温度采集及显示课程设计

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1、 摘 要：本文主要介绍了温度数据采集系统的硬件电路结构及其原理。所设计的电路具有 温度小信号放大，模数转换以及显示的功能。前端可以把温度传感器的模拟信号采集到系 统中，经高保真运算放大器将信号放大，把电压信号输入 A/D 转换，利用 A/D 转换工具将 模拟信号转化为数字信号，然后将得到的数字信号传送至单片机，通过程序对信号进行处 理，最后将采集到的温度用数码管显示出来。 关键词：温度采集；单片机；模数转换；显示； 1 引言 温度是国际单位制中 7 个基本的物理量之一，是生产过程和科学试验中普遍且重要 的物理参数。在工业生产中，常需对温度进行检测和监控。采用微型机进行温度检测显示， 信息存储及

2、实时控制。对于提高生产效率，节约能源都有重要的作用。为此，设计了一种 基于 89S52 单片机的单通道温度检测及显示系统，可以很容易实现温度采集及显示。 2 方案论证 方案一 电路采集 AD590 电压的微小变化连接到放大电路，经放大后送入 0809A/D 转换芯片， 将输入电压信号转换成数字量输出；数字量有单片机接收，通过单片机内的程序处理后送 到单片机的输出口，输出口后接 4 个数码管显示模块，显示模块通过 74LS164 和电阻共同 来驱动，本电路采用静态显示。 方案二 电路采集 AD590 电压的微小变化连接到放大电路，经放大后送入 MC14433A/D 转换芯 片，将输入电压信号转换

3、成数字量输出；数字量有单片机接收，通过单片机内的程序处理 后送到单片机的输出口，输出口后接 SR420561K 显示模块，显示模块通过 7407 反相器和 上拉电阻进行段码和 DS75452 进行位驱动，从而达到满足显示模块亮度的需要。本电路采 用动态显示。 通过方案一和方案二的对比可知，因为本块电路想达到精确到小数点后一位，所以需要 四块单独的数码管，对于方案一来说需要 4 块 74LS164 和 32 个电阻进行驱动，MC14433 和 0809A/D 转换芯片在对同一范围的电压采集内，MC14433 要比 0809 的精度高，又 MC14433 是3(1/2)位双积分型的A/D转换器，

4、而0809是逐次比较型的A/D转换器,MC14433要比0809 的抗干扰性强，虽然 MC14433 的转换速度没有 0809 快但是由于温度在 100ms 内的变化不 大不会对结果造成大的影响，采用静态显示虽然可以减少单片机的口线的条数，但是增加 了显示模块的芯片和电阻的数量。同时静态显示不能快速的反应温度的变化，综合上述的 比较我们选用了方案二。 3 系统框图 第第 1 页页 图图 1 1 4 芯片介绍 4.1 单片机 89S52 AT89S52 是美国 ATMEL 公司生产的低电压、高性能 CMOS 8 位单片机，片内含 8K 的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和 128byte

5、s 的随机数据存储器（RAM），器 件采用 ATMEL 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 8 位中央处理器和 Flash存储单元，功能强大 AT89S52 单片机可为您提供许多高 性价比的应用场合。 4.1.1 主要特性 兼容 MCS51 指令系统 15 个双向 I/O 口 两个 16 位可编程定时/计数器 时钟频率 0-24MHz 两个外部中断源 低功耗睡眠功能 可直接驱动 LED 可编程 UARL 通道 2k 可反复擦写(1000 次）Flash ROM 6 个中断源 2.7-6.V 的宽工作电压范围 128x8bit 内部 RAM 两个串

6、行中断 两级加密位 内置一个模拟比较放大器 软件设置睡眠和唤醒功能 4.1.2 管脚说明 单片机 89S52 管脚图如图 2 所示： 图图 2 2 单片机单片机 8989S52S52 管脚图管脚图 管脚介绍： 电源引脚 Vcc 和 Vss Vcc（20 脚）：电源端，为+5V 电压比较放大 模数转换器 MC14433 7407驱动 DS75452N 驱动 四 位 共 阴 数 码 显 示 温度信号 单片机 89S52 第第 2 页页 Vss（10 脚）：接地端 外接晶体引脚 XTAL1 和 XTAL2 XTAL1（5 脚）：接外部晶体和微调电容的一端。在 89S52 片内是振荡电路反相放大 器的输出端，振荡电路的频率就是晶体的固有频率。若须采用外部时钟电路，则该引脚悬 空。 要检查 89S52 的振荡电路是否正常工作，可用示波器查看 XTAL2 端是否有脉冲信号 输出。XTAL2（4 脚）：接外部晶体和微调电容的另一端。在片内，它是振荡电路反相放 大器的输入端。在采用外部时钟时，该引脚输入外部时钟脉冲。 控制信号引脚 RST RST（脚）：RST 是复位信号输入端，高电平有效。