热电阻单片机课程设计

1、长春工程学院计算机技术与工程学院课程设计报告课程设计报告实习名称： 单片机原理及应用课程设计 学生姓名： 刘粟 学 号： 1311411113 专业班级： 计算机1341 指导教师： 王文涛 张东辉 完成日期： 2016年6月24日 课程设计报告文档规范及注意事项一、按照任务书中“设计报告要求”模式写。二、文档格式为A4纸、页边距上下2.54cm，左3.7cm，右2.7cm；正文通篇段落1.5倍行距，宋体五号；一级标题 4号黑体，二级标题小四黑体。三、图、表应有标号和名称，且图名位于图下，表名位于表格上方；表格：表名用小五号黑体，表头用小五号黑体，表内数字、字母用小五号Times New Ro

2、man体，表内汉字用小五号宋体；表框线两端不封。图解：图名用小五号黑体。图表的大小要适中。 四、参考文献格式为：序号 作者，书名，出版地：出版社名称，出版社年份序号 作者论文题名期刊名称，年份，卷号（期号）：起至页码五、附录中的源代码应有适当的注释（可没有附录，但是提交的源代码电子文档中应有适当的注释）。六、按照格式要求填写课程设计报告封面及成绩评定表中学生应填写的内容。七、课程设计结束后，学生应提交的文档包括纸质文档和电子文档。纸质文档包括：1课程设计报告1份（左侧装订）。2设计原理图1份（A3纸）。 电子文档包括：1课程设计报告 2源程序指导教师：计算1341 王文涛 张东辉计算1342

3、丁柏秀 柯洪昌1单片机原理及应用课程设计成绩评定表设计题目K型热电偶传感器实验设计时间2016年 6月20日 至 2016 年 6月 24日设计内容简介：K型热电偶作为一种温度传感器，K型热电偶通常和显示仪表，记录仪表和电子调节器配套使用。K型热电偶可以直接测量各种生产中从0到1300范围的液体蒸汽和气体介质以及固体的表面温度。K型热电偶具有线性度好，热电动势较大，灵敏度高，稳定性和均匀性较好，抗氧化性能强，价格便宜等优点，能用于氧化性惰性气氛中广泛为用户所采用。如果将热电偶的热端加热，使得冷、热两端的温度不同，则在该热电偶回路中就会产生热电势，这种物理现象就称为热电现象(即热电效应)。在热电

4、偶回路中产生的电势由温差电势和接触电势两部分组成。接触电势:它是两种电子密度不同的导体相互接触时产生的一种热电势。成 绩 评 定 设计表现（20%）（出勤、设计过程）报告（20%）（报告格式规范，内容充实、图表齐全、数据处理正确、结构合理、文字通畅）答辩（60%）（答辩简明扼要，准确流利地回答各种问题，能阐明自己的观点） 总成绩（五级分制） 目 录第1部分 课程设计目的1第2部分 课程设计内容与要求2第3部分 设计方案33.1 系统原理设计33.2 系统结构设计3第4部分 系统硬件设计44.1 单片机最小系统44.2 模块设计原理图4第5部分 系统软件设计75.1 程序流程图75.2 汇编程序

5、7第6部分 参考文献11第7部分 课程设计总结12附录 系统原理图1313第1部分 课程设计目的本课程设计是本门课程课堂教学的延伸和发展，是理论知识与工程实践之间的衔接。通过本课程设计，使学生进一步学习与理解计算机控制系统的构成原理、接口电路与应用程序，进一步巩固与综合专业基础知识和相关专业课程知识，提高学生运用理论知识解决实际问题的实践技能；培养学生独立自主、综合分析的思维与创新能力，最终使学生初步具有设计小型计算机控制系统的硬件及软件的能力。同时，通过资料搜集、方案分析、系统设计与报告撰写的一系列过程，使学生得到一次科学研究工作的初步训练。从而，在专业知识与研究方法方面为日后的毕业设计乃至

6、毕业后的工作奠定良好的基础。1灵活运用单片机的基础知识，依据课程设计内容，能够完成从硬件电路图设计，再到软件编程及系统调试实现系统功能，完成课程设计，加深对单片机基础知识的理解，并灵活运用，将各门知识综合应用。2能够上网查询器件资料，培养对新知识新技术的独立的学习能力和应用能力。3独立完成一个小的系统设计，从硬件设计到软件设计，增强分析问题、解决问题的能力。第2部分 课程设计内容与要求 热电偶测温有两大优点，一是测温的上限可达1800度，二是反应速度快。由于热电偶体积小，热容量小，特别是裸装热电偶，接瞬间即可反映出被测点温度。若用热电偶去测量元件、集成电路、散热元件等的温度特别方便。热电偶的测

7、温原理基于热电效应，将两种不同材料的导体串接成一个闭合回路，当两个接点的温度不同时，在回路中就会产生热电动势，并在回路中有一定大小的电流，此称为热电效应。利用51单片机和K型热电偶的工作原理，设计一个温度检测系统，通过加热热电偶的测量端，读出冷端和热端的温度差，进而换算测量出实际温度并在数据码管上显示出来。第3部分 设计方案3.1 系统原理设计本系统硬件主要由热电偶温度传感器、A/D0809模数转换器、CPU模块8051、CPU挂箱以及接口对象构成。热电偶采用分度号为K的热电偶，传感器接触到的温度转换成模拟信号传给A/D0809模数转换器。再由其将数字信号传递给CPU，最后由CPU通过8279

8、对两位数码管控制，此时所测温度就可以通过数码管显示出来。3.2 系统结构设计8051数码管温度传感器A/D0809图3.1 系统结构设计模块图第4部分 系统硬件设计4.1 单片机最小系统单片机是对所有兼容Intel 8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是Intel的8031单片机，后来随着Flash rom技术的发展，8031单片机取得了长足的进展，成为应用最广泛的8位单片机之一，其代表型号是ATMEL公司的AT89系列，它广泛应用于工业测控系统之中。很多公司都有51系列的兼容机型推出，今后很长的一段时间内将占有大量市场。单片机最小系统,或者称为最小应用系统,是指用最少的元件组成

9、的单片机可以工作的系统.对51系列单片机来说,最小系统一般应该包括:单片机、晶振电路、复位电路.其中 XTAL1、XTAL2：晶体振荡电路反相输入端和输出端，RST：复位信号输入端。4.2 模块设计原理图图4.1 温度传感器热电偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在电动势热电动势，这就是所谓的塞贝克效应。两种不同成份的均质导体为热电极，温度较高的一端为工作端，温度较低的一端为自由端，自由端通常处于某个恒定的温度下。根据热电动势与温度的函数关系, 制成热电偶分度表; 分度表是自由端温度在0时的条件下得到的，不

10、同的热电偶具有不同的分度表。图4.2 A/D08090809A/D转化芯片是一款电子器件，片内无时钟，一般需外加640KHz以下且不低于100KHz的时钟信号。ADC0809的主要性能：(1) 8位逐次逼近型A/D转换器，所有引脚的逻辑电平与TTL电平兼容。(2) 带有锁存功能的8路模拟量转换开关，可对8路05V模拟量进行分时切换。(3) 输出具有三态锁存功能。(4) 分辨率：8位，转换时间：100s。(5) 不可调误差：±1LBS，功耗：15mW。(6) 工作电压：+5V，参考电压标准值+5V。(7) 片内无时钟，一般需外加640KHz以下且不低于100KHz的时钟信号。ADC08

11、09的内部结构：ADC0809是CMOS的8位模/数转换器，采用逐次逼近原理进行A/D转换，芯片内有模拟多路转换开关和A/D转换两大部分，可对8路05V的输入模拟电压信号分时进行转换。模拟多路开关由8路模拟开关和3位地址锁存译码器组成，可选通8路模拟输入中的任何一路，地址锁存信号ALE将3位地址信号ADDA、ADDB、ADDC进行锁存，然后由译码电路选通其中的一路，被选中的通道进行A/D转换。A/D转换部分包括比较器、逐次逼近寄存器（SAR）、256R电阻网络、树状电子开关、控制与时序电路等。另外ADC0809输出具有TTL三态锁存缓冲器，可直接连到CPU数据总线上。ADC0809的多路转换：

12、在实时控制与实时检测系统中，被控制与被测量的电路往往是几路或几十路，对这些电路的参数进行模/数、数/模转换时，常采用公共的模数、数模转换电路。因此，对各路进行转换是分时进行的。此时，必须轮流切换各被测电路与模数、数模转换电路之间的通道，以达到分时切换的功能。ADC0809转换时序：首先输入地址选择信号，在ALE信号作用下，地址信号被锁存，产生译码信号，选中一路模拟量输入。然后输入启动转换控制信号START（不小于100ns ），启动A/D转换。转换结束，数据送三态门锁存，同时发出EOC信号，在允许输出信号控制下，再将转换结果输出到外部数据总线。图4.3 8051VCC - 

13、芯片电源，接+5V；VSS - 接地端；XTAL1、XTAL2 - 晶体振荡电路反相输入端和输出端。ALE/PROG:地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲ALE功能：用来锁存P0口送出的低8位地址PROG功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲。PSEN:外ROM读选通信号。RST/VPD:复位/备用电源。RST（Reset）功能：复位信号输入端。VPD功能：在Vcc掉电情况下，接备用电源。EA/Vpp:内外ROM选择/片内EPROM编程电源。EA功能：内外ROM选择端。Vpp功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期

14、间，施加编程电源Vpp。图4.4 数码管第5部分 系统软件设计5.1 程序流程图图5.1 程序流程图5.2 汇编程序CSEG AT 4000HLJMP STARTCSEG AT 4100HPORT EQU 4FBFH START: SETB P1.2 MOV DPTR, #PORT MOVX DPTR, AWAIT: JNB P1.2, WAIT MOVX A, DPTR MOV R0, A MOV DPTR, #VALUETAB MOV R1, #00HCOMP1: MOV A, R1 MOVC A, A+DPTR MOV B, A MOV A, R0 CLR C SUBB A, B JNC

15、 PRO1 JMP PRO2PRO1: INC R1 AJMP COMP1PRO2: MOV A, R1 DEC A MOVC A, A+DPTR MOV R2, A MOV A, R1 MOVC A, A+DPTR CLR C SUBB A, R2 MOV R3, A MOV A, R0 CLR C SUBB A, R2 MOV R4, A MOV A, R4 MOV B, #0AH MUL AB JNB PSW.2, PRO3 MOV 40H, #09H AJMP PRO4PRO3: MOV R5, A MOV A, R3 MOV B, A MOV A, R5 DIV AB MOV 40H

16、, APRO4: MOV A, R1 DEC A MOV B, #0AH MUL AB ADD A, 40H MOV 40H, A NOP MOV DPTR,#0CFE9H ; MOV A,#08H MOVX DPTR,A MOV DPTR,#0CFE9H ;写显示RAM命令字 MOV A,#90H MOVX DPTR,A MOV A, 40H ;转换结果 ANL A,#0F0H SWAP A ACALL TABLE ;转换为显码 MOV DPTR,#0CFE8H ;8279数据口地址 MOVX DPTR,A ;送显码输出 MOV A, 40H ;转换结果 ANL A,#0FH ACALL T

17、ABLE ;转换为显码 MOV DPTR,#0CFE8H ;8279数据口地址 MOVX DPTR,A ;送显码输出 LJMP STARTTABLE: INC A MOVC A,A+PC RET DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H DB 7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71HVALUETAB: DB 00H,0AH,14H,1EH,28H,32H,3CH,46H,50H,5AH,64H,6EH,78h,82H,8CH,96H,0A0H DB 0AAH, 0B4H,0BEH,0C8H,0D2H,0DCH,0E6H,0F0H,0FAH,0FFH END 第6部分 参考文献1. 新编单片机原理与应用 .潘永雄 编著.西安. 西安电子科技大学出版社, 2014.12. MCS-51系列单片机原理与应用.刘淑荣等 编著.北京.中国电力出版社，2013.53. 单片机原理与应用. 西安李建忠 编著.西安电子科技大学出版社, 2012.6