地呈現(xiàn)低阻抗，此時(shí)即使引腳上輸入的信號(hào)為1，也會(huì)因端口的低阻抗而使信號(hào)變低使得外加的1信號(hào)讀入后不一定是1。假設(shè)先執(zhí)行置1操作，那么可以使場(chǎng)效應(yīng)管截止引腳信號(hào)直接加到三態(tài)緩沖器中實(shí)現(xiàn)正確的讀入，由于在輸入操作時(shí)還必須附加一個(gè)準(zhǔn)備動(dòng)作，所以這類(lèi)I/O口被稱(chēng)為準(zhǔn)雙向口。89C51的P0/P1/P2/P3口作為輸入時(shí)都是準(zhǔn)雙向口。單片機(jī)的最小系統(tǒng)如圖2所示：18引腳和19引腳接時(shí)鐘電路,XTAL1接外部晶振和微調(diào)電容的一端,在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸入,XTAL2接外部晶振和微調(diào)電容的另一端,在片內(nèi)它是振蕩器倒相放大器的輸出.第9引腳為復(fù)位輸入端,接上電容,電阻及開(kāi)關(guān)后夠上電復(fù)位電路,20引腳為接地端,40引腳為電源端.單片機(jī)的最小系統(tǒng)如以以下圖所示：圖2中的晶振頻率為12MHz，復(fù)位方式為上電自動(dòng)復(fù)位[8]-[9]。2、LED顯示電路由7段4位共陰數(shù)碼管和上拉電阻組成用于顯示溫度采用動(dòng)態(tài)顯示方式實(shí)現(xiàn)溫度顯示。3．蜂鳴器主要用于報(bào)警當(dāng)溫度超過(guò)設(shè)計(jì)的上下限溫度時(shí)利用P3.7定時(shí)翻轉(zhuǎn)電平產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)波形對(duì)蜂鳴器進(jìn)展驅(qū)動(dòng)。4．報(bào)警燈LED燈D1D2分別為下限上限溫度報(bào)警燈當(dāng)溫度超過(guò)設(shè)計(jì)的下限或上下溫度時(shí)利用P3.1P3.0分別控制報(bào)警燈閃爍。軟件設(shè)計(jì)思路本程序由主程序讀取溫度子程序顯示溫度子程序和報(bào)警子程序組成主程序負(fù)責(zé)系統(tǒng)的初始化然后讀取溫度并顯示同時(shí)判讀溫度是否超過(guò)設(shè)定的上下限假設(shè)超過(guò)那么進(jìn)入報(bào)警程序。2．芯片1.ADC0808ADC0808是CMOS單片型逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，她具有8路模擬開(kāi)關(guān)、地址鎖存與譯碼器、比較器、8位開(kāi)關(guān)樹(shù)形A/D轉(zhuǎn)換器。2．引腳功能〔外部特性〕ADC0808芯片有28條引腳，采用雙列直插式封裝，如右圖所示。各引腳功能如下：1～5和26～28〔IN0～I(xiàn)N7〕：8路模擬量輸入端。8、14、15和17～21：8位數(shù)字量輸出端。22〔ALE〕：地址鎖存允許信號(hào)，輸入，高電平有效。6〔START〕：A／D轉(zhuǎn)換啟動(dòng)脈沖輸入端，輸入一個(gè)正脈沖〔至少100ns寬〕使其啟動(dòng)〔脈沖上升沿使0809復(fù)位，下降沿啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換〕。7〔EOC〕：A／D轉(zhuǎn)換完畢信號(hào)，輸出，當(dāng)A／D轉(zhuǎn)換完畢時(shí)，此端輸出一個(gè)高電平〔轉(zhuǎn)換期間一直為低電平〕。9〔OE〕：數(shù)據(jù)輸出允許信號(hào)，輸入，高電平有效。當(dāng)A／D轉(zhuǎn)換完畢時(shí)，此端輸入一個(gè)高電平，才能翻開(kāi)輸出三態(tài)門(mén)，輸出數(shù)字量。10〔CLK〕：時(shí)鐘脈沖輸入端。要求時(shí)鐘頻率不高于640KHZ。12〔VREF〔+〕〕和16〔VREF〔-〕〕：參考電壓輸入端11〔Vcc〕：主電源輸入端。13〔GND〕：地。23～25〔ADDA、ADDB、ADDC〕：3位地址輸入線，用于選通8路極限參數(shù)電源電壓〔Vcc〕：6.5V控制端輸入電壓：-0.3V～15V其它輸入和輸出端電壓：-0.3V～Vcc+0.3V貯存溫度：-65℃～+150℃功耗〔T=+25℃〕：875mW引線焊接溫度：①氣相焊接〔60s〕：215℃；②紅外焊接(15s)：220℃,ADC0808/0809內(nèi)部構(gòu)造框圖out8為最低位-out1為最高位，out8-out1分別接單片機(jī)的P0.0到P0.7端?？轨o電強(qiáng)度：400V模擬輸入中的一路〔1〕.只要求一個(gè)端口即可實(shí)現(xiàn)通信?！?〕.在DS18B20中的每個(gè)器件上都有獨(dú)一無(wú)二的序列號(hào)?！?〕.實(shí)際應(yīng)用中不需要外部任何元器件即可實(shí)現(xiàn)測(cè)溫?！?〕.測(cè)量溫度范圍在－55。C到＋125。C之間?！?〕.數(shù)字溫度計(jì)的分辨率用戶(hù)可以從9位到12位選擇。〔6〕.內(nèi)部有溫度上、下限告警設(shè)置。地址選中通道ADDCADDBADDA000011110011001101010101IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN73.ADC0808工作時(shí)序ADC0808工作時(shí)序工作時(shí)序與使用說(shuō)明ADC0808的工作時(shí)序如圖11.21所示。當(dāng)通道選擇地址有效時(shí)，ALE信號(hào)一出現(xiàn)，地址便馬上被鎖存，這時(shí)轉(zhuǎn)換啟動(dòng)信號(hào)緊隨ALE之后(或與ALE同時(shí))出現(xiàn)。START的上升沿將逐次逼近存放器SAR復(fù)位，在該上升沿之后的2μs加8個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)(不定)，EOC信號(hào)將變低電平，以指示轉(zhuǎn)換操作正在進(jìn)展中，直到轉(zhuǎn)換完成后EOC再變高電平。微處理器收到變?yōu)楦唠娖降腅OC信號(hào)后，便立即送出OE信號(hào)，翻開(kāi)三態(tài)門(mén)，讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果。模擬輸入通道的選擇可以相對(duì)于轉(zhuǎn)換開(kāi)場(chǎng)操作獨(dú)立地進(jìn)展(當(dāng)然，不能在轉(zhuǎn)換過(guò)程中進(jìn)展)，然而通常是把通道選擇和啟動(dòng)轉(zhuǎn)換結(jié)合起來(lái)完成(因?yàn)锳DC0808的時(shí)間特性允許這樣做)。這樣可以用一條寫(xiě)指令既選擇模擬通道又啟動(dòng)轉(zhuǎn)換。在與微機(jī)接口時(shí)，輸入通道的選擇可有兩種方法，一種是通過(guò)地址總線選擇，一種是通過(guò)數(shù)據(jù)總線選擇。如用EOC信號(hào)去產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，要特別注意EOC的變低相對(duì)于啟動(dòng)信號(hào)有2μs+8個(gè)時(shí)鐘周期的延遲，要設(shè)法使它不致產(chǎn)生虛假的中斷請(qǐng)求。為此，最好利用EOC上升沿產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，而不是靠高電平產(chǎn)生中斷請(qǐng)求。3．軟件設(shè)計(jì)．流程設(shè)計(jì)報(bào)警子程序框圖揚(yáng)聲器發(fā)聲子程序流程圖主程序流程圖：4．電路原理圖元器件：7SEG-MPX4-CC-BLUE〔7段4位共陰極LED數(shù)碼管〕、ADC0808〔8位模/數(shù)轉(zhuǎn)換器〕、AT89C51〔單片機(jī)〕、CAP〔瓷片電容〕、CAP-ELEC〔電解電容〕、CRYSTAL〔晶體振蕩器〕、LED-YELLOW〔發(fā)光二極管〕、POT-HG〔高精度電位計(jì)〕、RES〔電阻〕、RESPACK-8〔帶公共端得8路電阻〕、SOUNDER〔發(fā)聲器〕2模塊設(shè)計(jì)說(shuō)明：1.單片機(jī)模塊：作為系統(tǒng)的整體控制器，通過(guò)P3.3管腳與DS18B20單總線通信，獲取環(huán)境溫度，顯示到數(shù)碼管，并與預(yù)設(shè)的報(bào)警溫度比較，當(dāng)不超過(guò)報(bào)警溫度時(shí)，控制LED呈流水燈閃爍，當(dāng)高于報(bào)警溫度時(shí)，控制LED頻繁閃爍，并控制蜂鳴器發(fā)出固定頻率聲音報(bào)警。2.數(shù)碼管模塊：數(shù)碼管用來(lái)顯示當(dāng)前的溫度值。3.ADC0808作為外部調(diào)溫器，系統(tǒng)并沒(méi)有真正讀取外部溫度。3．仿真Keil軟件環(huán)境下進(jìn)展芯片的型號(hào)選擇AT89C51編寫(xiě)C程序并保存之后利用Keil編譯器編譯調(diào)試編譯成功后生成HEX文件程序經(jīng)Keil軟件編譯通過(guò)后就可利用Protues軟件進(jìn)展仿真了。繪制好的仿真電路中用鼠標(biāo)左鍵單擊單片機(jī)彈出EditCommponent對(duì)話框在ProgrameFile中載入已經(jīng)生成的HEX文件然后單擊OK按鈕保存設(shè)計(jì)最后單擊運(yùn)行按鈕即可進(jìn)展功能仿真。運(yùn)行時(shí)LED數(shù)碼管將顯示外部溫度調(diào)節(jié)，ADC0808改變外界溫度時(shí)新的溫度將刷新顯示在LED數(shù)碼管上當(dāng)溫度超過(guò)設(shè)定的上下限時(shí)會(huì)發(fā)出不同頻率的報(bào)警聲。完畢語(yǔ)以上所述即是調(diào)溫報(bào)警器的設(shè)計(jì)全過(guò)程，經(jīng)過(guò)屢次的反復(fù)測(cè)試與分析,對(duì)電路的原理及功能更加熟悉,同時(shí)提高了設(shè)計(jì)能力與及對(duì)電路的分析能力.經(jīng)過(guò)此設(shè)計(jì)，基本完成了設(shè)計(jì)任務(wù)的要求。硬件層面而言操相對(duì)簡(jiǎn)單。介紹了基于單片機(jī)的調(diào)溫報(bào)警器能檢測(cè)溫度同時(shí)當(dāng)溫度超過(guò)設(shè)定的上下限時(shí)報(bào)警并發(fā)出頻率不同的聲音。參考文獻(xiàn)[1]彭偉.單片機(jī)100例.電子工業(yè)出版社。2011[2]王法能.單片機(jī)原理及應(yīng)用，科學(xué)出版社.2004[3]余家春．Protel99SE電路設(shè)計(jì)實(shí)用教程[M]．中國(guó)鐵道出版社，2004．[4]譚浩強(qiáng).C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2000附錄程序#include<reg51.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintucharcodeDSY_CODE[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};ucharTemperature[]={0,0,0};sbitST=P2^5;sbitOE=P2^7;sbitEOC=P2^6；sbitCLK=P2^4;sbitH_LED=P3^0;sbitL_LED=P3^1;sbitBEEP=P3^7;uchart=0;voidDelayMS(unitx){uchari;while(x--)for(i=0;i<120;i++);}voidShow_Temperature(){uchari,DSY_IDX[]