用ADC0808設(shè)計(jì)的調(diào)溫報(bào)警器

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專(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)老師 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

2、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；ADC0808 AbstractCurrently microcontroller penetrated into every aspect of our lives, almost difficult to find which areas no traces of single-chip microcomputer. The temperature is a very important physical quantities, for its me

3、asurement and control is very important. This course is designed by means of circuit simulation software Protues based on AT89C51 single-chip temperature alarm design, design content is composed of a single chip computer, the ADC0808 temperature regulator, and a digital display of temperature alarm.

4、 When adjusting the temperature less than 60 degrees or above 160 degrees Celsius, the system will produce different frequencies of sound, and the corresponding LED scintillation. The design of the temperature alarm in daily life and industrial application is very extensive, the internal procedures

5、of setting alarm limits, in has the use value and a broad prospect.Key words: single chip microcomputer; digital tube; ADC0808專(zhuān)心-專(zhuān)注-專(zhuān)業(yè) 目錄前言 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)行桿子和控制的需要，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)行調(diào)節(jié)溫度。2 溫度顯示功能 利用 LED 數(shù)碼管

6、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)溫度對(duì)比，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)行警報(bào)閃爍提示并控制蜂鳴器發(fā)出聲音警報(bào)，從而達(dá)到溫控警報(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

7、。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)行通信 讀取溫度信息并寫(xiě)入?？刂菩畔?溫度上下限 利用單片機(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 各部分組成說(shuō)明如下。1 單片機(jī)采用 AT89C52 AT89C52 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 CMOS 8 位單片機(jī) 片內(nèi)含 8k bytes 的可反復(fù)擦寫(xiě)的 Flash 只讀程序存儲(chǔ)器和 256 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存

8、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 具有較高的性價(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)行校驗(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

9、，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)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)

10、和控制信號(hào)。 P3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”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。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，否則就可能

11、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。若先執(zhí)行置1操作，則可以使場(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

12、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)行驅(qū)動(dòng)。4 報(bào)警燈LED 燈 D1 D2 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 P3.1 P3.0 分別控制報(bào)警燈閃爍。軟件設(shè)

13、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 若超過(guò)則進(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： 15和2628（IN0IN7）：8路模擬量輸入端。 8、14、15和1721：8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）： AD

14、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）： AD轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)，輸出，當(dāng)AD轉(zhuǎn)換結(jié)束時(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)AD轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，此端輸入一個(gè)高電平，才能打開(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。 2325（ADDA、ADDB、ADDC）：3位地址輸入線，用于選通8路極限參數(shù)電

15、源電壓（Vcc）：6.5V 控制端輸入電壓：-0.3V15V 其它輸入和輸出端電壓：-0.3VVcc+0.3V 貯存溫度：-65+150 功耗（T=+25）：875mW 引線焊接溫度：氣相焊接（60s）：215；紅外焊接(15s)：220 , ADC0808/0809內(nèi)部結(jié)構(gòu)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。（2）.在DS18B20中的每個(gè)器件上都有獨(dú)一無(wú)二的序列號(hào)。（3）.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。（4）.測(cè)量溫度范圍在55。C到125。C之間

16、。（5）.數(shù)字溫度計(jì)的分辨率用戶可以從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 ADC 0808工作時(shí)序工作時(shí)序與使用說(shuō)明ADC 0808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寄存器SAR復(fù)位，在該上升沿之后的2s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)行中，直到轉(zhuǎn)

17、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)，打開(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)始操作獨(dú)立地進(jìn)行(當(dāng)然，不能在轉(zhuǎn)換過(guò)程中進(jìn)行)，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2s+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)

18、生中斷請(qǐng)求。3軟件設(shè)計(jì) 流程設(shè)計(jì) 1. 報(bào)警子程序框圖2. 揚(yáng)聲器發(fā)聲子程序流程圖3. 主程序流程圖 1.：4電路原理圖1. 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

19、，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)行芯片的型號(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)行仿真了。繪制好的仿真電路中用鼠標(biāo)左鍵單擊單片機(jī)彈出 Edit Commponent 對(duì)話框在 Programe File 中載入

20、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)行功能仿真。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。結(jié)束語(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)多次的反復(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

21、2 王法能.單片機(jī)原理及應(yīng)用，科學(xué)出版社. 20043 余家春Protel 99 SE電路設(shè)計(jì)實(shí)用教程M中國(guó)鐵道出版社，20044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>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int uchar code DSY_CODE=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f; uchar Temperature=0,0,0; sbit ST= P25; sbit OE= P27; sbit EOC =P26； sbit CLK =P24; sbit H_LED=P30; sbit L_LED=P31; sbit BEEP = P37; uchar t=0; void DelayMS(unit x) uchar i; while(x-)for(i = 0;i< 120; i+);void Show_Temperature() uchar i,DSY_IDX= 0x