基于单片机的温度数据采集系统实验报告

基于单片机的温度数据采集系统实验报告

班级：电技10—1班

姓名：田波平

学号：1012020108

指导老师：仲老师

题目：基于单片机的温度数据采集系统

一．设计要求

1．被测量温度范围：0~120℃，温度分辨率为0.5℃。

2．被测温度点：2个，每5秒测量一次。

3．显示器要求：通道号2位，温度4位（精度到小数点后一位）。

显示方式为定点显示和轮流显示。

4．键盘要求：

（1）定点显示设定；（2）轮流显示设定；（3）其他功能键。

二．设计内容

1．单片机及电源模块设计

单片机可选用AT89S51及其兼容系列，电源模块可以选用7805等稳压组件，本机输入电压范围9-12v。

2．存储器设计

扩展串行I2C存储器AT24C02。

要求：

AT24C02的SCK接P3.2

AT24C02的SDA接P3.4

2．传感器及信号转换电路

温度传感器可以选用PTC热敏电阻，信号转换电路将PTC输出阻值转换为0-5V。

3．A/D转换器设计

A/D选用ADC0832。

要求：

ADC0832的CS端接P3.5

ADC0832的DI端接P3.6

ADC0832的DO端接P3.7

ADC0832的CLK端接P2.1

4．显示器设计。

6位共阳极LED显示器，段选（a-h）由P0口控制，位选由P2.2-P2.7控制。数码管由2N5401驱动。

5．键盘电路设计。

6个按键，P2.2-P2.7接6个按键，P3.4接公共端，采用动态扫描方式检测键盘。

6．系统软件设计。

系统初始化模块，键盘扫描模块，数据采集模块，标度变换模块、显示模块等。

三．设计报告要求

设计报告应按以下格式书写：

（1）封面；

（2）设计任务书；

（3）目录；

（4）正文；

（5）参考文献。

其中正文应包含以下内容：

（1）系统总体功能及技术指标描述；

（2）各模块电路原理描述；

（3）系统各部分电路图及总体电路图（用PROTEL绘制）；

（4）软件流程图及软件清单；

（5）设计总结及体会。

四、参考资料

1、李全利，单片机原理及接口技术，高等教育出版社，2004

2、于永，51单片机常用模块与综合系统设计实例精讲，电子工业出版社，2007

目录

一．项目研究意义

二．项目研究内容

1. 单片机及电源模块设计

2.存储器设计

3.A/D转换器设计

4.显示器设计

5.键盘电路设计

6.系统软件设计

三．项目心得

四．参考文献

一．项目的研究意义

21世纪的今天，科学技术的发展日新月异，科学技术的进步同时也带动了测量技术的发展，现代控制设备不同于以前，它们在性能和结构发生了翻天覆地的变化。我们已经进入了高速发展的信息时代，测量技术是当今社会的主流，广泛地深入到应用工程的各个领域。

温度是工业、农业生产中常见的和最基本的参数之一，在生产过程中常需对温度进行检测和监控，采用微型机进行温度检测、数字显示、信息存储及实时控制，对于提高生产效率和产品质量、节约能源等都有重要的作用。伴随工业科技、农业科技的发展，温度测量需求越来越多，也越来越重要。但是在一些特定环境温度监测环境范围大,测点距离远,布线很不方便。这时就要采用无线方式对温度数据进行采集。

本设计是以Atmel公司的AT89C52单片机作为控制核心，通过ADC0832模数转换对所测的温度进行数字量变化，且通过数码管进行相应的温度显示。

因为采用微型机进行温度检测、数字显示、信息存储及实时控制，对于提高生产效率和产品质量、节约能源等都有重要的作用，并且温度参数对工业生产的重要性，所以温度测量系统的精确度和智能化一直受到企业的重视。所以学习并研究温度测量及相关知识可做为一个较为实用的课题的方向，能获得较实用的知识和方法。因此温度测控技术是一个很实用、也很重要的技术，值得去研究掌握。它应用的领域也相当广泛，可以应用到消防电气的非破坏性温度检测，电力、电讯设备的过热故障预知检测，空调系统的温度检测，各类运输工具之组件的过热检测，保全与监视系统之应用，医疗与健诊的温度测试，化工、机械…等设备温度过热检测。因此前景是相当的可观。

二．研究内容

1. 单片机及电源模块设计

单片机： AT89C52简介

如图5.1-1所示为AT89C52芯片的引脚图。兼容标准MCS-51指令系统的AT89S52单片机是一个低功耗、高性能CHMOS的单片机，片内含4KB在线可编程Flash存储器的单片机。它与通用80C51系列单片机的指令系统和引脚兼容。

AT89C52单片机片内的Flash可允许在线重新编程，也可用通用非易失性存储编程器编程；片内数据存储器内含128字节的RAM；有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口;具有两个16位可编程定时器；中断系统是具有6个中断源、5个中断矢量、2级中断优先级的中断结构；震荡器频率0到33MHZ，因此我们在此选用12MHZ的晶振是比较合理的；具有片内看门狗定时器；具有断电标志POF等等。AT89S51具有PDIP、TQFP和PLCC三种封装形式[8]。

图5.1-1 AT89S52引脚图

上图就是PDIP封装的引脚排列，下面介绍各引脚的功能。

5.2 AT89C52引脚说明

P0口：8位、开漏级、双向I/O口。P0口可作为通用I/O口，但须外接上拉电阻；作为输出口，每各引脚可吸收8各TTL的灌电流。作为输入时，首先应将引脚置1。P0也可用做访问外部程序存储器和数据存储器时的低8位地址/数据总线的复用线。在该模式下，P0口含有内部上拉电阻。在FLASH编程时，P0口接收代码字节数据；在编程效验时，P0口输出代码字节数据(需要外接上拉电阻)。

P1口：8位、双向I/0口，内部含有上拉电阻。P1口可作普通I/O口。输出缓冲器可驱动四个TTL负载；用作输入时，先将引脚置1，由片内上拉电阻将其抬到高电平。P1口的引脚可由外部负载拉到低电平，通过上拉电阻提供电流。在FLASH并行编程和校验时，P1口可输入低字节地址。在串行编程和效验时，P1.5/MO-SI，P1.6/MISO和P1.7/SCK分别是串行数据输入、输出和移位脉冲引脚。

P2口：具有内部上拉电阻的8位双向I/O口。P2口用做输出口时，可驱动4各TTL负载；用做输入口时，先将引脚置1，由内部上拉电阻将其提高到高电平。若负载为低电平，则通过内部上拉电阻向外部输出电流。CPU访问外部16位地址的存储器时，P2口提供高8位地址。当CPU用8位地址寻址外部存储时，P2口为P2特殊功能寄存器的内容。在FLASH并行编程和校验时，P2口可输入高字节地址和某些控制信号。

P3口：具有内部上拉电阻的8位双向口。P3口用做输出口时，输出缓冲器可吸收4各TTL的灌电流；用做输入口时，首先将引脚置1，由内部上拉电阻抬位高电平。若外部的负载是低电平，则通过内部上拉电阻向输出电流。在与FLASH 并行编程和校验时，P3口可输入某些控制信号。P3口除了通用I/O口功能外，还有替代功能，如表5.3-1所示。

表5.3-1 P3口的替代功能