智能仪器课程设计

1、精品文档课程设计智能型温度测量仪设计设计功能要求配合温度传感器，实现温度的测量；具有开机自检、自动调零功能；具有克服随机误差的数字滤波功能；. 使用220V/50Hz交流电源，设置电源开关、电源指示灯和电源保护功能。主要技术指标测量温度范围：-50150测量误差：1%显示方式：4位LED数码管显示被测温度值。总体方案论证与选择1.从功能要求看，系统功能并不复杂，52系列即8052单片机完全可以胜任主机的角色。2.从测温范围看，电流型两线制集成温度传感器AD590可满足设计要求。3.从测量误差看，普通运放和10位以上的A/D转换器可以满足精度要求。方案1 集成电路温度传感器AD590A

2、D转换器单片机放大器LED显示器。方案2 热电阻传感器电压放大器AD转换器单片机放大器LED显示器。以上两个方案的主要区别是选用的传感器不同，两种传感器都具有测量精度较高的特点。热电阻传感器测温范围更宽，但需要非线性校正；集成电路温度传感器测温范围较窄，但线性很好，不需要非线性校正，软、硬件设计较简单。硬件选择与设计1. AD590温度传感器主要特性: 它是一种已经IC化的温度感测器，它产生的电流与绝对温度成正比(如下表所示 摄氏温度 0 10 20 30 40 50 60 100;AD590电流 273.2 uA 283.2 uA 293.2 uA 303.2 uA 313.2 uA 323

3、.2 uA 333.2 uA 373.2 uA)。测温范围为-55+150，而且精度高。其 中M档精度最高，在-55+150范围内，非线性误差为±0.3。它 可接收的工作电压为4V30V，因而器件反接也不会被损坏。度每增加1，它会增加1A输出电流。AD590的接口电路十分简单，具有线性优良、性能稳定、灵敏度高、无需补偿、热容量小、抗干扰能力强、可远距离测温且使用方便等优点。工作原理: 在被测温度一定时，AD590相当于一个恒流源，把它和530V的直流电源相连，并在输出端串接一个10k的恒值电阻，那么，此电阻上流过的电流将和被测温度成正比，此时电阻两端将会有10mVK的电压信号。 2.

4、ADC0809ADC0809是逐次逼近型8位A/D转换器，片内有8路模拟开关，可对8路模拟电压量实现分式转换。典型转换时间为100us。片内带有三态输出缓冲器，可直接与单片机的数据总线相连。 由图可见，ADC0809由8位模拟开关、8位逐次逼近式A/D转换器、地址锁存器、控制与时序电路及输出锁存器组成。IN0IN7：8路模拟量的输入端 。2.12.7: 8位数字量输出端口，2.1为最高为有效，2.7为最低为有效。START: 启动控制输入量，加正脉冲，立即启动A/D转换。ALE: 地址锁存控制端。ECO: 转换结束信号输出端。OE: 输出允许控制端。CLK: 时钟信号输出端。REF(+),RE

5、F(-): 参考电压输入端，一般REF(+)接Vcc,REF(-)接GND。ADDA,ADDB,ADDC: 8位模拟开关的3位地址选通输入端，用来选择对应的输入通道。3.89C5289C52的主要参数a.主要特性：4K字节可编程闪烁存储器；全静态工作：0Hz-24Hz，三级程序存储器锁定，128*8位内部RAM，32可编程I/O线，两个16位定时器/计数器，5个中断源，可编程串行通道，低功耗的闲置和掉电模式，片内振荡器和时钟电路。 b.管脚说明：VCC：供电电压。GND：接地。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。

6、P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时

7、，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能存放器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流ILL这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下所示。P3口管

8、脚 备选功能P3.0 RXD串行输入口P3.1 TXD串行输出口P3.2 /INT0外部中断0P3.3 /INT1外部中断1P3.4 T0记时器0外部输入P3.5 T1记时器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口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用

9、作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的 /PSEN信号将不出现。 /EA/VPP：当/EA保持低电平时，那么在此期间外部程序存储0000H-FFFFH，不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时， /EA将内部锁定为RE

10、SET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源VPP。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。4.单片机电路设计(1)89C52的复位电路： (2)89C52的时钟电路：AT89C52的+5V电源由40脚引入，第20脚接地，第18脚和第19脚间由12MHz的晶振及两个30pF的无极性电路组成一个时钟振荡电路。5.数码管1.数码管结构09、字符A G数码管由8个发光二极管以下简称字段构成，通过不同的组合可用来显示数字0 ”。数码管的外型结构如图.及小数点“-F、H、L、P、R、U、Y、符

11、号“2.8位数码管工作原理共阳阴极数码管的8个发光二极管的阳阴极二极管正负端连接在一起，通常，公共阳阴极接高电平一般接地电源，其它管脚接段驱动电路输出端。当某段驱动电路的输出端为低高电平时，那么该端所连接的字段导通并点亮，根据发光字段的不同组合可显示出各种数字或字符。此时，要求段驱动电路能吸收额定的段导通电流，还需根据外接电源及额定段导通电流来确定相应的限流电阻。6.供电电源电路本设计中采用了5V电源供电。软件设计分析主函数流程图#includeunsigned char code dispbitcode= 0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f;uns

12、igned char code dispcode=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x00; unsigned char dispbuf8=10,10,10,10,10,0,0,0;unsigned char dispcount;sbit EOC=P20;sbit OE=P21;sbit ST=P22;unsigned char channel=0x00;unsigned char getdata;void main(void)TMOD=0x01;TH0=(65536-4000)/256;TL0=(65536-4000)%25

13、6;TR0=1;ET0=1;EA=1;P3=channel;while(1)ST=0;ST=1;ST=0;while(EOC=0);OE=1;getdata=P0;OE=0;dispbuf2=getdata/100; getdata=getdata%10;dispbuf1=getdata/10; dispbuf0=getdata%10; void t0(void) interrupt 1 using 0 TH0=(65536-4000)/256; TL0=(65536-4000)%256;P1=dispcodedispbufdispcount; P2=dispbitcodedispcount;

14、 dispcount+;if(dispcount=8)dispcount=0;九、总结此次课程设计历时一周，通过再读课本、查阅相关资料书和相关网站浏览，终于完成了对智能型温度测试仪的设计。经历了这次紧张而又充实的设计我学到了很多知识，从刚开始的朦朦胧胧、对智能仪器不太了解，到现在对其有了较多的了解。通过此次设计，我明白只有多练习实践，才能将理论和实际结合起来，提高自己的动手能力。只有将理论与实践紧密地结合起来才能更好地将这门课运用到生产中、社会中。由于时间比拟仓促，此次课程设计存在许多的缺乏，相信在以后的设计中，我会努力做的更好！参考文献1 王迎旭 ；单片机原理与应用J.北京.机械工业出版社.20042 徐科军；自动检测和仪表中的共性技术J.清华大学出版.20023 松井邦彦；传感器实用电路设计与制作J.科学出版社.1999 5 胡汉才；单片机原理及系统设计M.请华大学出版社.19976 吴金戌 ；8051单片机实践与应用M.清华大学出版社.20017 刘国荣