基于AT89C52單片機的溫度檢測及顯示設(shè)計
1 元器件的選擇
1.1 核心芯片的選擇
AT89C52單片機價格低廉，輸入輸出口豐富，無需再另外擴展，簡化了外圍電路。256 B內(nèi)部RAM，8 kB內(nèi)部ROM，程序存儲空間大，防止由于字模過多而造成存儲空間不夠。另外由于前期開發(fā)需要多次的寫入、擦除，而89C52可以完成1 000次寫／擦，故滿足要求。
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路模擬多路開關(guān)，可對8路0～5 V的輸入模擬電壓信號分時進行轉(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，將單片機的三條地址信號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的數(shù)據(jù)線上。
1.3 溫度傳感器的選擇
溫度傳感器類型很多，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、準確度和良好的線性，抗干擾能力強。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，不需要A／D轉(zhuǎn)換，準確度、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進行A／D轉(zhuǎn)換，ADC0809的輸入電壓在1～5 V范圍內(nèi)對應(yīng)的測量溫度范圍為-10～+160℃。
2 AT89C52的設(shè)計應(yīng)用
2.1 硬件設(shè)計
根據(jù)設(shè)計儀表的功能要求，本設(shè)計要完成以下功能：
(1)數(shù)字化測量，顯示及報警裝置；
(2)顯示指定位置溫度的數(shù)值及其動態(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
用C語言進行單片機程序設(shè)計，采用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計思想：在總體設(shè)計中采用“自頂而下”(TOP-DOWN)的方法，在程序設(shè)計中采用模塊化編程。把整體任務(wù)分成一個個子任務(wù)，子任務(wù)再分子任務(wù)，逐層細分，每個子程序都完成其規(guī)定的功能，明確輸入輸出。將這些程序連接起來就構(gòu)成整體流程圖。模塊化編程，每個模塊結(jié)構(gòu)完整，相互獨立的程序段。如液晶模塊的寫控制指令、寫顯示數(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，使整個程序結(jié)構(gòu)清晰，組合靈活，維護調(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，初始化單片機各口狀態(tài)和設(shè)初始閾值，檢測位置為第一路；按確定鍵后系統(tǒng)開始工作，顯示第一路位置的溫度及其動態(tài)顯示圖的主頁面；當(dāng)按下設(shè)置鍵時，液晶屏幕顯示一個選擇界面，可選擇設(shè)置檢測位置，檢測位置閾值；通過上下鍵可進行選擇，選擇界面的箭頭指向設(shè)置位置時，按確定就可進入位置的設(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 測溫流程圖和曲線顯示流程
啟動ADC0809時需根據(jù)啟動的檢測位置不同查表選用不同的通道地址表；設(shè)定ADC0809轉(zhuǎn)換時間，采用延時等待后，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、個位、十分位和百分位；建立一個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ft為外部變量，在整個程序中都有效，每按一次“上”鍵ft=ft+1，按“下”鍵時ft=ft-1，檢測位置的設(shè)定與其相似。閾值設(shè)置流程圖如圖5所示。
3 結(jié)語
本文對AT89c52單片機在智能溫度檢測中的應(yīng)用進行了設(shè)計研究，該系統(tǒng)還可方便接人其他模擬量傳感器，功能擴展性好。液晶模塊顯示和鍵盤操作設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)，人機交互界面好。檢測數(shù)據(jù)準確可靠，線性度好，降低了系統(tǒng)成本，增強了系統(tǒng)的通用性。軟件設(shè)計采用C語言，可移植性好，結(jié)構(gòu)嚴謹，開發(fā)速度快，大大減少了軟件開發(fā)的時間，具有一定的實用價值。
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