它包括温度传感器、AD转换器、51系列单片机、LED数码管四部分。 并用C51高级语言编写实现热敏电阻测温显示系统。 2、硬件系统各模块电路设计 1、单片机系统设计 AT89C51 是一款低电压、高性能 CMOS 8 位微处理器，具有 4K 字节 FLASH 存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory） ，俗称微控制器。 微控制器的可擦除只读存储器可重复擦除1000次。 该器件采用ATMEL的高密度非易失性存储器制造技术制造，与行业标准MCS-51指令集和输出引脚兼容。 ATMEL 的 AT89C51 将多功能 8 位 CPU 和闪存组合在一个芯片中，是一款高效的微控制器，为许多嵌入式控制系统提供高度灵活且廉价的解决方案。 考虑到单片机的存储空间和价格，以及我对单片机的熟悉程度，教材是关于AT89C51单片机的。 因此，我选择了AT89C51单片机来完成本次设计。 1-1 AT89C51 简介及引脚功能 VCC：供电电压。 GND：地 P0 端口：P0 端口是一个 8 位开漏双向 I/O 端口，每个引脚可吸收 8 个 TTL 栅极电流。 当第一次向 P0 口引脚写入 1 时，定义为高阻输入。
P0可用于外部程序数据存储器，可定义为数据/地址的低八位。 FIASH编程时，P0口作为原始代码输入口。 当FIASH进行验证时，P0输出原始代码。 此时，P0外部必须拉高。 P1 端口：P1 端口是一个 8 位双向 I/O 端口，内部带有上拉电阻。 P1端口缓冲器可以接收和输出4路TTL栅极电流。 P1口引脚写1后，内部拉高，可作为输入使用。 当P1端口被外部下拉至低电平时，将输出电流。 这是由于内部上拉所致。 在FLASH编程和验证期间，P1端口被接收为地址的低八位。 P2 端口：P2 端口是一个 8 位双向 I/O 端口，内部带有上拉电阻。 P2端口缓冲器可以接收和输出4路TTL栅极电流。 当“1”写入P2端口时，其引脚被内部上拉。 上拉电阻拉高，作为输入。 因此，当用作输入时，P2端口引脚被外部拉低，输出电流。 这是由于内部上拉所致。 当端口P2用于访问外部程序存储器或16位地址外部数据存储器时，端口P2输出地址的高八位。 当给出地址“1”时，它利用内部上拉。 当读写外部八位地址数据存储器时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。 P2口接收FLASH编程和验证时的高八位地址信号和控制信号。 P3端口：P3端口引脚是8个双向I/O端口，内部有上拉电阻，可以接收和输出4路TTL栅极电流。
当向P3端口写入“1”时，它们被内部上拉至高电平并用作输入。 当用作输入时，由于外部下拉为低电平，端口 P3 将因上拉而输出电流（ILL）。 P3 口还可以作为 AT89C51 的一些特殊功能口使用，如下表： P3.0 RXD（串口输入口） P3.1 TXD（串口输出口） P3.2 /INT0（外部中断 0） P3 .3 /INT1（外部中断1） P3.4 T0（定时器/计数器0外部输入） P3.5 T1（定时器/计数器1外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 / RD（外部数据存储器读选通）P3端口同时接收一些用于Flash编程和编程验证的控制信号。 RST：复位输入。 当振荡器复位器件时，RST 引脚必须保持高电平两个机器周期。 /EA/VPP：当/EA保持低电平时，在此期间仅使用外部程序存储器（0000H-FFFFH），无论是否有内部程序存储器。 注意，在加密模式1下，/EA内部锁定为RESET； 当/EA端保持高电平时，此处访问内部程序存储器。 当PC值超过片内程序存储器空间时，自动切换到外部程序存储器中的程序。 在 FLASH 编程期间，该引脚还用于施加 12V 编程电源（VPP）。 XTAL1：反相振荡器放大器的输入和内部时钟运算电路的输入 XTAL2：反相振荡器的输出。
XTAL1和XTAL2分别是反相放大器的输入和输出。 反相放大器可配置为片上振荡器。 石英晶体振荡器和陶瓷振荡器均可使用。 如果使用外部时钟源来驱动器件，则 XTAL2 应悬空。 其余输入到内部时钟信号必须经过二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉冲宽度没有要求，但脉冲的高低电平所需的宽度必须得到保证。 1-2 AT89C51 最小系统介绍 时钟电路： 单片机内部的振荡电路是一个高增益反相放大器，引线XTAL1 和XTAL2 分别是放大器的输入端和输出端。 虽然微控制器内部有振荡电路，但需要额外的外部电路来形成时钟。 微控制器的时钟生成方法有两种。 ① 内部时钟模式。 利用其内部振荡电路将外部定时元件连接到XTAL1和XTAL2引线上，内部振荡电路将产生自激振荡。 XTAL2输出的时钟信号可以用示波器观察。 ② 外部时钟模式。 在由单片机组成的系统中，为了使单片机之间的时钟信号同步，需要引入独特的外部振荡脉冲作为每台单片机的时钟。 在外部时钟模式下，外部振荡信号源直接连接到XTAL1或XTAL2。 图3-1所示为内部时钟电路。 图3-2所示为HMOS型外部时钟电路。 CHMOS型外部时钟电路如图3-3所示。 单片机的复位电路和复位状态是通过外部电路来实现的。
单片机工作后，只要在其RST引线上加载10ms以上的高电平，就可以对单片机进行有效复位。 ①复位电路。 微控制器通常采用两种方法：上电自动复位和按键复位。 最简单的复位电路如下图所示。 上电瞬间，RC电路充电，RST引线端出现正脉冲。 只要RST端保持高电平10ms以上，就可以对单片机进行有效复位。 在应用系统中，一些外围芯片也需要复位。 如果这些芯片复位端的复位电平要求一致，则可以将复位信号接入它们。 简单的复位电路②复位状态。 复位电路的作用是使单片机能够进行复位操作。 复位操作主要是将PC初始化为0000H，使单片机从程序存储器的0000H单元开始执行程序。 程序存储器的0003H单元是单片机外部中断0的中断处理程序的入口地址。 保留的0000H~0002H这三个单元地址只能放置一条传送指令。 因此，MCS-51单片机主程序的第一条指令通常是传送指令。 P0、P1、P2、P3 有 4 个 8 位并行 I/O 端口。 其导程分别为：P0.0～P0.7、P1.0～P1.7、P2.0～P2.7、P3.0～P3.7，共32个导程。 这32根引线可以全部用作I/O线，也可以部分用作单片机的片外总线。 1-2 单片机最小系统图 最小系统图 2. 基于MF58 的NTC 热敏电阻测温电路设计 2-1 MF58 热敏电阻简介 热敏电阻传感器是热敏电阻器的总称，是一种半导体测温元件。
随着外界温度的变化，其阻值也会发生相应的变化。 按温度系数分为负温度系数热敏电阻（NTC）和正温度系数热敏电阻（PTC）两大类。 NTC热敏电阻的型号为MF，PTC热敏电阻的型号为MZ。 热敏电阻符号如下： MF58测温NTC热敏电阻由Co、Mn、Ni等过渡金属元素的氧化物组成。 它在高温下烧成半陶瓷。 它采用半导体微米精密加工技术，封装在玻璃管内。 、耐温性好、稳定性高、可靠性高。 特点： 1、稳定性好，可靠性高。 2.阻值范围宽：0.1-1000K 3.阻值精度高。 4、由于采用玻璃封装，可在高温、高温等恶劣环境下使用。 5、体积小、重量轻、结构坚固、易于自动安装（在印刷电路板上）。 6、热传感速度快、灵敏度高。 主要技术参数： 1、额定零功率电阻值范围（R25）：0.1~1000KΩ 2、R25允许偏差：±1%、±2%、±3%、±5%、±10%。 3、B值范围（B25/50℃）：1960~4480K 4、B值允许偏差：±0.5%、±1%、±2%.5。 耗散系数：2mW/℃（静止空气中） 6.热时间常数：20S（静止空气中） 7.工作温度范围：-55℃~ +300℃ 8.额定功率：≤50Mw 注：1. MF系列热敏电阻封装在玻璃中，请勿造成剧烈震动或撞击。 玻璃外壳防破裂。
2、焊接时间控制在4S以内。 3. MF系列热敏电阻不能直接在水或液体中使用。 2-2 测温电路设计原理图： 各元件介绍：RV1 为 170-1% MF58NTC 热敏电阻，R2、R3、R5、R10 为 10K 普通电阻，C4 为 1μf 陶瓷电容 R4、R6、R7、 R11为普通1K电阻，R8为普通470K电阻。 其工作原理是：电压跟随器右端输出2.5伏，为电桥提供稳定电压。 根据电桥的工作原理，电桥输出的差模电压为U=(2.5*RV1/1K)1/4。 检查运算放大器的增益A=R8/R5=47。 因此RV1与测量电路输出电压U相同。关系为RV1=U。 *43，然后根据温度与电阻的关系即可得到温度。 3. AD 转换器工作原理 3-1 ADC0809 简介 本设计中使用的是A/D 转换器型号ADC0809。 ADC0809的输入模拟量要求：信号单极性，电压范围0-5V，如果信号太小，必须进行放大； 转换过程中输入模拟值应保持不变。 如果模拟值变化太快，则需要在输入前添加采样保持电路。 本电路设计直接采用0-5V的输出电压即可满足电路要求。 AD0809芯片原理图如图2所示： 图2 AD0809芯片 (1) ADC0809的转换参数为D=(Vin/5)*255。
因此Vin=(D/255)*5。 Vin 是测量电路的输出电压。 3-2 基于 AD0809 的数模转换电路 本设计中，测试箱内部基于 AD0809 的模数转换电路图如图 3 所示。 图 3 模数转换电路图如图3所示。实验只有两个输入端口IN0和IN1。 ，输出端口地址取决于连接片选A/D_CS的片选端的段地址，这将在第4章中介绍。ADC0809是8位逐次逼近型A/D转换器。 它由8路模拟开关、地址锁存译码器、A/D转换器和三态输出锁存器组成。 多通道开关可选择8个模拟通道，允许8路模拟量输入分时输入，并可利用A/D转换器进行转换。 三态输出锁存器用于锁存A/D转换后的数字量。 当OE端为高电平时，可以从三态输出锁存器中取出转换后的数据。 LED数码管显示电路设计4-1 LED数码管原理：LED数码管是一种采用发光二极管作为显示场的数字显示器件。 下图为0.5英寸LED数码管的外观及引脚图。 七个发光二极管分别对应笔段a至g，形成“”字形。 另一个发光二极管dp作为小数点。 因此，这种LED显示屏称为七段数码管或八段数码管。 LED数码管按电路中的连接方式可分为共阴和共阳极两大类，如上图所示。 共阳极型将各段发光二极管的阳极连接在一起作为公共端子COM。 公共端COM接高电平，a～g、dp段通过限流电阻接控制端。
当某笔段的控制端为低电平时，该笔段会亮，当控制端为高电平时，该笔段不亮。 通过控制这些笔段的发光，可以显示一定的数字或字符。 共阴极型是将每个数字发光二极管的阴极连接在一起，公共端COM接地，某一段通过限流电阻接高电平时发光。 LED数码管根据尺寸有多种形式，最常用的是0.5英寸和0.8英寸； 根据显示颜色也有多种形式，主要是红色和绿色； 按亮度可分为高亮度和普通亮度。 是指相同电流下显示的亮度不同，这是由于发光二极管的材质不同造成的。 LED数码管的用途与发光二极管相同。 根据其材料的不同，正向压降一般为1.5~2V。 额定电流10mA，最大电流40mA。 10mA适合静态显示。 动态扫描显示可加大脉冲电流，但一般不超过40mA。 4-2 LED数码管编码方法 LED数码管与单片机连接时，LED数码管每段的引脚a、b、…、g、dp一般都连接到MCS的某个引脚-51单片机按一定顺序排列。 并行I/O口D0、D1、…、D7，当I/O口输出某一数据时，LED数码管即可显示某一字符。 例如要使共阳极LED数码管显示“0”，则a、b、c、d、e、f引脚为低电平，g、dp为高电平，如图下表。 当共阳极LED数码管显示数字“0”时，每个管段代码D7D6D5D4D3D2D1D0字段代码显示数字dpgfedcba11000000C0H0C0H，称为共阳极LED数码管显示“0”的字段代码。 不包含小数点的字段代码称为七段码，包含小数点的字段称为八段码。
LED数码管的编码方式有很多种。 按小数点可分为七段码和八段码。 按共阴、共阳可分为共阴场码和共阳场码。 不带小数点的普通阴域代码与普通阳域代码相同。 正域代码互为补码； 根据a、b、…、g、dp的编码顺序是高位在前还是低位在前，可分为顺序场码和逆序场码。 甚至在某些特殊情况下，a、b、…、g、dp的顺序也会被打乱并编码。 下表为共阴、共阳极LED数码管的几种八段编码表。 几个八段编码 共阴共阳 LED数码管 共阴顺序小数点 暗共阴 反序小数点 暗共阳顺序小数 亮共阳顺序小数点 暗 dp gfedcb a16 十六进制 abcdefg dp16 十六进制 00 0 1 1 1 1 1 13FH1 1 1 1 1 1 0 0FCH40HC0 H10 0 0 0 0 1 1 006H0 1 1 0 0 0 0 0 60H79HF9 H20 1 0 1 1 0 1 15BH1 1 0 1 1 0 1 0DAH24HA4 H30 1 0 0 1 1 1 H1 1 1 1 0 0 1 0F2H30HB0 H40 1 1 0 0 1 1 066H0 1 1 0 0 1 1 066H19 H99 H50 1 1 0 1 1 0 16DH1 0 1 1 0 1 1 0B6H12 H92 H60 1 1 1 1 1 0 17DH1 0 1 1 1 1 1 0BEH02 H82 H70 0 0 0 0 1 1 107H1 1 1 0 0 0 0 0E0H78 HF8 H80 1 1 1 1 1 1 17FH1 1 1 1 1 1 1 0FEH00 H80 H90 1 1 0 1 1 1 16FH1 1 1 1 0 1 1 0 F6H10 H90 H4 -3 显示电路原理图 显示电路原理图 三、电路总体结构设计及软件设计 1、电路总体结构设计 由于WAVE2000实验箱在设计上的限制本课程的总体电路结构如下： 2.本课程的软件设计 本课程的设计采用汇编语言。
总体设计思路为：启动——初始化程序——AD转换——数字转换——数字显示模数转换子程序流程图如图所示。 数显子程序流程图如图所示。 四：结论本设计以温度采集和检测为总体目标，以AT89C51单片机最小应用系统为总体控制中心。 辅助设计包括温度采样电路、驱动显示单元等。单片机开发过程是一个非常严谨、复杂、科学、彻底、细致、技术性强、综合性强的过程。 它要求你具有扎实的专业基础和理论知识，以及较强的实际专业操作能力。 能够以缜密、科学的头脑去检查、分析和解决问题。 同时，在设计中，必须有足够的耐心、毅力、坚强的意志、求实细致的精神，才能开发出理想的设计。 在设计过程中，我遇到了很多问题，比如设计初期目的不明确、思路混乱等。 经过认真的思考和老师的指导，我思路清晰，抓住重点，不懂就问，在规定的时间内系统完成了。 序列的完成。 温度检测是工业过程控制中的重要参数。 了解温度检测的重要性让我对设计过程更加感兴趣和积极。 在软件设计方面，我遇到了一些实际问题。 不过，在老师的指导和同学的帮助下，我都一一解决了，也学到了很多新知识。 从本次设计的数据收集、程序论证到程序设计、修改、最终完成，我都得到了老师和同学的指导和帮助，才顺利完成了本次设计。
谨表示诚挚的谢意！ 5、参考文献 [1]中文期刊全文数据库：HYPERLINK《/kns50/》/kns50/[2]HYPERLINK《》[3]HYPERLINK《》[4]查电子元件资料：/[5]王贵平编译，李登峰等《新型微控制器原理及应用》，机械工业出版社[6]李龙宝。 实用电子器件与电路简明手册[M]. 北京：电子工业出版社，1991．[7]康华光，电子技术基础数字部分（第4版）[M]． 北京：高等教育出版社，1987 [8]《单片机控制工程实用技术》傅家才等主编，化学工业出版社6.附件1，程序清单/***** ***** *** writer:shopping.w ******************/#include #define uint unsigned int#define uchar unsigned charuchar 代码 LEDData[]= { 0x3f,0x06,0x5b ,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};sbit OE = P1^0;sbit EOC = P1^1;sbit ST = P1^2;sbit CLK = P1^3; void DelayMS(uint ms){ uchar i;while(ms–){ for(i=0;i167) {TEM=0; Display_Result(TEM);} else{if(RTemp=0.4&&RTemp=0.9&&RTemp=2.2&&RTemp =4&&RTemp=14&&RTemp=39&&RTemp=98&&RTemp
