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由于高新技術(shù)的不斷發(fā)展，儀器儀表的微型化，數字化已得到實(shí)現。90年代高精確度、高性能、多功能儀器儀表都已經(jīng)采用微處理器件。而作為工業(yè)控制和自動(dòng)化領(lǐng)域的各種新技術(shù)、新方法、新產(chǎn)品的發(fā)展趨勢和顯著(zhù)標志智能化是自動(dòng)化技術(shù)當前和今后發(fā)展的動(dòng)向之一。本文采用AT89C52單片機開(kāi)發(fā)了鍵盤(pán)、液晶顯示器、多路溫度檢測來(lái)實(shí)現溫度的采集、溫度的文字顯示和圖形顯示三個(gè)系統。實(shí)驗證明，采用AT89C52開(kāi)發(fā)的系統性能可靠、成本較低、軟件設計靈活簡(jiǎn)單、硬件接口功能豐富，具有擴展性好、通用性強等優(yōu)點(diǎn)。 1 元器件的選擇 1.1 核心芯片的選擇 AT89C52單片機價(jià)格低廉，輸入輸出口豐富，無(wú)需再另外擴展，簡(jiǎn)化了外圍電路。256 B內部RAM，8 kB內部ROM，程序存儲空間大，防止由于字模過(guò)多而造成存儲空間不夠。另外由于前期開(kāi)發(fā)需要多次的寫(xiě)入、擦除，而89C52可以完成1 000次寫(xiě)／擦，故滿(mǎn)足要求。 1.2 模數轉換芯片的選擇 ADC0809是8位的A／D轉換芯片，為逐次逼近型。由單一的+5 V電源供電，片內帶有所存功能的8路模擬多路開(kāi)關(guān)，可對8路0～5 V的輸入模擬電壓信號分時(shí)進(jìn)行轉換，完成一次轉換約需100μs；片內的地址譯碼和鎖存電路，將單片機的三條地址信號譯碼生成選擇八路模擬通道。輸出具有TTL三態(tài)鎖存緩沖器，可以直接接到單片機的數據線(xiàn)上。 1.3 溫度傳感器的選擇 溫度傳感器類(lèi)型很多，目前出現的石英體溫度傳感器如AD590具有很高的穩定性、準確度和良好的線(xiàn)性，抗干擾能力強。單總線(xiàn)數字型的溫度傳感器DS18B20直接產(chǎn)生溫度數字信號，不需要A／D轉換，準確度、穩定性都相當高，但這些傳感器的適用范圍不廣，不利于以后其他功能的擴展。所以本次采用TREND公司的鉑熱電阻溫度傳感器T／PI／HT，傳感器的工作電壓為24 V，輸出電流為4～20 mA，外接250 Ω精確電阻用于提取電壓時(shí)進(jìn)行A／D轉換，ADC0809的輸入電壓在1～5 V范圍內對應的測量溫度范圍為-10～+160℃。 2 AT89C52的設計應用 2.1 硬件設計 根據設計儀表的功能要求，本設計要完成以下功能： (1)數字化測量，顯示及報警裝置； (2)顯示指定位置溫度的數值及其動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)圖； (3)多路模擬數據的采集、處理； (4)溫度值字體的放縮。 系統結構圖如圖1所示。 2.2 軟件設計 用C語(yǔ)言進(jìn)行單片機程序設計，采用結構化程序設計思想：在總體設計中采用“自頂而下”(TOP-DOWN)的方法，在程序設計中采用模塊化編程。把整體任務(wù)分成一個(gè)個(gè)子任務(wù)，子任務(wù)再分子任務(wù)，逐層細分，每個(gè)子程序都完成其規定的功能，明確輸入輸出。將這些程序連接起來(lái)就構成整體流程圖。模塊化編程，每個(gè)模塊結構完整，相互獨立的程序段。如液晶模塊的寫(xiě)控制指令、寫(xiě)顯示數據、清屏；數據處理中的工程量轉換，均值濾波等。這些程序可以任意調用、修改，使整個(gè)程序結構清晰，組合靈活，維護調試方便。 2.2.1 主流程圖 主流程圖如圖2所示。主要包括程序初始化部分，主要完成的任務(wù)是初始化液晶顯示屏，初始化單片機各口狀態(tài)和設初始閾值，檢測位置為第一路；按確定鍵后系統開(kāi)始工作，顯示第一路位置的溫度及其動(dòng)態(tài)顯示圖的主頁(yè)面；當按下設置鍵時(shí)，液晶屏幕顯示一個(gè)選擇界面，可選擇設置檢測位置，檢測位置閾值；通過(guò)上下鍵可進(jìn)行選擇，選擇界面的箭頭指向設置位置時(shí)，按確定就可進(jìn)入位置的設置，設置完畢后，確定健返回；直接再按確定鍵可顯示放大的溫度字體。 2.2.2 測溫流程圖和曲線(xiàn)顯示流程 啟動(dòng)ADC0809時(shí)需根據啟動(dòng)的檢測位置不同查表選用不同的通道地址表；設定ADC0809轉換時(shí)間，采用延時(shí)等待后，再讀取它的轉換數據；根據溫度傳感器的量程得出轉換公式；為了便于顯示，需要把各位數分離，分離出了百位數、十位、個(gè)位、十分位和百分位；建立一個(gè)0～9的數字字模表，取模顯示。溫度顯示和曲線(xiàn)顯示流程圖分別如圖3和圖4所示。 2.2.3 閾值設置流程圖 閾值溫度f(wàn)t為外部變量，在整個(gè)程序中都有效，每按一次“上”鍵ft=ft+1，按“下”鍵時(shí)ft=ft-1，檢測位置的設定與其相似。閾值設置流程圖如圖5所示。 3 結語(yǔ) 本文對AT89c52單片機在智能溫度檢測中的應用進(jìn)行了設計研究，該系統還可方便接人其他模擬量傳感器，功能擴展性好。液晶模塊顯示和鍵盤(pán)操作設置系統參數，人機交互界面好。檢測數據準確可靠，線(xiàn)性度好，降低了系統成本，增強了系統的通用性。軟件設計采用C語(yǔ)言，可移植性好，結構嚴謹，開(kāi)發(fā)速度快，大大減少了軟件開(kāi)發(fā)的時(shí)間，具有一定的實(shí)用價(jià)值。 |
