1、精選優質文檔-傾情為你奉上內蒙古科技大學智能儀表綜合訓練設計說明書題 目：AD590測溫報警裝置學生姓名： 學 號：專 業：班 級：指導教師： 專心-專注-專業摘要本次的測溫報警裝置可對外界溫度進行測量、誤差修正、判定傳感器故障與高溫報警,并具有鍵盤控制和警情通訊顯示功能,可以通過鍵盤根據當前環境和溫度的需要設定溫度的上下限。一旦測量溫度超出設定溫度范圍,可以給出聲光報警提示,單片機執行相應動作,對當前環境溫度進行控制。本文設計的溫度檢測系統采用STC89C52單片機作為控制中心,利用溫度傳感器AD590 將溫度轉換成電信號,通過模/數轉換芯片ADC0832完成A/D轉換,同時用移位寄存器74

2、LS164 進行串行輸入/并行輸出實現溫度的顯示。測試結果表明,該系統電路簡單,工作穩定可靠。關鍵字:單片機;溫度傳感器;測溫;報警目錄第一章 緒論1.1 問題的提出在當今信息化時代展過程中，各種信息的感知、采集、轉換、傳輸和處理的功能器件已經成為各個應用領域中不可缺少的重要技術工具。傳感器是信息采集系統的首要部件，是實現現代化測量和自動控制的主要環節，是現代信息產業的源頭，又是信息社會賴以存在和發展的物質與技術基礎。可見理解和撐握傳感器的知識與技術有著其極重要的意義。傳感器知識面廣，如果在實踐技能的鍛煉上下功夫，單憑課堂理論課學習，勢必出現理論與實踐脫節的局面。任隨書本上把單片機技術介紹得多

3、么重要、多么實用多么好用，同學們仍然會感到那只是空中樓閣，離自己十分遙遠，這些情況都會令課堂教學的效果大打折扣。本次設計的目的就是讓我們在理論學習的基礎上，通過完成一個傳感品器件的設計，使我們學生不但能夠將課堂上學到的理論知識與實際應用結合起來，而且能夠對電子電路、電子元器件、印制電路板等方面的知識進一步加深認識，同時在軟件編程、排版調試、焊接技術、相關儀器設備的使用技能等方面得到較全面的鍛煉和提高。1.2 國內外研究現狀及發展趨勢近年來，隨著科技的飛速發展，為使生活更加便捷，單片機技術正在不斷的走向日常應用，同時帶動傳統檢測技術日新月異。在人們生活環境中，溫度扮演著舉足輕重的角色，人們無時無

4、刻在與溫度打交道。目前測量溫度一般使用的溫度計，除了常用的水銀或酒精制成的溫度計外，還有用其他材料制成的溫度計。目前國內使用的溫度計雖然品種繁多，應用范圍也較廣，但他的檢測技術不外乎以下幾種方法：利用物體熱脹冷縮原理制成的溫度計、利用熱電效應技術制成的溫度檢測元件、利用熱阻效應技術制成的溫度計、利用熱輻射原理制成的高溫計。隨著工業生產效率不斷提高，自動化水平與范圍也不斷擴大，因而對溫度檢測技術的要求也越來越高，一般可以歸納以下幾方面：擴展監測范圍。現在工業上通用的檢測溫度范圍為-200-3000，而今后要求能測量超高溫與超低溫。尤其是液化氣體的極低溫度檢測更為迫切，如10K以下的溫度檢測是當前

5、重點研究課題。擴大測溫對象。溫度檢測技術將會由點測量發展到線、面、甚至立體的測量。應用范圍將從工業領域延伸到環境保護、家用電器、汽車工業及航天工業領域。發展新型產品。利用老的檢測技術生產出適應于不同場合、不同工況要求的新型產品，已滿足于用戶需要。同時利用新的檢測技術制造出新的產品。適應特殊環境下測溫。在工業生產中，對許多場合的溫度檢測器有特殊要求，如防硫、防爆、耐磨等性能要求；又如移動物體和高速旋轉物體的測溫、鋼水的連續測溫、火焰溫度的檢測等。標定自動化。應用計算機技術，快速、準確、自動的標定溫度檢測器。根據上述要求，國內外溫度儀表制造商將向以下幾方面發展：繼續生產大面廣的傳統的溫度檢測元件，

6、如：熱電偶、熱電阻、熱敏電阻等。加強新原理、新材料、新加工工藝的開發。如近年來已開發的碳化硅薄膜熱敏電阻溫度檢測器、厚膜、薄膜鉑電阻溫度檢測器，硅單晶熱敏電阻溫度檢測器等。向智能化、集成化、實用化方向發展，向機電一體化方向發展。1.3 設計思路本設計的硬件框圖如圖1.1所示。圖1.1 測溫報警裝置的硬件框圖本次課程設計是基于單片機的測溫報警系統，此系統的傳感器是AD590，利用AD590的測溫范圍及對電壓的要求構建測量電路，通過差分放大電路將傳感器A級電流信號放大成V級電壓信號，經過A/D轉換將模擬量轉換成數字量送入單片機，通過顯示電路顯示當前溫度。本次設計使用鍵盤設置溫度上下限，這樣可在不同

7、場合使用，當超過溫度上下限時蜂鳴器報警。經過Keil軟件編程，編譯、鏈接、調試以及仿真，寫出滿足控制要求的程序，通過下載線把寫好的程序下載到單片機內，單片機即可自主反復執行程序，從而完成測溫報警過程。這種設計方案實現了溫度實時測量和顯示。該系統抗干擾能力強，具有較高的測量精度，安裝簡單方便，性價比高，可維護性好。這種測溫系統可廣泛應用于各種場合，實現對的實時測量，是一種比較智能、經濟的方案，適于大力推廣，可帶來很好的經濟效益和社會效益。第二章 測溫報警裝置的硬件組成2.1 STC89C52單片機STC89C52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系統可編程Flash 存儲器

8、。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統可編程Flash，使得STC89C52為眾多嵌入式控制應用系統提供高靈活、超有效的解決方案。 具有以下標準功能： 8k字節Flash，512字節RAM， 32 位I/O 口線，看門狗定時器，內置4KB EEPROM，MAX810復位電路，三個16 位 定時器/計數器，一個6向量2級中斷結構，全雙工串行口。另外 STC89X52 可降至0Hz 靜態邏輯操作，支持2種軟件可選擇節電模式。空閑模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時器/計數器、串口、中斷繼續工作。掉電保護方式下，RAM內容被保存，振蕩器被凍結，單片機一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復

9、位為止。最高運作頻率35Mhz，6T/12T可選。圖2.1 STC89C52封裝圖P0 口：P0口是一個8位漏極開路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅動8個TTL邏 輯電平。對P0端口寫“1”時，引腳用作高阻抗輸入。 當訪問外部程序和數據存儲器時，P0口也被作為低8位地址/數據復用。在這種模式下， P0具有內部上拉電阻。 在flash編程時，P0口也用來接收指令字節；在程序校驗時，輸出指令字節。程序校驗 時，需要外部上拉電阻。 P1 口：P1 口是一個具有內部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，p1 輸出緩沖器能驅動4 個 TTL 邏輯電平。對P1 端口寫“1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可

10、以作為輸入 口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。 此外，P1.0和P1.2分別作定時器/計數器2的外部計數輸入（P1.0/T2）和時器/計數器2 的觸發輸入（P1.1/T2EX），具體如下表所示。 在flash編程和校驗時，P1口接收低8位地址字節。 引腳號第二功能P1.0 T2（定時器/計數器T2的外部計數輸入），時鐘輸出 P1.1 T2EX（定時器/計數器T2的捕捉/重載觸發信號和方向控制） P1.5 MOSI（在系統編程用） P1.6 MISO（在系統編程用） P1.7 SCK（在系統編程用） P2 口：P2 口是一個具有內部上拉電阻的8 位

11、雙向I/O 口，P2 輸出緩沖器能驅動4 個 TTL 邏輯電平。對P2 端口寫“1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入 口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。 在訪問外部程序存儲器或用16位地址讀取外部數據存儲器（例如執行MOVX DPTR） 時，P2 口送出高八位地址。在這種應用中，P2 口使用很強的內部上拉發送1。在使用 8位地址（如MOVX RI）訪問外部數據存儲器時，P2口輸出P2鎖存器的內容。 在flash編程和校驗時，P2口也接收高8位地址字節和一些控制信號。 P3 口：P3 口是一個具有內部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，p2

12、 輸出緩沖器能驅動4 個 TTL 邏輯電平。對P3 端口寫“1”時，內部上拉電阻把端口拉高，此時可以作為輸入 口使用。作為輸入使用時，被外部拉低的引腳由于內部電阻的原因，將輸出電流（IIL）。 P3口亦作為AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。 在flash編程和校驗時，P3口也接收一些控制信號。 端口引腳 第二功能P3.0 RXD(串行輸入口)P3.1 TXD(串行輸出口)P3.2 INTO(外中斷0)P3.3 INT1(外中斷1)P3.4 TO(定時/計數器0)P3.5 T1(定時/計數器1)P3.6 WR(外部數據存儲器寫選通)P3.7 RD(外部數據存儲器讀選通)此外，P

13、3口還接收一些用于FLASH閃存編程和程序校驗的控制信號。RST：復位輸入。當振蕩器工作時，RST引腳出現兩個機器周期以上高電平將是單片機復位。ALE/PROG：當訪問外部程存儲器或數據存儲器時，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節。一般情況下，ALE仍以時鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是：每當訪問外部數據存儲器時將跳過一個ALE脈沖。對FLASH存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG）。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（SFR）區中的8EH單元的D0位置位，可禁止ALE操作。該位置位后，只有一條MOVX和MOV

14、C指令才能將ALE激活。此外，該引腳會被微弱拉高，單片機執行外部程序時，應設置ALE禁止位無效。PSEN：程序儲存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當AT89C52由外部程序存儲器取指令（或數據）時，每個機器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個脈沖，在此期間，當訪問外部數據存儲器，將跳過兩次PSEN信號。EA/VPP：外部訪問允許，欲使CPU僅訪問外部程序存儲器（地址為0000H-FFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被編程，復位時內部會鎖存EA端狀態。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU則執行內部程序存儲器的指令。FLASH存儲器編程時，該引腳

15、加上+12V的編程允許電源Vpp，當然這必須是該器件是使用12V編程電壓Vpp。2.2 AD590傳感器集成溫度傳感器實質上是一種半導體集成電路，它是利用晶體管的b-e結壓降的不飽和值VBE與熱力學溫度T和通過發射極電流I的下述關系實現對溫度的檢測,集成溫度傳感器具有線性好、精度適中、靈敏度高、體積小、使用方便等優點，得到廣泛應用。集成溫度傳感器的輸出形式分為電壓輸出和電流輸出兩種。電壓輸出型的靈敏度一般為10mV/K，溫度0時輸出為0，溫度25時輸出2.982V。電流輸出型的靈敏度一般為1mA/K。AD590是美國模擬器件公司生產的單片集成兩端感溫電流源。其外形及符號如圖2.2所示。它的主要

16、特性如下：流過器件的電流（mA）等于器件所處環境的熱力學溫度,AD590的測溫范圍為-55到+150。AD590的電源電壓范圍為4V-30V。電源電壓可在4V-6V范圍變化，電流變化1mA，相當于溫度變化1K。AD590可以承受44V正向電壓和20V反向電壓，因而器件反接也不會被損壞。輸出電阻為710MW。精度高共有I、J、K、L、M五檔，其中M檔精度最高，在-55到+150范圍內，非線性誤差為±0.3。圖2.2 AD590外形符號圖AD590的輸出電流I=（273+T）A（T為攝氏溫度），因此測量的電壓V為（273+T）A×10K=（2.73+T/100）V。為了將電壓測

17、量出來又務須使輸出電流I不分流出來，我們使用電壓跟隨器其輸出電壓V2等于輸入電壓V。由于一般電源供應教多器件之后，電源是帶雜波的，因此我們使用齊納二極管作為穩壓元件，再利用可變電阻分壓，其輸出電壓V1需調整至2.73V接下來我們使用差動放大器其輸出Vo為（100K/10K）×（V2-V1）=T/10，如果現在為攝氏28，輸出電壓為2.8V，輸出電壓接AD轉換器，那么AD轉換輸出的數字量就和攝氏溫度成線形比例關系。2.3 ADC0832模數轉換器傳感器輸出信號經過電壓跟隨器和差分放大電路之后，輸出的是0-5V的電壓信號，為了把這一信號用數碼管顯示出來，還要經過模數轉換器件ADC0832

18、把0-5V的電壓轉為數字信號00-FFH。a/d轉換器的功能是把模擬量變換成數字量。由于實現這種轉換的工作原理和采用工藝技術不同，因此生產出種類繁多的a/d轉換芯片。a/d轉換器按分辨率分為4位。6位。8位。10位。14位。16位和bcd碼的31/2位。51/2位等。按照轉換速度可分為超高速(轉換時間330ns),次超高速,高速,低速(轉換時間330s)等。a/d轉換器按照轉換原理可分為直接a/d轉換器和間接a/d轉換器。所謂直接a/d轉換器，是把模擬信號直接轉換成數字信號，如逐次逼近型，并聯比較型等。其中逐次逼近型a/d轉換器，易于用集成工藝實現，且能達到較高的分辨率和速度，故目前集成化a/

19、d芯片采用逐次逼近型者多；間接a/d轉換器是先把模擬量轉換成中間量，然后再轉換成數字量，如電壓/時間轉換型(積分型),電壓/頻率轉換型，電壓/脈寬轉換型等。其中積分型a/d轉換器電路簡單，抗干擾能力強，切能作到高分辨率，但轉換速度較慢。有些轉換器還將多路開關。基準電壓源。時鐘電路。譯碼器和轉換電路集成在一個芯片內，已超出了單純a/d轉換功能，使用十分方便。A/D轉換器的主要技術參數1.分辨率:分辨率是指A/D轉換器輸出數字量的最低位變化一個數碼時,對應輸入模擬量的變化量.通常以A/D轉換器輸出數字量的位數表示分辨率的高低,因為位數越多,量化單位就越小,對輸入信號的分辨能力也就越高.例如,輸入模

20、擬電壓滿量程為10V,若用8位A/D轉換器轉換時,其分辨率為10V/28=39mV,10位的A/D轉換器是9.76Mv,而12位的A/D轉換器為2.44mV。2.轉換誤差:轉換誤差表示A/D轉換器實際輸出的數字量與理論上的輸出數字量之間的差別.通常以輸出誤差的最大值形式給出.轉換誤差也叫相對精度或相對誤差.轉換誤差常用最低有效位的倍數表示.例如,某A/D轉換的相對精度為±(1/2)LSB,這說明理論上應輸出的數字量與實際輸出的數字量之間的誤差不大于最低位為1的一半。3.轉換速度:A/D轉換器從接收到轉換控制信號開始,到輸出端得到穩定的數字量為止所需要的時間,即完成一次A/D轉換所需的

21、時間稱為轉換速度.采用不同的轉換電路,其轉換速度是不同的,并行型比逐次逼近型要快得多.低速的A/D轉換器為130ms,中速A/D轉換器的時間在50s左右,高速A/D轉換器的時間在50ns左右。ADC0832為8位分辨率A/D轉換芯片，其最高分辨可達256級，可以適應一般的模擬量轉換要求。其內部電源輸入與參考電壓的復用，使得芯片的模擬電壓輸入在0-5V之間。芯片轉換時間僅為32s，具有雙數據輸出可作為數據校驗，以減少數據誤差，轉換速度快且穩定性能強。獨立的芯片使能輸入，使多器件掛接和處理器控制變得更加方便。通過DI數據輸入端，可以輕易地實現通道功能的選擇。技術參數：8位分辨率； 雙通道A/D轉換

22、； 輸入輸出電平與TTL/CMOS相兼容； 5V電源供電時輸入電壓在0-5V之間； 工作頻率為250KHZ，轉換時間為32S； 一般功耗僅為15mW； 8P、14PDIP（雙列直插）、PICC 多種封裝； 商用級芯片溫寬為0°C to +70°C，工業級芯片溫寬為40°C to +85°C； ADC0832芯片采用雙列直插式封裝，如圖2.3所示，時序圖如圖2.4所示。圖2.3 ADC0832封裝圖圖2.4 ADC0832時序圖芯片封裝及引腳說明： CS 片選使能，低電平芯片使能。 CH0 模擬輸入通道0，或作為IN+/-使用。 CH1 模擬輸入通道1，或

23、作為IN+/-使用。 GND 芯片參考0 電位（地）。 DI 數據信號輸入，選擇通道控制。 DO 數據信號輸出，轉換數據輸出。 CLK 芯片時鐘輸入。 Vcc/REF 電源輸入及參考電壓輸入（復用）。ADC0832的工作過程：正常情況下ADC0832 與單片機的接口應為4條數據線，分別是CS、CLK、DO、DI。但由于DO端與DI端在通信時并未同時有效并與單片機的接口是雙向的，所以電路設計時可以將DO和DI 并聯在一根數據線上使用。當ADC0832未工作時其CS輸入端應為高電平，此時芯片禁用，CLK 和DO/DI 的電平可任意。當要進行A/D轉換時，須先將CS使能端置于低電平并且保持低電平直到

24、轉換完全結束。此時芯片開始轉換工作，同時由處理器向芯片時鐘輸入端CLK 輸入時鐘脈沖，DO/DI端則使用DI端輸入通道功能選擇的數據信號。在第1 個時鐘脈沖的下沉之前DI端必須是高電平，表示啟始信號。在第2、3個脈沖下沉之前DI端應輸入2 位數據用于選擇通道功能，當此2 位數據為“1”、“0”時，只對CH0 進行單通道轉換。當2位數據為“1”、“1”時，只對CH1進行單通道轉換。當2 位數據為“0”、 “0”時，將CH0作為正輸入端IN+，CH1作為負輸入端IN-進行輸入。當2 位數據為“0”、“1”時，將CH0作為負輸入端IN-，CH1 作為正輸入端IN+進行輸入。到第3 個脈沖的下沉之后D

25、I端的輸入電平就失去輸入作用，此后DO/DI端則開始利用數據輸出DO進行轉換數據的讀取。從第4個脈沖下沉開始由DO端輸出轉換數據最高位DATA7，隨后每一個脈沖下沉DO端輸出下一位數據。直到第11個脈沖時發出最低位數據DATA0，一個字節的數據輸出完成。也正是從此位開始輸出下一個相反字節的數據，即從第11個字節的下沉輸出DATD0。隨后輸出8位數據，到第19 個脈沖時數據輸出完成，也標志著一次A/D轉換的結束。2.4 LED顯示器在系統中要顯示時間,就必需有顯示無器件,目前市場上顯示元器件很多,有LCD、點陣顯顯、7段數碼管顯示等。LED顯示器與LCD顯示器相比，LED在亮度、功耗、可視角度和

26、刷新速率等方面，都更具優勢。LED與LCD的功耗比大約為10:1，而且更高的刷新速率使得LED在視頻方面有更好的性能表現，能提供寬達160°的視角，可以顯示各種文字、數字、彩色圖像及動畫信息，也可以播放電視、錄像、VCD、DVD等彩色視頻信號，多幅顯示屏還可以進行聯網播出。有機LED顯示屏的單個元素反應速度是LCD液晶屏的1000倍，在強光下也可以照看不誤，并且適應零下40度的低溫。利用LED技術，可以制造出比LCD更薄、更亮、更清晰的顯示器，擁有廣泛的應用前景。由此可知LCD缺點是比較耗電,而且成本也較高。從節約成本和節約能源的角度作為出發點，我們選擇兩組4位7段共陰數碼管作為溫度

27、顯示，以便節約成本和功耗。數碼管的驅動方式：數碼管要正常顯示，就要用驅動電路來驅動數碼管的各個段碼，從而顯示出我們要的數字，因此根據數碼管的驅動方式的不同，可以分為靜態式和動態式兩類。LED顯示器的外形如圖2.5所示。圖2.5 LED顯示器的外形LED顯示器的管腳排布如圖2.6所示。圖2.6 LED顯示器的管腳排布靜態顯示驅動：靜態驅動也稱直流驅動。靜態驅動是指每個數碼管的每一個段碼都由一個單片機的I/O端口進行驅動，或者使用如BCD碼二-十進制譯碼器譯碼進行驅動。靜態驅動的優點是編程簡單，顯示亮度高，缺點是占用I/O端口多，如驅動5個數碼管靜態顯示則需要5×840根I/O端口來驅動

28、，實際應用時必須增加譯碼驅動器進行驅動，增加了硬件電路的復雜性。動態顯示驅動：數碼管動態顯示接口是單片機中應用最為廣泛的一種顯示方式之一，動態驅動是將所有數碼管的8個顯示筆劃"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端連在一起，另外為每個數碼管的公共極COM增加位選通控制電路，位選通由各自獨立的I/O線控制，當單片機輸出字形碼時，所有數碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個數碼管會顯示出字形，取決于單片機對位選通COM端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數碼管的選通控制打開，該位就顯示出字形，沒有選通的數碼管就不會亮。通過分時輪流控制各個數碼管的的COM端，就使各個數碼管

29、輪流受控顯示，這就是動態驅動。在輪流顯示過程中，每位數碼管的點亮時間為12ms，由于人的視覺暫留現象及發光二極管的余輝效應，盡管實際上各位數碼管并非同時點亮，但只要掃描的速度足夠快，給人的印象就是一組穩定的顯示數據，不會有閃爍感，動態顯示的效果和靜態顯示是一樣的，能夠節省大量的I/O端口，而且功耗更低。第三章 測溫報警裝置的硬件設計3.1 硬件電路的概述本設計的硬件部分按功能可分為以下幾個部分：（1）STC89C52單片機主控模塊電路（2）設定值按鍵輸入電路（3）信號放大電路（4）超限報警電路（5）LED顯示電路（6）串口通信電路（7）外部電源供電電路本設計的原理圖見附錄A中的圖A.1，本設計

30、運算放大電路的PCB圖見附錄B。3.2 STC89C52單片機主控模塊電路3.2.1 STC89C52單片機的電源電路 STC89C52單片機的電源電路如圖3.1所示。圖3.1 STC89C52單片機的電源電路主板通電直接接入5V電源，是單片機工作更穩定。3.2.2 STC89C52單片機的晶振電路STC89C52單片機的晶振電路如圖3.2所示。圖3.2 STC89C52單片機的晶振電路51內核單片機的時鐘信號通常用兩種電路電路形勢得到：內部震蕩方式和外部震蕩方式。在引腳X1和X2外接晶體整蕩器或陶瓷諧振器，就構成了內部震蕩方式。由于單片機內部有一個高增益反向放大器，當外接晶振后，就構成了自激

31、振蕩器并產生振蕩時鐘脈沖。外部震蕩方式是把外部已有的時鐘信號引入單片機內。這種方式適宜用來使單片機的時鐘與外部信號保持同步。本設計采用單片機的內部振蕩方式。3.2.3 STC89C52單片機的復位電路STC89C52單片機的復位電路如圖3.3所示。圖3.3 STC89C52單片機的復位電路單片機最常用的復位電路有兩種形式：手動復位電路和上電復位電路。而單片機要復位，本質上是在其RESET腳上保持一定時間的高電平，單片機檢測到這個電平保持時間大于它要求的時間就會自動復位。最簡單的上電復位電路是用一個電容與一個電阻串聯組成，電容接VCC，電阻接地，RESET腳接在它們中間，當上電時，電容相當于短路

32、，此時電阻上的電壓等于VCC，經過一段時間后電阻電壓逐漸變小直至為0，只要RC時間選擇合適，就可以用來上電復位。當時這個電路要想起到重新復位的作用，只能先下電，再上電才行。如果在電容兩端并聯一個按鍵，就成了按鍵復位電路，只要按下這個按鍵，單片機就能復位而無需下電，這就是手動復位電路。為此，本設計采用手動復位電路。3.3 設定值按鍵輸入電路本系統采用的設定值按鍵輸入電路如圖3.4所示。圖3.4 設定值按鍵輸入電路在軟件編程中提前給單片機一個溫度上下限值，本設計中設定的為上限80，下限20，通電后顯示當前測量溫度，此時，按一下K1鍵，顯示溫度下限值，按K2鍵下限值加一，按K3鍵下限值減一；再按一下

33、K1鍵，顯示溫度上限值，按K2鍵上限值加一，按K3鍵上限值減一；再按一下K1鍵，恢復顯示當前測量溫度值。用戶可根據自己的要求調節。3.4 信號放大電路傳感器輸出電流是以絕對溫度零度（-273）為基準,每增加1,它會增加1A輸出電流,因此在室溫25時,其輸出電流Iout=（273+25）=298A。測量Vo時,不可分出任何電流，所以在應用時我們還要通過運算放大器來作相應處理才能達到測量V0時，不分出任何的電流,本系統采用的信號放大電路如圖3.5所示。圖3.5 信號放大電路AD590的輸出電流I=（273+T）A（T為攝氏溫度）,因此測量的電壓為2.V。為了將電壓測量出來又務須使輸出電流I不分流出

34、來,我們使用電壓跟隨器其輸出電壓V2等于輸入電壓V。 由于一般電源供應教多器件之后,電源是帶雜波的,因此我們使用齊納二極管作為穩壓元件,再利用可變電阻分壓,其輸出電壓V1需調整至2.73V接下來我們使用差動其輸出Vo為（100K/10K）×（V2-V1）=T/10,如果現在為攝氏28,輸出電壓為2.8V,輸出電壓接AD轉換器,那么AD轉換輸出的數字量就和攝氏溫度成線形比例關系。3.5 超限報警電路 本系統采用的超限報警電路如圖3.6所示。圖3.6 超限報警電路 若所測溫度高于溫度上限或低于溫度下限，LED小燈常亮，報警。3.6 LED顯示電路 LED顯示電路如圖3.7所示。圖3.7

35、LED顯示電路3.7 串口通信電路STC89C52單片機的串口通信電路如圖3.8所示。圖3.8 串口通信電路3.8 外部電源供電電路整個電路的外部電源供電電路如圖3.9所示。圖3.9 外部電源供電電路 D1發光二級管為整個電路的電源指示燈，S1為電源開關。第四章 測溫報警裝置的軟件設計4.1 主程序流程圖本程序主要包括系統初始化、AD轉換、報警、BCD碼轉換和數據轉換幾個模塊。當溫度高于設定上限時，調用報警子程序報警；溫度低于設定下限時，調用報警子程序報警。AD590測溫報警裝置主程序流程圖如圖4.1所示。圖4.1 主程序流程圖4.2 AD轉換程序流程圖AD轉換程序流程圖如圖4.2所示。圖4.

36、2 AD轉換程序流程圖4.3 按鍵子程序流程圖按鍵子程序流程圖如圖4.3所示。圖4.3 按鍵子程序流程圖4.4 顯示子程序流程圖顯示子程序流程圖如圖4.4所示。圖4.4 顯示子程序流程圖總結隨著溫度檢測及其報警裝置的發展，新一代的主要特點是數字化和智能化，在檢測技術方面，超聲、微波、激光等新技術正被大量采用，用以解決不同工業領域遇到的特殊測量問題和提高性能的要求。通過本次課程設計，使我對大學期間所學過的課程有了針對性、綜合性、更加系統性的了解，并且提高了自己綜合分析的能力，為今后的工作打下了一個牢固的基礎。經過一個多月的時間，我的課程設計終于得以圓滿完成。所設計的溫度檢測機器報警裝置，都已按設

37、計要求認真完成，并達到了設計的預期目標。回顧起此次智能儀器課程設計，從選題到定稿，從理論到實踐，在整整五星期的日子里，可以說苦多于甜，我們每天或者在宿舍，或者在擁擠的實驗室，忙碌著，設計著，真的很累很費心，但確實學到了很多很多東西，不僅可以鞏固以前學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識，并且把以前學到的理論知識很好的應用到實踐中，更好地理解掌握了這些理論知識。通過這次課程設計使我們懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在這次課程設計中，我還

38、切身感受到團結合作的重要性。兩個人是小組，十一個人是大組，不論大組還是小組都在互相幫助，共同進步，讓每個人都能對各方面的知識又比較好的了解掌握。在設計的過程中遇到很多問題，可以說是困難重重，因為這畢竟是第一次做，難免會遇到各種各樣的問題，同時在設計的過程中發現了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，比如說protel、protues、keil等軟件的使用，這些都是課本上沒有學過的，在這次的設計中也都一一學會了，對單片機匯編語言掌握的不好。其中最難的應該是程序的編寫了，AD590是課本上沒有學過的，需要我們查資料自學，它的ROM操作指令和存儲器操作指令，初始化程序等，

39、都讓我們費了好大的勁才研究明白。雖然主電路板是現成的，但是由于設計的要求，還得外加一些小電路板，從畫電路圖、制板、到電路板的焊接，都要我們自己動手去做，軟件的編程也要我們自己不斷的分析研究并調試。課程設計不像平時的作業，有不懂的不能等待老師給我們一一詳解，必須自己親自動手去查資料，弄清所有問題。在設計電路原理圖時就出現了一個嚴重的錯誤，這一錯誤導致電路不能正常工作，在看AD590的PDF文檔后，發現AD590供電電壓為4-13V，所以我不假思索就把電源供電設為5V。電路板制作完成后調試發現測量溫度不準確，測到30多攝氏度之后就上不去了。后來才發現AD590是與10K的電阻串連，當溫度上升到30

40、攝氏度時電阻兩端的電壓為3V而供電電壓為5V。由此可知AD590兩端的電壓為2V這一電壓遠遠低于正常工作電壓，找出問題的原因后我立即把供電電壓改為12V然后重新制作一塊電路板，最后終于調試成功。在這次難得的課程設計過程中，我們鍛煉了自己的思考能力和動手能力。通過題目選擇和設計電路的過程，加強了我思考問題的完整性和與實際生活聯系的可行性。在方案設計選擇和芯片的選擇上，培養了我們綜合應用單片機的能力，對單片機的各個管腳的功能也有了進一步的認識。還鍛煉了我們個人的查閱技術資料的能力，動手能力，發現問題解決問題的能力。并且我們熟練掌握了有關器件的性能及測試方法。俗話說“好的開始是成功的一半”，課程設計

41、最重要的就是做好設計的預習，認真地研究老師給的題目。其次，分析研究明白試驗各實驗硬件器材的工作原理，因為只有都明白了，做起設計才可能事半功倍，如果沒弄明白，就迷迷糊糊的去選題目做設計，到頭來可能就是事倍功半甚至一點收獲都沒有。最后，要重視程序的模塊化，修改的方便，也要注重程序的調試，掌握其方法。此次課程設計終于順利完成了，在設計中遇到了很多困難，在孫老師的辛勤指導下，終于迎刃而解。同時，感謝我們同組的所有同學和各位知道老師！參考文獻1劉修文主編.新編電子控制電路.北京:機械工業出版社,2006.2黃賢武編著.傳感器原理與應用.桂林:高等教育出版社,2007.3劉瑄編著.單片機有效值轉換器. 機

42、械工業出版社,2008.4劉軍編著.單片機原理與接口技術.華東理工大學出版社,2008.5周梅、廖承虎，基于AT89C51的多路溫度檢測報警系統 J.電子測量技術，2008，31（9）：140-142. 6徐利、鄧發旺，基于單片機的溫度控制系統的設計與實現 J.電子工程，2007（2）：27-31.7劉暢生等，傳感器簡明手冊及應用電路：溫度傳感器分冊（下冊） .西安：西安電子科技大學出版社，2006.8郇玉龍、趙寧，簡易數字溫度計的設計與制作，21IC中國電子網.9莫建鵬、於黃忠，基于集成溫度傳感器AD590的測溫電路設計與實現 J.電子元器件應用，2007，9（2）：26-28.10何立民.

43、 單片機應用技術選編 M . 北京:北京航空航天大學出版社,2004.11張西. 基于MCS - 51 單片機的測溫系統 J . 電子工程師,2002 , (6) :31 - 33.12王幸之. A T89 系列單片機原理與接口技術M . 北京:北京航空航天大學出版社. 2004.附錄A附錄A.1 主板原理圖附錄A.2 顯示部分原理圖附錄B 放大電路PCB圖附錄C AD590測溫報警裝置源程序#include <reg52.h>#include "intrins.h"#include <stdio.h>#include <math.h>#

44、define uchar unsigned char #define uint unsigned intsbit P3_0=P10; sbit P3_1=P11; sbit P0_0=P00; sbit sw1=P14; sbit sw2=P15;sbit sw3=P16; sbit sw4=P17; sbit clk_adc0832=P36; sbit cs_adc0832=P20; sbit di_adc0832=P37; sbit do_adc0832=P37;float temp;uchar i,bottem;char xxz=20,sxz=80;unsigned char disp_buffer3; unsigned char dis=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f; unsigned char point=0x00,0x00,0x00; unsigned char d4; uchar getvalue0832(bit channel)uchar i,dat1=0,dat2=0;clk_adc0832=0;di_adc0832=1;cs_adc0832=0;clk_ad