发布时间 : 星期日 文章温度测量系统设计--毕业设计更新完毕开始阅读2aa847c60c22590102029dab
1、设计任务要求
1） 2） 3） 4） 5） 6） 7） 8）
采用单片机80C51.要求温度范围0℃~100℃之间。 温度传感器选用模拟的数字的都可以。 在LED中显示温度。 精度达到±1%。 分辨率≤0.1℃
根据精度自选A/D转换芯片。 直流稳压电源自行设计。 辅助电路及元器件自选。
2、方案比较
方案一、采用模拟分立元件，如电容、电感或晶体管等非线形元件，实现多点温度的测量及显示，该方案设计电路简单易懂，操作简单，且价格便宜，但采用分立元件分散性大，不便于集成数字化，而且测量误差大。采用模拟的温度传感器实现温度的测量
方案二、本方案采用AT89S51单片机为核心，通过温度传感器AD590采集温度信号，经信号放大器放大后，送到A/D转换芯片，最终经单片机检测处理温度信号。
图1 方案二的框图 方案三、本方案由AT89S51单片机为核心，温度传感器采用的是DS18B20数字温度传感器实现温度的测量并且由LED显示温度值。
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图2 方案三框图
方案的比较：DS18B20将温度信号直接转换为数字信号，实现了与单片机的直接接口，从而省去了信号调理电路。该元件的最大分辨率为0.0625℃能达到设计要求。该仪器电路简单、功能可靠、测量效率高，很好地弥补了传统温度测量方法的不足。相对与方案1，在功能、性能、可操作性等方面都有较大的提升。相对与方案2，硬件电路简单，易于操作，具有更高的性价比，更大的市场。所以我采用方案3完成本设计。
3、单元电路设计
3.1 控制电路
3.1.1 单片机电路及原理
At89S51是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS8位单片机；片内
含有4k字节的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和128字节的随机存取数据存储器（RAM）；器件采用AMTEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统；片内置通用2位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大的AT89C51单片机可为您提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。功能特性概述
AT89S51提供以下标准功能:4k字节Flash闪速存储器、128字节内部RAM、32个I/O口线、两个16位定时/计数器、1个5向量两级中断结构、一个全双工串行通信口、片内振荡器及时钟电路，同时，AT89S51可降至0Hz的静态逻辑操作并支持两种软件可选的节电工作模式；空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM、定时/计数器、串行通信口及中断系统继续工作；掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作一直到下个硬件复位[2]。 引脚功能说明 Vcc：电源电压
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GND：地
P0口：P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口，也即地址/数据总线复用口；作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路，对端口写“1”可作为高阻抗输入端用。
在访问外部数据存储器或者程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用；在访问期间激活内部上拉电阻。
在Flash编程时，P0口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时要求外接上拉电阻
P1口：P1是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口；P1的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路，对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口；作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低会输出一个电流。 Flash编程和程序校验期间，P1接收低8位地址
P2口：P2口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口；P2的输出缓冲级可驱动个（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路，对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口；作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低会输出一个电流。
在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器（例如执行MOVX @DPTR指令）时，P2口送出高8位地址数据；在访问8位地址的外部数据存储器（如执行MOVX @RI）时，P2口线上的内容（即特殊功能寄存器(SFR)区中的R2寄存器的内容），在整个访问期间不改变；
Flash编程或校验时，P2亦接收高位地址和其它控制信号。
P3口：P3口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O口；P2的输出缓冲级可驱动个（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路，对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口；作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低会输出一个电流。
P3口除了作为一般的I/O口线外，更重要的用途是它的第二功能；如下表2-1所示：
表2-1 端口引脚 第二功能 P3.0 P3.1 RXD (串行输入口) TXD (串行输出口) - 3 -
P3.2 P3.3 P3.4 P3.5 P3.6 P3.7 INT0(外中断0) INT1(外中断1) T0 (定时/计数器0) T1 (定时/计数器1) WR (外部数据存储器写选通) RD (外部数据存储器读选通) P3口还接收一些用于Flash闪速存储器编程和程序校验的控制信号。 RST：复位输入；当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位
ALE/PROG：当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节；即使不访问外部存储器，ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的正脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的；要注意的是,每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。
如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH单元的D0位置位，可禁止ALE操作，该位置位后，只有一条MOVX和MOVC指令ALE才会被激活，此外该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应该置ALE无效。
EA/VPP：外部访问允许；欲使CPU仅访问外部程学存储器（地址为0000H FFFFH），EA端必须保持低电平（接地）。需要注意的是，如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存EA端的状态[3]。
如EA端为高电平（接Vcc端），CPU则执行内部程序存储器中的指令。 Flash存储编程时，该引脚加上+12V的编程允许电源Vpp，当然这必须是该器件是使用12V编程电压Vpp。
XTML1：振荡器反相放大器的及内部时钟发生器的输入端。 XTML2: 振荡器反相放大器的输出端。
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