基于單片機的多路溫度監測系統設計摘要:通過設計寬范圍量程，高范圍精度多個回路溫度自動監測控制系統。采用k型數字熱電偶為溫度傳感器，信號溫度調理控制電路設計采用多路數字開關芯片cd4051和開關ad595芯片，模擬和高頻數字信號并行轉換電路采用數字轉換器電路adc0809，單片控主機設計采用較新的高性能低價格的新型at89c52型溫控單片機，采用嵌在單片控主機中的c編程語言進行編程，采用溫度模擬測試軟件prproteusr來進行溫度試驗。通過手工編程和自動調試，設計生產出的多路溫度自動監測控制系統使其工作穩定，測量精確，具有一定的理論實際意義和技術應用價值。關鍵詞：單片機，溫度，監測引言本文為智能測量系統設計了多測量點，寬度測量。為了提高分辨率，模擬和數字信號轉換使用8位、7位精度8位a/d轉換器adc0809，系統cpu芯片使用目前最受歡迎的、價格低廉的但技術成熟的at89c52型單片機，儀器顯示器使用8155擴展型單片機，使用ii-8155擴展型單片機。/o接口與接口連接，接口電路簡單，實用，為方便報警溫度設定，采用四x4矩陣鍵進行輸入。一、系統總體設計原理及方案圖1溫度控制系統組成框圖系統的組成原則如圖1顯示，整個系統包括三個部分：溫度采集和放大電路，at89c52單片機系統，擴展8155和顯示電路。系統工作時，溫度通過cd4051選擇，由ad595轉換為電流信號，經運輸放大到0v的電壓信號，由adc0809轉換為單片機可接受的數字信號，該信號對溫度給定的值進行比較，從而產生溫度偏差。系統給定的值由鍵盤輸入，并可隨時修改，設置和采樣溫度可以同時在led上顯示。采用k型溫熱電偶輸入回路的部分為~平衡電橋，與ad595配合使用，實現零點溫度遷移的溫度。輸出信號通過ad595放大至a/d轉換所需的標準信號，根據量程不同，可選擇并調整放大器反饋電阻，改變放大倍數，從而實現溫度標準信號的轉換。鍵盤和支持顯示器由九個共陰極性的數字連接管和一個支持驅動器按鍵組成，其中九個顯示器分別是一個溫度控制顯示，支持器和鍵盤分別是兩個控制參數的溫度顯示，鍵盤和支持按鍵分別是同時完成與系統啟動和暫時停止系統運行的相關參數設置的驅動鍵盤和支持按鍵。通過8155擴展i/o口、pa臼和一個pc的接口即可控制led接口數碼管圖上顯示的一個led接口數碼管。本系統采用51系列u單片機進行多路溫度監測，準備對3路溫信號進行監測，使用性價較好的k型熱電偶進行采集，經多路選擇的開關cd4051，由專用信號調理芯片ad595對k型熱電偶采樣信號的補償處理，a/d轉換部分采用廉價、精度高的k型熱電偶信號。較好的aoc0809模擬和數字數量之間轉換，考慮到adc0809的輸出是8位，測量溫度范圍大約是o一2000c，精度是1℃，顯示了部分采用8155拓展的單片機接口，由3個3位數碼管顯示，監測系統報警溫度由矩陣鍵盤輸入，當時，該鍵盤的輸入是矩陣的。當檢測到的溫度大于設定的警報溫度時，相應的光二極管會點亮。從硬件設計的角度看，分為三個部分，第一個部分是數碼管顯示模塊；第二部分是矩陣鍵盤輸入模塊；第三部分是溫度的采集和處理模塊。從軟件設計的角度看，分為四個部分，第一個部分是主函數程序；第二部分是定時斷段；第三部分是外部斷路程序；第四個部分是子函數。二、系統硬件設計（一）數碼顯示電路數碼管顯示模塊包括3組9個數字管和鎖存器和譯碼器，它們分別用于顯示溫度和矩陣鍵盤的輸入數，并在定時中斷處理相應程序。由于單片機的數量較多，單片機接口不足，因此使用了可編程控制芯片8155拓展的p0口，由可編程控制芯片8155提供鎖存器74ls373、譯碼器74lsl37段選擇信號與位選信號，再由鎖存器和譯碼器將段選信號及位選信號發送給數碼管，控制數字管。動態顯示。（二）矩陣鍵盤電路矩陣命令鍵盤輸入控制模塊為4x4矩陣命令鍵，用于自動設定開關報警鍵的溫度，設置各路開關報警鍵的溫度，處理各個矩陣命令鍵盤輸入模塊程序在存放在機內外界時的中斷。矩陣線在鍵盤上的連接口為p1口，p1.4p1.7為進入輸出數據線，p1.0p1.3為進入輸出數據線。p3.2連接一個自動中斷的控制按鈕。（三）單片機外圍電路設計單片機應用系統硬件電路的設計包括兩個部分：一是系統擴展，即單片機的功能部件。如ram、rom、i/o口、定時/計數器、斷路系統等不能滿足應用系統要求的容量，必須進行另外擴展，選擇合適的芯片，設計與之相應的電路；二是系統配置，即按照系統功能要求配置外圍設備，如鍵盤、顯示器、A／D、D／A轉換器等，還要設計合適的接口電路。1.溫度采集電路設計溫度采集和處理模塊包括k型熱電偶，多路開關cd4051，熱電偶信號調理特用芯片ad595和a/d轉換芯片adc0809，用于對熱電偶信號進行采集和處理，控制和處理程序在定時中斷中的采集和處理程序。溫度收集放大的電路圖2顯示。溫度是通過k型熱電偶轉化為電信號的，然后通過多路選擇器cd4051選擇通道，再通過數據保持器ad595將信號放大，進行模數變換。圖2溫度采集電路設計2.信號處理電路設計k型熱電偶向多路選擇器輸入溫度信號，轉換為mv級電壓信號。信號調理電路由多路切換和熱偶信號調理兩種類型組成。ad595內部設有放大，冷端補償，冰點基準，溫差電偶故障報警等電路。測溫與ad595輸出電壓之間的關系為10mv/oc，芯片可以正常工作到5v/30v。需要注意的是ad595的第一腳要求連接熱電偶正極并接地，模擬開關切換時使用的是每個熱電偶的負極。三、系統軟件設計本文主要運用一臺單片式主機中的c編程語言進行編寫程序，其主要優點之處在于可移植性能比較高。（一）主流程圖主流程如圖3所示。單片機在上電或重新啟動后，首先對變量、定時器的工作方式、斷續優先級、8155的工作方式進行初步處理；然后在等待，當接到中斷的時候，就處理接到的中斷；處理中斷之后繼續待候。圖3主流程圖（二）定時中斷流程圖定時斷流的流程如圖4所示。當定時器在定時間內產生斷電時，首先采集熱電偶溫度信號，并保存；然后將采集溫度以動態掃描方式顯示到相應的數字管上；如果采集溫度超過所設的報警溫度，則對應報警燈亮，然后中斷回返；如果采集溫度不超過設定的報警溫度，則直接中斷回返。圖4定時中斷流程圖（三）外部中斷流程圖圖5是外部電源斷路器的流程。當外部進行中斷時，進入外部進行中斷的是程序，數碼管理器顯示的時間內小數字被點亮，表示程序進入外部進行中斷。然后對每個矩陣的按鍵信號進行不停地快速掃描，直到只有數字1、數字2、數字3、取消鍵、報警處理鍵在其中的任意按下，才能對它的相應信號進行報警處理。圖5外部中斷流程圖（四）軟件各模塊仿真測試程序設計在圖6中斷的仿真試驗接線圖中，也可以設計外部中斷仿真試驗程序、ad轉換仿真試驗程序和8155仿真試驗。定時中斷模擬測試是為了控制數字管的動態顯示，它使用定時中斷。在主程序中，首先確定定時器0的工作模式是模式o，然后打開總中斷，打開定時器打開，打開定時打開，打開定時打開，開定時打開，把要顯示的千個、百個、十個，個位分離，并保存，然后等待中斷，當定時打開的時候，產生中斷。依照中斷的規定，依先打開一個位選鎖存器，然后再送位選一個信號，關閉一個位選鎖存器，開一個選擇一個信號，一個選擇一個信號，一個選擇一個信號，一個選擇一個信號，一個選擇一個信號，一個選擇一個信號，一個選擇一個信號，一個選擇一個信號，一個選擇一個信號，一個選擇一個信號。圖6定時中斷仿真測試接線圖四、結束語以at89c52單片機為中心設計的多路溫度監測系統，對于測量熱電偶時所測得的溫度，能夠準確地顯示到相應的數字管上，符合設計要求；通過矩陣鍵盤可以輸入警報溫度，并正確地顯示輸入數值；當熱電偶測量溫度超過報警溫度時，可以報警，達到對多個溫度點進行檢測和實時報警，達到設計的目的，實現多個溫度點的探測和報警。實踐表明，該系統簡單、可靠，運行可靠。參考文獻[1]賴壽宏．微型計算機控制技術[M]．北京：機械工業出版社，2004：15—85[2]賴麒文．8051單片機C語言徹底應用[M]．北京：科學出版社，2002：1—10[3]郁文工作室．嵌入式C語言程序設計[M]．北京：人民郵電出版社，2006：7—24[4]何立民．單