基于AD590溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)正文

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上目 錄摘 要本文介紹了基于AD590與89c51單片機(jī)的一種溫度采集系統(tǒng),該電路采用ADC0809作為A/D轉(zhuǎn)換元件，將AD590采集的模擬溫度信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)內(nèi)部，最后用共陰極LED顯示出來，溫度測量范圍085，小數(shù)點(diǎn)后顯示一位。要求能夠正確的顯示溫度傳感器的溫度。使用3位LED模塊顯示，顯示測量溫度數(shù)值。本系統(tǒng)主要包括大模塊：數(shù)據(jù)采集模塊、控制模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、顯示模塊。首先繪制出工作流程圖，然后連接好硬件電路，寫入?yún)R編程序，并進(jìn)行調(diào)試，最終設(shè)計(jì)完成了該系統(tǒng)的硬件電路。在軟件編程上，采用了匯編語言進(jìn)行編程，使用了顯示模塊程序、轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)存取程序、

2、A/D轉(zhuǎn)換程序。關(guān)鍵詞：ADC0809；A/D轉(zhuǎn)換；LED顯示1 系統(tǒng)方案1.1 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)單片機(jī)主電路、數(shù)據(jù)采集接口電路、LED顯示電路、時(shí)鐘信號(hào)控制電路，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)1路電壓值進(jìn)行測量，能夠顯示當(dāng)前實(shí)際的溫度值，溫度值精度小數(shù)點(diǎn)后1位，可以通過ADC0809模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片將采集的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)并在LED顯示屏顯示出來。1.2 設(shè)計(jì)方案 將數(shù)據(jù)采集接口T-DETECT端口電壓傳入ADC0809數(shù)模轉(zhuǎn)換元件中的IN-0通道，經(jīng)轉(zhuǎn)換后通過D0至D7與單片機(jī)P0口連接，把轉(zhuǎn)換完的模擬信號(hào)以數(shù)字信號(hào)的信號(hào)的形式傳給單片機(jī)，信號(hào)經(jīng)過單片機(jī)處理從LED數(shù)碼顯示管顯示。本設(shè)計(jì)使用的數(shù)據(jù)流輸出

3、為串入并出形式，這樣的好處是使用借口較少，方便使用。數(shù)據(jù)輸出顯示AT89C51 P0P11F3P12F3 ALEP3P1F3P0F3數(shù)據(jù)輸出ADC0809D0D7 IN0 : IN7CLOCK VREF+VREF-圖1.1系統(tǒng)總體方案結(jié)構(gòu)圖1.3 軟硬件開發(fā)環(huán)境硬件選擇：選擇AT89C51作為單片機(jī)芯片，選用8段共陰極LED數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)溫度顯示，要求，利用ADC0809作為數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片，利用P0至P4的各個(gè)串口來進(jìn)行不同設(shè)備間的連接，計(jì)算機(jī)進(jìn)行匯編，WAVE仿真器，單片機(jī)多功能實(shí)驗(yàn)臺(tái)。軟件開發(fā)環(huán)境： keil軟件進(jìn)行程序編寫。2 硬件設(shè)計(jì)2.1 單片機(jī)主電路設(shè)計(jì)在本次課題設(shè)計(jì)中我們選擇了8951

4、芯片，其具有功能強(qiáng)、體積小、成本低、功耗小等特點(diǎn)，它可單獨(dú)地完成現(xiàn)代工業(yè)控制所要求的智能化控制功能，能在軟件的控制下準(zhǔn)確、迅速、高效地完成程序設(shè)計(jì)者事先規(guī)定的任務(wù)。2.2 測量、轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì) 使用ADC0809作為數(shù)模轉(zhuǎn)換元件，其引腳圖如2.1所示圖2.1 ADC0809引腳圖ADC0809是帶有8路模擬開關(guān)的8位A/D轉(zhuǎn)換芯片，所以它可有8個(gè)模擬量的輸入端，由芯片的A，B，C三個(gè)引腳來選擇模擬通道中的一個(gè)。A，B，C三端分別與AT89C51的P0.0P0.2相接。地址鎖存信號(hào)(ALE)和啟動(dòng)轉(zhuǎn)換信號(hào)（START），由P2.6和/WR或非得到。輸出允許，由P2.6和/RD或非得到。時(shí)鐘信號(hào)，可

5、有89C51的ALE輸出得到，不過當(dāng)采用12M晶振時(shí)，應(yīng)該先進(jìn)行二分頻，以滿足ADC0809的時(shí)鐘信號(hào)必須小于640K的要求。與單片機(jī)的連接如圖2.2所示圖2.2數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)電路圖2.3 顯示電路設(shè)計(jì)2.3.1 LED數(shù)碼管構(gòu)成LED數(shù)碼管顯示器是由發(fā)光二極管顯示字段的顯示器件，也稱為數(shù)碼管。其外形結(jié)構(gòu)如圖所示。它由8個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成，通過不同的組合可用來顯示0-9、A-F及小數(shù)點(diǎn)“.”等字符。數(shù)碼管有共陰極和共陽極兩種結(jié)構(gòu)規(guī)格，電阻為外接。共陰極數(shù)碼管的發(fā)光二極管陰極共地，當(dāng)某發(fā)光二極管的陽極為高電平時(shí)，二極管點(diǎn)亮；共陽極數(shù)碼管的發(fā)光二極管是陽極，并接高電平，對(duì)于需點(diǎn)亮的發(fā)光二極管將其陰極接

6、低電平即可。 圖23(a) 共陰極 圖2.3(b) 共陽極 圖2.3（C）字段顯示2.3.2 顯示方式（1） 靜態(tài)顯示方式直接利用并行口輸出。LED顯示工作于靜態(tài)顯示方式時(shí),各位的共陰極連接在一起接地;每位的段選線分別于一個(gè)8位的鎖存輸出相連。一般稱之為靜態(tài)顯示,是由于顯示器中的各位相互獨(dú)立。而且各位的顯示字符一經(jīng)確定,相應(yīng)鎖存器的輸出將維持不變,直到顯示另一個(gè)字符為止。本實(shí)驗(yàn)采用串入并出的靜態(tài)顯示方式。利用通信號(hào)串行輸出。在實(shí)際應(yīng)用中,多位LED顯示時(shí)，為了簡化電路，在系統(tǒng)不需要通信功能時(shí)，經(jīng)常采用串行通信口工作方式0，外接移位寄存器74LS164來實(shí)現(xiàn)靜態(tài)顯示。（2） 動(dòng)態(tài)顯示方式對(duì)多位L

7、ED顯示器的動(dòng)態(tài)顯示，通常都時(shí)采用動(dòng)態(tài)掃描的方法進(jìn)行顯示，即逐個(gè)循環(huán)點(diǎn)亮各位顯示器。這樣雖然在任一時(shí)刻只有一位顯示器被點(diǎn)亮，但是由于間隔時(shí)間較短，且人眼具有視覺殘留效應(yīng)，看起來與全部顯示器持續(xù)點(diǎn)亮一樣。為了實(shí)現(xiàn)LED顯示器的動(dòng)態(tài)掃描，除了要給顯示器提供的輸入之外，還要對(duì)顯示器加位選擇控制，這就是通常所說的段控和位控。因此多位LED顯示器接口電路需要有兩個(gè)輸出口，其中一個(gè)用于輸出8位控信號(hào)；另一個(gè)用于輸出段控信號(hào)，其連接圖如下。 2.4 LED顯示電路表2.1七段LED段選碼表 顯示字符共陰極段顯示字符共陰極段03FHC39H106HD5EH25BHE79H34FHF71H466HP73H56D

8、HU3EH67DH31H707Hy6EH87FH8.FFH96FH“滅”00HA77H/B7CH/3 軟件設(shè)計(jì)3.1 主程序設(shè)計(jì) 3.1.1 工作流程首先在模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換開始初期延時(shí)一段時(shí)間(150微秒)，延時(shí)完成后數(shù)據(jù)肯定已經(jīng)轉(zhuǎn)換完畢。轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)存儲(chǔ)程序，最后再到顯示程序，本設(shè)計(jì)使用的是串入并出形式的顯示方法。要求正確的顯示溫度值。完成一次溫度采集顯示程序后，要延時(shí)1秒，使的數(shù)據(jù)顯示穩(wěn)定，如果延時(shí)時(shí)間過短，溫度值會(huì)在跳躍的臨界點(diǎn)閃爍。然后轉(zhuǎn)向溫度采集并循環(huán)顯示程序。工作流程圖如下： N Y轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的處理繼續(xù)等待轉(zhuǎn)換結(jié)果的處理延時(shí)轉(zhuǎn)換時(shí)間數(shù)據(jù)顯示延時(shí)開始轉(zhuǎn)換完成選擇第0通道圖3.1主程序流程3.1

9、.2 存儲(chǔ)空間定義安排 40H用于存放A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果，40H、41H、42H分別存儲(chǔ)顯示用的三位數(shù)據(jù)如下表：表3.1存儲(chǔ)空間定義表40H用于存放A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果40H溫度值十位數(shù)部分41H溫度值個(gè)位數(shù)部分（小數(shù)點(diǎn)的處理）42H溫度值小數(shù)位部分3.2 模塊程序設(shè)計(jì)3.2.1 A/D轉(zhuǎn)換測量程序A/D轉(zhuǎn)換的常用方法有：計(jì)數(shù)式A/D轉(zhuǎn)換，逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換，雙積分式A/D轉(zhuǎn)換， V/F變換型A/D轉(zhuǎn)換。在這些轉(zhuǎn)換方式中，記數(shù)式A/D轉(zhuǎn)換線路比較簡單，但轉(zhuǎn)換速度較慢，所以現(xiàn)在很少應(yīng)用。雙積分式A/D轉(zhuǎn)換精度高，多用于數(shù)據(jù)采集及精度要求比較高的場合，如5G14433（31/2位），AD7555（41/2

10、位或51/2位）等，但速度更慢。逐次逼近型A/D轉(zhuǎn)換既照顧了轉(zhuǎn)換速度，有具有一定的精度，這里選用的是逐次逼近型的A/D轉(zhuǎn)換芯片ADC0809。采用延時(shí)控制的方式實(shí)現(xiàn)，不浪費(fèi)時(shí)間，效率較高。其流程圖如下： 圖3.2 A/D轉(zhuǎn)換測量程序3.2.2 顯示程序LED顯示工作于靜態(tài)顯示方式時(shí),各位的共陰極連接在一起接地;每位的段選線分別于一個(gè)8位的鎖存輸出相連。一般稱之為靜態(tài)顯示,是由于顯示器中的各位相互獨(dú)立。而且各位的顯示字符一經(jīng)確定,相應(yīng)鎖存器的輸出將維持不變,直到顯示另一個(gè)字符為止。本實(shí)驗(yàn)采用串入并出的靜態(tài)顯示方式。利用通信號(hào)串行輸出。在實(shí)際應(yīng)用中,多位LED顯示時(shí)，為了簡化電路，在系統(tǒng)不需要通信

11、功能時(shí)，采用串行通信口工作方式0，外接移位寄存器74LS164來實(shí)現(xiàn)靜態(tài)顯示。讀取判斷單元顯示電壓十位數(shù)部分顯示電壓個(gè)位數(shù)部分（小數(shù)點(diǎn)）顯示電壓小數(shù)部分LED顯示開始程序40H41H42H圖3.3顯示子程序4 系統(tǒng)調(diào)試與分析4.1 調(diào)試內(nèi)容及問題解決 程序可分為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)，這三部分先獨(dú)立測試，然后整體調(diào)試。顯示系統(tǒng)的調(diào)試：要顯示的數(shù)據(jù)存放在40H、41H、42H單元中，先在40H、41H、42H分單元中存放010的數(shù)，運(yùn)行顯示程序，察看顯示的結(jié)果是否與存放值一樣。在測試的過程中發(fā)現(xiàn)小數(shù)點(diǎn)沒有顯示，通過指令ORL 30H,#80H，把小數(shù)點(diǎn)顯示出來。整體測試:把個(gè)部分用

12、線連接，P2接數(shù)碼管，P3接位選。仿真器、仿真頭連好，進(jìn)入WAVE軟件，設(shè)置仿真器。編譯程序，看是否存在錯(cuò)誤。5 課程設(shè)計(jì)總結(jié)在本次實(shí)訓(xùn)中，我遇到了很多難題，然而這些難題讓我不斷的學(xué)習(xí)，充分體會(huì)了從事單片機(jī)開發(fā)工作需要特別嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的態(tài)度和作風(fēng)，一點(diǎn)都馬虎不得。每一個(gè)細(xì)微的細(xì)節(jié)都必須十分的注意，如果不認(rèn)真思考決策，就會(huì)出現(xiàn)或大或小的錯(cuò)誤，如果早期的錯(cuò)誤隱藏下來，對(duì)后面的工作影響就會(huì)很大，甚至有時(shí)要推倒很多前面做的工作重來。有時(shí)候，自己覺得寫的程序非常的正確，但是就是編譯通不過，在查找錯(cuò)誤的過程中，面臨著否認(rèn)自己的過程，非常的痛苦，而且由于自己的經(jīng)驗(yàn)及各方面的能力的不足，所以進(jìn)展的速度非常的緩慢，

13、往往幾天的時(shí)間還沒有一點(diǎn)進(jìn)展。這時(shí)候，一般是先自己通過書本，手冊和資料找解決辦法，實(shí)在沒轍了才向?qū)＜艺埥?。盡管向?qū)＜艺埥探鉀Q問題比較快，自己鉆研花的時(shí)間較多，但強(qiáng)迫自己獨(dú)立的思考對(duì)學(xué)習(xí)提高幫助非常大。在開始編寫程序的時(shí)候，看到別人的軟件功能非常的詳細(xì)，總希望自己的軟件也非常的完善，但是，經(jīng)過幾天的學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)編一個(gè)優(yōu)秀的課程設(shè)計(jì)決不是一蹴而就的事情，需要長時(shí)間的積累和經(jīng)驗(yàn)。認(rèn)清自己的能力后，就特別注意在工作的過程中不貪圖大而全，而是根據(jù)自己的能力，制定適當(dāng)?shù)哪繕?biāo)。反反復(fù)復(fù)的學(xué)習(xí)，辛勤努力有了回報(bào)，終于做出了一個(gè)簡單的溫度采集系統(tǒng)，雖然這個(gè)系統(tǒng)的功能非常的簡單，而且在實(shí)際的運(yùn)用中，還有些不足。比如

14、溫度數(shù)值顯示不夠精確。由于知識(shí)淺薄，經(jīng)驗(yàn)不足及閱歷頗淺，因此，在該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方面還有很多不足，比如功能不夠完善，精度有待提高等問題，會(huì)在學(xué)習(xí)的使用過程中，根據(jù)學(xué)習(xí)的具體要求不斷的修改，完善，爭取使該系統(tǒng)慢慢趨向完美，并希望老師批評(píng)指點(diǎn)在因難中進(jìn)步，還要感謝指導(dǎo)教師給我的提供了寶貴的意見，感謝學(xué)校給我們這提供實(shí)訓(xùn)的機(jī)會(huì)。 附錄1：程序清單 org 000h jmp main org 0030hmain: mov r0,#40h mov dptr,#0bff8h ;指向0809首地址 movx dptr,a ;啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換 tt1: movx a,dptr ;讀數(shù) movx r0,a ;存數(shù) m

15、ovx dptr,a ;啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換 lcall delay128us ;等待轉(zhuǎn)換完畢（至少128us） movx a,dptr mov r0,a lcall tran ;模數(shù)-數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 lcall disp ;數(shù)據(jù)的靜態(tài)顯示 lcall delay1s sjmp main ;數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換;tran: ;數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 mov r0,#40h mov r3,#00h mov a,r0 ;把r0中的數(shù)給a mov b,#03h ;標(biāo)度變換 3格一度 div ab mov r3,b mov b,#0ah ;將標(biāo)度變換結(jié)果的整數(shù)部分進(jìn)行BCD碼轉(zhuǎn)換 div ab mov r0,a ;將十位數(shù)送顯示緩沖單元

16、inc r0 ;指向緩沖單元下一地址 mov r0,b ;將個(gè)位數(shù)送顯示緩沖單元 mov a,r3 ;標(biāo)度轉(zhuǎn)換結(jié)果小數(shù)部分處理 mov b,#03h ;實(shí)現(xiàn)三格一度 mul ab inc r0 mov r0,a ;送顯示緩沖單元lop: ret;靜態(tài)顯示子程序-串入并出;disp: mov dptr,#tab mov r0,#40h ;r0指向緩存區(qū)首地址 mov a,r0 ;將整數(shù)位數(shù)給a movc a,a+dptr ;利用表格計(jì)算十位七段LED數(shù)碼管的段碼 mov 40h,a ;將段碼結(jié)果送入40h inc r0 ;r0指向緩存區(qū)下一地址 mov a,r0 ;將個(gè)位數(shù)給a movc a,a

17、+dptr ;利用表格計(jì)算個(gè)位七段LED數(shù)碼管的段碼 mov 41h,a ;將段碼結(jié)果送入41h inc r0 ;r0指向緩存區(qū)下一地址 mov a,r0 ;將小數(shù)給a movc a,a+dptr ;利用表格計(jì)算小數(shù)位七段LED數(shù)碼管的段碼 mov 42h,a ;將段碼結(jié)果送入42h;最后一位清零; mov 43h,#00h mov a,43h mov r7,#8ccc: jb acc.7,aaa ; clr p3.0 ; jmp bbbaaa: setb p3.0bbb: setb p3.1 clr p3.1 rl a djnz r7,ccc;小數(shù)位數(shù)顯示; mov a,42h mov r7

18、,#8 cc: jb acc.7,aa ; clr p3.0 ; jmp bbaa: setb p3.0bb: setb p3.1 clr p3.1 rl a djnz r7,cc ;所有位檢測后順序執(zhí)行;個(gè)位數(shù)顯示; orl 41h,#80h ;個(gè)位數(shù)后置小數(shù)點(diǎn) mov a,41h mov r7,#8 dd: jb acc.7,ee clr p3.0 jmp ff ee: setb p3.0 ff: setb p3.1 clr p3.1 rl a djnz r7,dd ;十位數(shù)數(shù)顯示; mov a,40h mov r7,#8 gg: jb acc.7,hh clr p3.0 jmp ii hh: setb p3.0 ii: setb p3.1 clr p3.1 rl a djnz r7,ggtab: db 3fh,06h,5bh,4fh,66h db 6dh,7dh,07h,7fh,6fhlop1: ret;ADC0809轉(zhuǎn)換所需時(shí)間;delay128us: mov r5,#30delay1: mov r7,#5delay2: nop nop djnz r7,delay2 djnz r5,delay1 ret;為使