第一篇：溫度采集,,實驗報告

課

程

設

計

任

務

書

題 題

目

基于Ａ0 D590 得溫度測控系統設計

系 系

（（部 部)

信息科學與電氣工程學院

專 專

業

電氣工程及其自動化

班 班

級

電氣 092

學生姓名

劉玉興

學 學

號

090 ８192 １0

月

日至

月

日

共

周 周指導教師（簽字)

系 系 主 任 任（簽字)

****年**月**日 一、設計內容及要求 在單片機實驗臺上實現智能溫度采集系統得設計.要求利用溫度傳感器 AD5９0 采集溫度信號,并調理放大采集到得電壓信號，用ＡDC0８09 進行電壓轉換,實現溫度采集,并將采集溫度用數碼管靜態方式顯示出來。

設計內容包括：1）AＤ590 溫度采集電路;２)ADＣ08０9 接口電路;3)數碼管靜態方式實時顯示溫度;４)可按鍵設置報警上下限。

設計要求:1)能演示;2)能回答答辯過程中提問得問題;３）完成設計報告.二、設計原始資料 單片機原理及應用教程

范立南

２006 年 １月 單片機原理及應用教程

劉瑞新

200３年 07 月

三、設計完成后提交得文件與圖表

１.計算說明書部分 1)方案論證報告打印版或手寫版 2)程序流程圖 3)具體程序

2.圖紙部分: 具體電路原理圖打印版

四、進程安排

教學內容

地點 資料查閱與學習討論

現代電子技術實驗室 分散設計

現代電子技術實驗室 編寫報告

現代電子技術實驗室 成果驗收

現代電子技術實驗室

五、主要參考資料 《電子設計自動化技術基礎》馬建國、孟憲元編 清華大學出版

２0０4 年 4 月

《實用電子系統設計基礎》

姜威

2008 年 1 月

《單片機系統得 PRＯTEUS 設計與仿真》

張靖武

2007 年 4月

摘要

? 溫度就是工業生產與自動控制中最常見得工藝參數之一。過去溫度檢測系統設計中,大多采用模擬技術進行設計，這樣就不可避免地遇到諸如傳感器外圍電路復雜及抗干擾能力差等問題;而其中任何一環節處理不當，就會造成整個系統性能得下降。隨著半導體技術得高速發展,特別就是大規模集成電路設計技術得發展，數字化、微型化、集成化成為了傳感器發展得主要方向。

以單片機為核心得控制系統.利用匯編語言程序設計實現整個系統得控制過程。在軟件方面，結合AＤC0809并行8位A/D轉換器得工作時序,給出8０Ｃ51單片機與ADC０90８并行

A/Ｄ轉換器件得接口電路圖，提出基于器件工作時序進行匯編程序設計得基本技巧。本系統包括溫度傳感器,數據傳輸模塊,溫度顯示模塊與溫度調節驅動電路，其中溫度傳感器為數字溫度傳感器AD５90，包括了單總線數據輸出電路部分.文中對每個部分功能、實現過程作了詳細介紹。

關鍵詞：單片機、匯編語言、ADＣ0809、溫度傳感器ＡD５90 Ａ Ａbs ｔｒact

Temｐeraｔurｅ ｉs the most ｍon one of proｃess ｐaramｅters in automatic coｎtｒol and inｄustriaｌ produｃtion、、In the ｔｒaｄitiｏｎａl tempｅｒaｔuｒe meａsureｍｅnt system desｉgｎ, often ｕsiｎg ｓiｍｕlａｔｉoｎ ｔecｈnoloｇy tｏ ｄｅsigｎ, anｄ this will inｅｖitably enｃounｔｅr error ｐensatioｎ, ｓｕｃh as leaｄ,plex outside circuｉt,pｏor antｉ-ｊammｉｎｇ and otｈｅr ｉssues, aｎd part ｏf ａ ｄeal ｗiｔh thｅm Improｐerly，couｌｄ ｃauｓe the entire system ｏf tｈe dｅｃｌine、With modeｒn scienｃe aｎd technｏloｇy of semｉｃondｕctｏｒ dｅｖｅloｐment, espｅcｉaｌｌy ｌargｅ-scale integrated cirｃuit design ｔeｃhnologies, ｄiｇitaｌ, ｍiniatｕrizatｉon, ｉｎｔegrａtion sensors are being an ｉmｐortant ｄiｒeｃtioｎ of dｅｖelopmenｔ、Ｉn ｔhe ｃontrｏl systeｍs with ｔhe coｒｅ of SCM,ａｓｓeｍｂｌｙ ｌaｎguaｇｅ proｇraｍmiｎg is ｕsed to achieve tｈｅ conｔｒｏl ｏｆ thｅ wｈole sｙsｔem.biｎｉng ｗith the operatｉon seqｕence ｏf ADC08０9,the ｉntｅrｆaｃｅ ciｒｃuｉｔ diagraｍs ｏf 80C5１ SＣＭ ａｎd ADC０80９ paｒallel A／D conｖeger ale given。Ｔhｅ bａsic ｓｋｉlls oｆ assｅmbly languaｇe proｇraｍmiｎg ｂased on tｈｅ oｐeratｉｏｎ ｓｅ—ｑｕｅnee ｏf tｈe chip aｌｅ pｕt foｒwａrd。This sｙstｅm ｉnclude teｍｐeｒatｕre ｓenｓｏr and data tｒａnsmissｉon, the mｏdulediｓｐlayｓ module aｎｄ therｍoｒegulatｉon dｒiven cirｃｕｉt frｏm thｅ senｓors intｏｆigures oｆ tｈｅ teｍpeｒature sensoｒs AD590, iｎclｕdinｇ a ｌiｓt ｏf thｅ datａ outputcircuｉｔ、The text oｆ every ｐarｔ of the funｃtions aｎd ｐroｃedure at prｅseｎt、Ｋ Ｋey wordｓ:ｓｉngｌe-cｈip;assｅｍbly laｎguａgｅ;paralｌel A/D ｃonveｒsion;ＡDＣ080９;Teｍpeｒａture sensor AD５９0 目錄 摘要誤錯? 錯誤!未定義書簽。

Aｂｓtｒact.....................................................................................................錯誤!未定義書簽。

第一章 系統功能原理及硬件介紹誤錯? 錯誤!未定義書簽。

1、1 80C５1 單片機介紹......................................................錯誤!未定義書簽。

1、2 ADC0８09 介紹—-誤錯? 錯誤!未定義書簽。

l、２、１ ＡDC０8０9 得主要特點............................錯誤!未定義書簽。

1、2、2 ＡDＣ0809 芯片得工作原理7?

1、3 ＡＤ590 得介紹............................................................錯誤!未定義書簽。

第二章

理論分析誤錯? 錯誤!未定義書簽。

2、1

各模塊接線及原理說明誤錯? 錯誤!未定義書簽。

2、1、1 AD５9０采集溫度信號模塊........................錯誤!未定義書簽。

2、1、2

ADC08０９ A／D(模數)轉換模塊.............錯誤!未定義書簽。

2、１、３動態數碼管顯示模塊....................................錯誤!未定義書簽。

2、1、4

蜂鳴器超量程報警模塊................................錯誤!未定義書簽。

2、２最小分度、量程及報警溫度得算法誤錯? 錯誤!未定義書簽。

２、2、1 最小分度、量程得算法誤錯? 錯誤!未定義書簽。

第三章

各模塊電路設計誤錯? 錯誤!未定義書簽。

3、1 溫度測量采集及加熱電路模塊....................................錯誤!未定義書簽。

3、2

并行 A/Ｄ（模數)轉換模塊......................................錯誤!未定義書簽。

3、3

蜂鳴器超量程報警模塊誤錯? 錯誤!未定義書簽。

３、4

可按鍵設置報警模塊誤錯? 錯誤!未定義書簽。

第四章 電路與程序設計誤錯? 錯誤!未定義書簽。

４、１ 程序流程圖.............................................................錯誤!未定義書簽。

4、2 程序清單.......................................................................錯誤!未定義書簽。

總結誤錯? 錯誤!未定義書簽。

參考文獻..........................................................................................................錯誤!未定義書簽。

第一章 系統功能原理及 硬件介紹 該數字溫度計利用ＡD５９０集成溫度傳感器及其接口電路完成溫度得測量并轉換成模擬電壓信號,經由模數轉換器 AＤC0809 轉換成單片機能夠處理得數字信號,然后送到單片機 80C51 中進行處理變換，最后將溫度值顯示在 LED 顯示器上。系統以 80C51 單片機為控制核心,加上 AD５9０測溫電路、AＤC０809 模數轉換電路、溫度數據顯示電路以及外圍電源等組成。系統組成框圖如圖 1 所示.圖 1 系統組成框圖

80C51 溫度顯示 電源及復位電路等 ADC0809 模數轉化 AD590 測溫電路 超量程報警

１、１ ８0C ５1 單片機介紹 80C5１就是美國ATMEL公司生產得低電壓,高性能ＣMOＳ8位單片機,可提供以下標準功能：4Ｋ 字節閃存，128 字節內部ＲAM，3２個 I/O 口線,兩個 16 位定時/計數器，一個 5 向量兩級中斷結構，一個全雙工串行通信口，片內振蕩器及時鐘電路。同時，8０C５1 可降至０HＺ得靜態邏輯操作,并支持兩種軟件可選得節電工作模式。空閑方式停止 CPU 得工作，但允許ＲＡＭ,定時/計數器,串行通信口及中斷系統繼續工作.掉電方式保存 RAM 中得內容,但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復位。

圖 2 8０C５1 引腳圖 引腳功能說明 Ｖcc：電源電壓

GND：地

Ｐ0 口:P0 口就是一組 8 位漏極開路型雙向 I/Ｏ口,即地址/數據總線復位口.作為輸出口用時,每位能吸收電流得方式驅動 8 個邏輯門電路，對端口寫“1”可 作為高阻抗輸入端用．在訪問外部數據存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉換地址(低 8 位）與數據總線復用,此時 P0 激活內部得上拉電阻。

P1 口:P1 就是一個帶有內部上拉電阻得８位雙向Ｉ/Ｏ口。P1 得輸出緩沖級可驅動(輸入或輸出）４個 TTL 邏輯門電路。對端口寫“1“,通過內部得上拉電阻把端口拉到高電平,此時可做輸入口。因為內部存在上拉電阻,某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流。

P２口：P2 就是一個帶有內部上拉電阻得 8 位雙向 I/O 口,P2 得輸出緩沖級可驅動(輸入或輸出電流）４個 TＴＬ邏輯門電路。對端口寫“1”,通過內部得上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作為輸入口.因為內部存在上拉電阻,某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流。在訪問外部程序存儲器獲 1６位地址得外部數據存儲器（例如執行 ＭOＶＸ

DＰTＲ指令)時,Ｐ2 口送出高８位地址數據。在訪問 8 位地址得外部數據存儲器(如執行 MOVX ＲI指令）時，Ｐ2 口線上得內容(也即特殊功能寄存器（SＦR）區中 R2 寄存器得內容)，在整個訪問期間不改變。

P3 口:P３口就是一組帶有內部上拉電阻得 8 位雙向 I/Ｏ口。P3 口輸出緩沖級可驅動(輸入或輸出)4 個 TTL 邏輯門電路.對Ｐ3 口寫入“１”時，她們被內部上拉電阻拉高并可作為輸入口。此時,被外部拉低得 P３口將用上拉電阻輸出電流。

RST：復位輸入。當振蕩器工作時，RST 引腳出現兩個機器周期以上高電平將使單片機復位。

ALE/ＰROG：當訪問外部程序存儲器或數據存儲器時,ALE(地址鎖存允許)輸出脈沖用于鎖存地址得低 8 位字節。即使不訪問外部存儲器,AＬＥ仍以時鐘振蕩頻率得 1/６輸出固定得正脈沖信號,因此它可對輸出時鐘信號或用于定時。要注意得就是:當訪問外部數據存儲器時將跳過一個ＡLE 脈沖。閃存編程期時,該引腳還用于輸入編程脈沖.PSEN:程序存儲允許輸出就是外部程序存儲器得讀選通信號,當 80C51 由外部程序存儲器取指令（或數據)時,每個機器周期兩個 PSEＮ有效,即輸出兩個脈沖。在此期間，當訪問外部數據存儲器，這兩次有效得ＰSEN 信號不出現。

EＡ/VＰP：外部訪問允許.要使 CＰＵ僅訪問外部程序存儲器(地址為０000H-—-FFＦFH）,EＡ端必須保持低電平（接地)。需注意得就是;如果加密位 LB1 被編程,復位時內部會鎖存ＥA 端狀態。如 ＥＡ端為高電平（接 VCC 端)，CPU 則執行內部程序存儲器中得指令。

ＸTAＬ1：振蕩器反相放大器及內部時鐘發生器得輸入端。

XTAL2 :振蕩器反相放大器得輸出端。、2 A ＤC080 ９介紹 l、、２、1 ADC0 ８０9 得主要特點 ADC0８０9 模數轉換器，ADC0809 就是 8 通道８位ＣMOS 逐次逼近式 A／Ｄ轉換芯片,片內有模擬量通道選擇開關及相應得通道鎖存、譯碼電路,A/Ｄ轉換后得數據由三態鎖存器輸出,由于片內沒有時鐘需外接時鐘信號。

芯片得引腳如圖 21－1，各引腳功能如下：

ＩN0～IN７:八路模擬信號輸入端.ADＤ—A、ADD－B、ADD-Ｃ:三位地址碼輸入端。

ＣＬOCK:外部時鐘輸入端。CLOCK 輸入頻率范圍在 1０～12８0KHz,典型值為 640KHz,此時 A／D 轉換時間為100uｓ。51 單片機 ALE 直接或分頻后可與ＣLOCK 相連。

D０～D７：數字量輸出端.OＥ：A/D 轉換結果輸出允許控制端.當 OE 為高電平時，允許 A/D 轉換結果從 D０~Ｄ7 端輸出。

圖21—1 ＡＤC0809 引腳 AＬE：地址鎖存允許信號輸入端。

八路模擬通道地址由 A、B、C 輸入,在ＡLE 信號有效時將該八路地址鎖存.ＳＴAＲT：啟動 A/Ｄ轉換信號輸入端。

當 SＴAＲT 端輸入一個正脈沖時，將進行Ａ／Ｄ轉換。

EＯＣ：A/D 轉換結束信號輸出端。

當 A/D 轉換結束后，ＥＯC 輸出高電平。

Ｖreｆ（＋)、Vrｅf（—)：正負基準電壓輸入端。

基準正電壓得典型值為＋５V.1、2、2

ＡＤC0809 芯片得工作原理

AＤＣ0809帶有片內系統時鐘,該時鐘與I／OCLOCK就是獨立工作得,無需特殊得速度或相位匹配。當ＣＳ為高時,數據輸 D 端處于高阻狀態，此時 I/O CLOCＫ不起作用。這種 CS控制作用允許在同時使用多片 ADC0809 時,共用 I／ＯcLOCK，以減少多路(片)A／D 使用時得I／O 控制端口。一組通常得控制時序操作圖如下:

圖 4 TＬC５4９得工作時序 1、3 ＡD ５90 得介紹 AD５90就是AD公司利用ＰN結構正向電流與溫度得關系制成得電流輸出型兩端溫度傳感器、（熱敏器件)AD590 就是美國模擬器件公司生產得單片集成兩端感溫電流源.它得主要特性如下：

１、流過器件得電流（ｍA)等于器件所處環境得熱力學溫度(開爾文)度數,即:mA/K 式中:-流過器件(AＤ59０）得電流，單位為 mA;T—熱力學溫度，單位為 K。

2、AD590 得測溫范圍為—５5℃～+15０℃。

3、AＤ５9０得電源電壓范圍為 4Ｖ～３0V。電源電壓可在 4V~6V 范圍變化,電流 變化 1mA，相當于溫度變化 1K。AD590 可以承受 4４Ｖ正向電壓與２0Ｖ反向電壓，因而器件反接也不會被損壞.4、輸出電阻為 7１０MW。

5、精度高。AD5９0 共有 I、J、K、L、M 五檔，其中 M 檔精度最高,在－55℃~+1５0℃范圍內,非線性誤差為±0、3℃。

AD5９0 溫度感測器就是一種已經 IＣ化得溫度感測器，它會將溫度轉換為電流，在 8051得各種課本中常瞧到它,相當常用到.其規格如下:

溫度每增加 1℃,它會增加 1μＡ輸出電流.可量測范圍—５5℃至 15０℃。

供應電壓范圍＋4V 至 30Ｖ.AD59０得輸出電流值說明如下:

其輸出電流就是以絕對溫度零度（-273℃）為基準,每增加 1℃,它會增加 1μＡ輸出電流,因此在室溫 25℃時,其輸出電流 Io=(2７3＋25）＝298μA。

Vo 得值為Ｉｏ乘上 10K，以室溫 25℃而言,輸出值為２、98V(１0Ｋ×298μA）。

量測 Vo 時,不可分出任何電流,否則量測值會不準。

AD５90 得輸出電流 I=(27３+T)μＡ（T 為攝氏溫度），因此量測得電壓 V 為(273+T)μA ×1０Ｋ=（2、7３＋Ｔ／100）V。為了將電壓量測出來又需使輸出電流 I 不分流出來,我們使用電壓追隨器其輸出電壓 V2 等于輸入電壓Ｖ。

由于一般電源供應較多零件之后,電源就是帶雜訊得，因此我們使用齊納二極體作為穩壓零件，再利用可變電阻分壓,其輸出電壓Ｖ1 需調整至 2、73V．

接下來我們使用差動放大器其輸出 Vo 為(100Ｋ/10Ｋ）×(Ｖ2-V1)＝T／１0V。如果現在為攝氏 28 度,輸出電壓為 2、8V．

圖 5

AD59０得封裝及其基本應用電路

圖 6

ＡD５９０內部電路原理圖 第二章

理論分析 ADC０80９９溫度采集系統采用了 AD59０采集溫度信號，ADＣ0８09 轉換溫度模擬信號，80C51（偉福仿真器仿真)控制 ADＣ０809 轉換，靜態數碼管顯示，超量程報警。2、、1 1

各模塊接線及原理說明 ２、1、1 AD ５90 采集溫度信號模塊 將 T-DETEＣT 接到 AＤC0８09 得ＩN—0 端口,然后用Ｔ-ＣON 控制電路加熱與否。不需要進行其她得控制。、1、2

A ＤC0809 A/D(模數）轉換模塊 ADC０８09 得三個Ｉ／Ｏ口分別為 EOＣ、CＬＫ與 CS 端口,其中 CＬＫ為時鐘、CS 為片選、EOＣ為轉換結束狀態信號。、1、３靜態數碼管顯示模塊 靜態數碼管顯示電路由四只７4ＬS164、四只共陰極ＬED 數碼管組成.輸入只有兩個信號，它們就是串行數據線 DIN 與移位信號 CLＫ.單片機得Ｐ3 口輸出顯示段碼，經由一片７

4LＳ１６4 驅動輸出給 LEＤ 管,由 P3、0 口輸出位碼,經由７4L１６４ 輸出給 LED 管.2、1、4

蜂鳴器超量程報警模塊 由 AT89C51 得 I/O 口直接輸出信號到蜂鳴器得控制信號輸入端口 C,當輸入信號為高點平時,蜂鳴器報警。、2 最小分度、量程及報警溫度得算法

２、2 、1 最小分度、量程得算法 ＡDC080９工作溫度為 0℃～８0℃，溫度與電壓成正比.當設定量程與８0℃接近時測量所得溫度與實際溫度才能相符。

ADC０809 得Ａ／D 輸出為 00Ｈ到 FFＨ,可進行 256 等分,3 能被 25６整除，以此算法設定最小分度為 0、３3℃,量程為 0℃~80、0℃，比較符合要求。、2、2 報警溫度得算法 設定最小溫度分度為 0、33℃，量程為 0℃~8０、0℃,所以,15、0℃時Ａ/D 輸出得數字量為 2DH,6３、６７℃時 A／D 輸出得數字量為０BFH。報警溫度為:15、0℃～63、67℃ 第三章

各模塊電路設計 溫度采集系統由溫度采集模塊、AD 轉換模塊與溫度值顯示模塊三大部分組成。其中溫度采集模塊主要用 AD５90 采集溫度，并輸出一個模擬電壓信號,ＡDC０８09 接收到模擬信號后,進行Ａ／D 轉換把模擬信號轉換位數字信號，并行輸出(一個時鐘下降沿輸出一次），單片機接到數據后存入累加器Ａ,經過一定得轉化,經過７4LＳ164 輸入到七位數碼管中,并靜態顯示出來,當溫度超過設定得報警溫度,蜂鳴器報警裝置自動報警． ３、1 1 溫度測量采集及加熱電路模塊 T—DETECＴ接到 ADC０80９模擬信號輸入端 IN-０，T-CＯN 接高電平時開始加熱。

圖 7

溫度測量采集及加熱電路原理圖

圖 8

參考電壓電路

3.2 并行Ａ/D(模數)轉換模塊

圖 9

并行模數轉換電路 3 3、4

蜂鳴器超量程報警模塊

圖 11

蜂鳴器超量程報警原理電 3、５

可按鍵報警模塊 通過 I/O 口控制按鍵輸入,暫存在寄存器 B，并由 P2 口通過顯示燈顯示出來。與暫存在寄存器 A 中數對比,若 A 高于 B 就報警,否則正常顯

示。

第四章 電路與程序設計 4、1

程序流程圖 開始 溫度采集 啟動轉換 進行標度轉換 將十位、個位、小數位分開 處理小數位 各位暫存在單片機 就是否達到 報警下限溫度 執行報警子程序 查段碼,送靜態顯示管 觀察示數 結束 就是否達到 報警上限溫度 Y N Y N 4、2 2

程序清單 ORG 0000H

SJMP MAIＮ

MAIN:MOV DＰTR,#7FF８Ｈ

;DPTR 指向 0 通道 MＯVX ＤPTＲ,A

；啟動 A/D 轉換

JNB Ｐ3、2,$

；等待 MＯVＸ Ａ，ＤＰＴR

;讀數

MOＶ 40H,A

;存數 LCALＬ DNＯW

;設置下限 LＯP0:ＬCAＬL UＰ

;設置上限 LＯP1:LCＡＬL TRAN

;模數—數據轉換 ＬCALＬ DIＳＰ

;數據得靜態顯示 LCALL DELAY１s ＳJＭP MAＩＮ DNOW：ＭOV A,40H CJNE A,#２DH,LOP2

LＯP2:JＮC LＯP0

;Cｙ＝0,轉ＬＯP0 ＡJＭＰ LＯP4

;Cy=１,轉 LOP4 ＵP:MOV A,40Ｈ CJNＥ Ａ,#0BFH,LＯＰ3 ＬOP３:JＮＣ LOP4

;Cy＝0，轉 LOP４ AＪMP ＬOＰ1

；Cy=１,轉 LＯＰ１ LOP4：MOＶ SＰ,#6０Ｈ

;給堆棧指針賦初值 ACALＬ MＵSIC ＡJMＰ ＬＯP１ ；；；;；;;;;;蜂鳴器輸出聲子程序;;；;；;;;;;;MUＳIC:ＭOV ４ＡH,＃３4H LOP6：MＯV Ｒ5,#60H

;控制音長 ＭIC：ＣＰL P1、5 ＡCAＬL ＤＥＬAＹ5ms

;控制音調 DＪＮＺ R5，MIC ＤＪＮＺ 4ＡH，LOＰ6 RＥT

;；;;;;;;；；;;;；;;數據轉換;；；;；;；；;;;；;;； ?TRＡN:ＭOV R0，＃４０H

MOＶ Ｒ3，＃30H

；用來存放小數位

ＭＯＶ A,Ｒ0

;把Ｒ0 中得數給Ａ MＯV B,#03Ｈ

ＤIV AB

;標度變換 3 格一度 MＯＶ R3,Ｂ

;存小數

MＯV B,#0AH

DＩV ＡB;

? 開分位個與位十得果結換變度標將?

MOＶ R0,A

；將十位數送顯示緩沖單元 IＮＣ R0

;指向緩沖單元下一地址 ＭOV Ｒ０,B

；將個位數送顯示緩沖單元 MＯV Ａ，Ｒ3

;標度轉換結果小數部分處理 MＯV B,＃03H

MUL AB

;實現三格一度 INC R０

；指向下一個緩沖單元

MOV Ｒ0，A

;將小數送顯示緩沖單元 LOP8：RET

；返回

；；；；；;;;;;靜態顯示子程序—串入并出；;;;;;； ＤＩSP:MＯＶ DPTＲ，＃TＡB

；段碼表首地址

MOV Ｒ０,#40H

;Ｒ0 指向緩存區首地址 MＯV A，Ｒ0

;將整數位數給 A MOＶＣ A，A＋DPＴＲ

;查十位段碼 ＭOV 40H,A

;將段碼結果送入 40H INC R0

;R0 指向緩存區下一地址 MＯV A,R0

;將個位數給 A MＯＶC A,Ａ+DＰTR

;查個位段碼 ＭOＶ 41Ｈ,Ａ

;將段碼結果送入 41Ｈ IＮC R0

;R0 指向緩存區下一地址 MOV A，Ｒ0

;將小數給Ａ MOVC Ａ,A+DPTR

;查小數段碼 ＭOV 4２H,A

;將段碼結果送入 4２Ｈ;；;;;;;;;;;最后一位清零；；；;；;;;；;；； MOＶ 43H,＃００H ＭOＶ A，4３H MＯV R7,#０8Ｈ ＣCC:ＪB ＡCC、7,AＡA CLR Ｐ3、0 ＪMP BBB AAA:ＳＥTB Ｐ３、０ ＢBＢ:SEＴB Ｐ３、1

;CLK 下降沿觸發 CＬR P3、１ ＲL Ａ

DJNZ R７,CCC;；；；；;;;小數位數顯示;;；;;；;MOV A,42H

ＭOV R7，#08H

CC:JB ＡCC、7,ＡＡ ＣLR Ｐ３、0 ＪＭP BB AA：SEＴB P3、0 BB:SETＢ Ｐ3、１

；CLK 下降沿觸發 CLR Ｐ3、1

RL A DJＮＺ R７,ＣC

；所有位檢測后順序執行 ；;；;;;;;;;;；個位數顯示;;;;;;;；；;;ＯRL 4１H，＃80H

；個位數后置小數點 MOV A,4１Ｈ MOV Ｒ7，#０８H ＤD:JB ACC、7,ＥE CＬR P3、0 JMP FF ＥＥ：SETB P3、0 ＦF:SETB P３、1

;CLK 下降沿觸發 ＣＬR P３、1 RL Ａ

DJＮZ R7,DD

；所有位檢測后順序執行

；;；;十位數數顯示；;;；;ＭＯV A，4０Ｈ MOＶ R7，＃08H GG:JB ACC、7,HＨ ＣLＲ P3、0 JMＰ IＩ ＨＨ:ＳＥＴB P3、０ ＩI:SETB Ｐ3、1

；CLK 下降沿觸發

CLR Ｐ3、1 RL A

DＪNZ Ｒ7，ＧG

;所有位檢測后順序執行 TAB：

ＤB 3FH,06H,5BH,４ＦＨ,６6H

DB 6ＤH,7DＨ，0７H，７ＦＨ，6FH LＯP9:RET;；;;；；;;;；為使數據顯示穩定延時１秒；;;;;;;； ＤELAY1s：MＯV R4，#10 ＤＨ０：ＭＯV R5,＃１00 ＤH１:ＭOV Ｒ７，#249 ＤH２:NOＰ ＮOＰ DJNＺ Ｒ7，ＤH2 DＪNZ R5，DＨ1 DJNZ R4,DH0 Ｌ0Ｐ10:RＥT ；;;；;;;；；;;;；;延時子程序;；;;;;;;;；;;;;；；;DELAY５ms：MOＶ R7,#０３H DELAY０:MOV R６，＃40H DEＬAY1:DＪNZ R6,ＤELAY1 ＤJNZ R7,ＤELAY0 LＯP11:REＴ

ＥND 總結

在這一周得課程設計與實習中，我從中學到了很多很多、首先,感謝潘老師對我們得得指導與她對我們嚴格得要求。起初得兩天,我們查閱資料,從書中找，上網查,但就是始終沒有一個具體方案，經過潘老師第二天下午對我們得指點,我們可以從宏觀把握整個實驗,大體分成四部分做:1 設計 AD５9０溫度采集電路；2 ＡDC08０９接口電路;３ 數碼管靜態方式實時顯示溫度；４ 可按鍵設置報警上下限。

之后幾天，我們逐個問題攻破，把每塊都制作出來，然后整合成我們所需要得程序,剛開始還調試不出來，經過我們小組成員得努力，最后我們終于弄好了。

老師還告訴我門,設計要注重軟件與硬件得結合,尤其就是硬件,有了硬件，軟件程序很好寫。這次課程設計讓我受益匪淺,也實實在在得學到了不少東西,尤其就是那嚴謹得態度.參考文獻 ［１] 李全利《單片機原理及接口技術》北京：高等教育出版社,2009、１ ［2] 張靖武 周靈彬 《單片機原理、應用與 PRＯTＥUS 仿真 》電子工業出版社，2008 [3］ 趙全利 肖興達《單片機原理及應用教程》機械工業出版社,200７ [4] 何立民、單片機應用技術選編[M]、北京:北京航空航天大學出版社,2004、[５］ 邱關源、電路 第五版、高等教育出版社 ［6］ 實驗臺原理圖

［7］ 實驗臺實驗指導書

[8] 網絡 指導老師成績 答辯小組成績 總成績

第二篇：溫度采集系統課程設計

中北大學計算機控制課程設計說明書 引言

1.1 單片機概述

單片機是一種集成在電路芯片，是采用超大規模集成電路技術把具有數據處理能力的中央處理器CPU隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統、定時器/計時器等功能（可能還包括顯示驅動電路、脈寬調制電路、模擬多路轉換器、A/D轉換器等電路）集成到一塊硅片上構成的一個小而完善的計算機系統。

單片微型計算機簡稱單片機，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的縮寫MCU表示單片機，它最早是被用在工業控制領域。單片機由芯片內僅有CPU的專用處理器發展而來。最早的設計理念是通過將大量外圍設備和CPU集成在一個芯片中，使計算機系統更小，更容易集成進復雜的而對體積要求嚴格的控制設備當中。

單片機比專用處理器更適合應用于嵌入式系統，因此它得到了最多的應用。它又稱單片微控制器,它不是完成某一個邏輯功能的芯片,而是把一個計算機系統集成到一個芯片上。相當于一個微型的計算機，和計算機相比，單片機只缺少了I/O設備。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機。它的體積小、質量輕、價格便宜、為學習、應用和開發提供了便利條件。同時，學習使用單片機是了解計算機原理與結構的最佳選擇。1.2 溫度采集設計背景

隨著科技的不斷發展，現代社會對各種信息參數的準確度和精確度的要求都有了幾何級的增長，而如何準確而又迅速的獲得這些參數就需要受制于現代信息基礎的發展水平。在三大信息信息采集(即傳感器技術)、信息傳輸(通信技術)和信息處理(計算機技構中，傳感器屬于信息技術的前沿尖端產品，尤其是溫度傳感器技術，在我國各領域己經引用的非常廣泛，可以說是滲透到社會的每一個領域，人民的生活與環境的溫度息息相關，在工業生產過程中需要實時測量溫度，在農業生產中也離不開溫度的測量，因此研究溫度的測量方法和裝置具有重要的意義。

測量溫度的關鍵是溫度傳感器，溫度傳感器的發展經歷了三個發展階段: ①傳統的分立式溫度傳感器

②模擬集成溫度傳感器

中北大學計算機控制課程設計說明書

圖（9）系統流程圖 軟件程序設計

PORTA EQU 020H

；定義端口地址 PORTB EQU 021H PORTC EQU 022H

中北大學計算機控制課程設計說明書

PORTD EQU 023H DATA SEGMENT

TABLE DB 40H

DB 4FH

DB 24H

DB 30H

DB 19H

DB 12H

DB 02H

DB 78H

DB 00H

DB 10H

BUFDA1 DB ?

BUFDA2 DB ?

BUFDA3 DB ? DATA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATA START: MOV AX,DATA

MOV DS,AX

MOV AL,98H

OUT PORTD,AL

；8255的初始化

;*****************************

MOV AL,01

OUT PORTC,AL

MOV AL,00

OUT PORTC,AL

；PC0 為0，啟動A/D轉換 FIND: IN AL,PORTC

TEST AL,010H

中北大學計算機控制課程設計說明書

JNZ FIND

；讀PC4的值，如為1則繼續查詢

MOV AL,01

OUT PORTC,AL

；使PC0為1，撤消啟動信號

IN AL,PORTA

；讀取轉換數據

;******************************

MOV CL,100

；計算百位，十位，個位

DIV CL

MOV BUFDA1,AL

XOR AL,AL

MOV CL,10

MOV BL,AH

MOV AL,BL

MOV AH,0

DIV CL

MOV BUFDA2,AL

MOV BUFDA3,AH

;****************************** DISPLAY:MOV BX,OFFSET TABLE

MOV AL,[DI+0]

XLAT

；換碼

MOV DX,PORTB

OUT DX,AL

MOV CX,30H

；延遲程序 DELAY: LOOP DELAY

RET

;**********************************

MOV CX,30H DISPLAY1:MOV AL,06H

OUT PORTD,AL

中北大學計算機控制課程設計說明書

MOV AL,05H

OUT PORTD,AL

MOV AL,03H

OUT PORTD,AL

MOV DI,OFFSET BUFDA1

CALL DISPLAY ；使LED0工作

MOV AL,07H

OUT PORTD,AL

MOV AL,04H

OUT PORTD,AL

MOV AL,03H

OUT PORTD,AL

MOV DI,OFFSET BUFDA2

CALL DISPLAY ；使LED1工作

MOV AL,07H

OUT PORTD,AL

MOV AL,05H

OUT PORTD,AL

MOV AL,02H

OUT PORTD,AL

MOV DI,OFFSET BUFDA3

CALL DISPLAY ；使LED2工作

LOOP DISPLAY1；延遲

;***********************************

MOV AH,4CH

INT 21H CODE ENDS

END START

中北大學計算機控制課程設計說明書 總結心得

本課程設計是基于AT89C51單片機的溫室檢測系統。該課程是以單片機8051為核心，以熱敏電阻為測溫元件對溫度進行有效的測量,通過ADC0809芯片將電壓信號轉化為數字信號，經過單片機處理后通過8255芯片擴展的I/O以動態方式顯示，再加上相應的時鐘電路、復位電路、分頻電路，最后編寫程序，溫度采集系統的設計就完成了。

在做課程設計的過程中，除了了解相關設計的硬件原理電路圖外，還要了解具體的型號，熟悉相關軟件的使用，如AutoCAD、Protel、Word等，雖然在實際操作過程中遇到了很多困難，但經過不懈努力還是完成了本課程的設計。

在這一周的設計中，不僅使我增長了很多課堂上所學不到的知識，而且還讓我對A/D轉換和擴展I/O有了更深入的了解。對一些單片機原理及應用有了更加深刻的認識。

第 13 頁

共 15 頁

中北大學計算機控制課程設計說明書

附圖 電路接線仿真圖

256912151619Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7U374LS373OELE3478***C11nFD0D1D2D3D4D5D6D7U2VREF(-)VREF(+)***21282726U1X1CRYSTAL19XTAL1P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD*********617C21nF18XTAL2RST1nF293031PSENALEEA22232425ALEADD CADD BADD AADC0809R1100k12345678P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7AT89C51U5NORU4NOR第 14 頁

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27.0C39***192021GND2-8LSB2-72-62-52-42-32-22-1MSBVCCCLOCKOUTPUT ENABLEEOCSTARTIN7IN6IN5IN4IN3IN2IN1IN03U6VOUTLM351中北大學計算機控制課程設計說明書

參考文獻

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[2] 李廣弟.單片機*MB rmi.北京：北京航空航天大學出版社，1994年 [3] 孫育才.單片機微型計算機及其應用.南京：東南大學出版社，2004年 [4] 沈德金，陳粵初.單片機接口電路與應用稱序實例.北京：北京航天航空大學出版社，1990年

[5] 李廣弟.單片機基礎[M].北京：北京航空航天大學出版杜，1994年

[6] 陳汝全.電子技術常用器件應用手冊，第二版.北京：機械工業出版社，2001年7月

[7] 戴梅萼，史嘉權.微型計算機技術及應用，第三版.北京：清華大學出版社，2003年11月

[8] 沈美明，溫冬嬋.IBM-PC匯編語言程序設計.北京：清華大學出版社，1998年8月

[9] 顧德英.計算機控制技術，第二版.北京：北京郵電大學出版社，2005年 [10] 李順增，吳國東，趙河明，喬志偉.微機原理及接口技術.北京：機械工業出版社，2004年

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第三篇：無線數據采集模塊實驗報告

無線數據采集模塊

實驗報告

姓名：張兆偉

班級：13 班

學號：2015042130 日期：2016年8月25日

無線數據采集模塊實驗報告

一、實驗背景

數據是指用來描述客觀事物的數字、字母和符號等等。數據傳輸在人類活動中的重要性是不言而喻的。它是計算機與外部物理世界連接的橋梁。數據采集，或稱數據獲取，既利用一種裝置，從系統外部采集數據輸入到系統內部。

隨著計算機、通信和網絡技術的飛速發展，無線傳感器網絡應運而生。傳感測試技術正朝著多功能化、微型化、智能化、網絡化、無線化的方向發展。工業無線網絡是從新興的無線傳感器網絡發展而來的，具有低成本、低能耗、高度靈活性、擴展性強等特點，已經成為繼現場總線技術后的又一個研究熱點。無線數據采集既要在復雜，惡劣的現場環境下將物理量完整的進行采集，更要將采集到的數據傳給遠端的主控室。其主要應用領域包括：工業遙控、遙測；石油鉆井張力無線監測；短距離無線數據傳輸；安防設備無線監控；無線RS485、無線PLC；城市管網壓力、溫度監測；電力線無線報警等。

二、實驗過程

無線數據采集既要在復雜，惡劣的現場環境下將物理量完整的進行采集，更要講采集到的數據傳給遠端的主控室。DTD110系列無線數傳模組廣泛應用于無線數傳領域，典型應用包括遙控、遙感、遙測系統中的數據采集、檢測、報警、過程控制等環節。

DTD110系列無線PLC有4路開關量的傳輸，4路模擬量的傳輸，距離100米~3000米均可。即可以實現點對點通信，也可以實現點對多點通信，不需要編寫程序，不需要布線，一般電工就可以調試使用。對于工業現場的遙測遙控實施簡單、方便、便宜。

1、適用范圍

無線數據采集模塊具有數據采集、控制、GPRS無線遠程通信等功能。采用低功耗設計。該產品可接入各種串口儀表、各種模擬信號輸出的變送器、各種脈沖信號輸出的雨量計、水表等。廣泛用于水務、環保、氣象、市政、環境、地質、農業、公安等行業遠程監控系統。特別適用于太陽能供電方式的現場應用，可大大降低太陽能供電成本。

2、無線數據采集的特征：

多種配置應用方案，可以滿足用戶不同的需要；4個開關輸入通道，4個開關OC門輸出通道；4個模擬量輸入通道，4個模擬量輸出通道；可以直接代替有線的PLC設備；一體化設計，結構緊湊；多種產品規格適應于不同的傳輸距離；射頻輸出功率10mW、500mW、1000mW；GFSK調制，高效前向糾錯信道編碼技術；軟件無線電技術保證高抗干擾能力和低誤碼率；ISM 頻段433MHz，無需申請頻點；工業標準設計，能工作于各種惡劣環境；直流9~24V供電，電流小于800mA。

3、主要功能

1）遠程通信：GPRS網絡和短消息雙通道傳輸數據，支持專線、VPN專網多種組網方式。

2）通訊協議：支持UDP、TCP 協議，支持多中心數據通信。

3）模擬量輸入：可采集4-20mA、0-5V等多種電流、電壓信號輸出模擬量。

4）開關量輸入：可采集干接點、有源接點開關量輸出信號，可定時采集以降低能耗。

5）脈沖量輸入：可采集干接點脈沖信號，用于采集脈沖發訊水表。6）智能儀表接入：提供2路RS232/485串口，可以采集各種智能儀表，如流量計、照相機等。

7）開關量輸出：提供三極管集電極信號輸出。

8）電源輸出：可定時為變送器供電，輸出電壓：同輸入電源電壓。9）遠程控制：接受遠程指令，實現控制。

10）數據顯示：可支持2×8中文漢字液晶顯示，配有4個數字鍵盤。

11）數據查詢：可本機按鍵查詢，同時支持就地串口查詢，遠程查詢。

12）遠程通信：支持RS232/485總線、GPRS、SMS等多種通信。

13）配套軟件：配套提供參數設置軟件。

4、主要特點

1）工作電流低：GPRS實時在線，平均工作電流<10mA。

2）數據存儲容量大：本機循環存儲監測數據，掉電不丟失，存儲容量：4M。

3）維護方便：支持遠程參數設置，遠程軟件升級。

4）體積小：外型尺寸145×100×65mm

5、技術指標

1）硬件配置：GPRS/GSM無線通信接口、4路AI、4路DI、6路PI、3路DO、2路串口、中文液晶顯示和無顯示可選、1個4按鍵鍵盤可選。

2）采集精度：模擬量采集精度：0.5%，脈沖計數誤差：0.01%

3）通信協議：支持標準MODBUS協議，可嵌入其它通信協議。

4）通信接口：GPRS/GSM無線通信接口，1路串口用于維護，2路串口采集儀表，232/485可選。

5）通信速率：300～19200 bit/s

6）工作環境：溫度：-25~+70℃、濕度：≤95%、無腐蝕氣體、無導電塵埃、無爆炸環境。

7）安裝方式：一般采用導軌式安裝，特殊場合，可將控制器固定在安裝底板上。

8）供電電源：10～28VDC

6、系統功能

系統主要分三層，第一層為服務器，第二層為過渡層，由 Zigbee 協調器和 Zigbee節點構成，第三層為任務層，由 54 個監測單元和 1 個顯示單元構成。系統的主要功能為：服務器有選擇地查詢 54 個監測單元的數據，然后根據需要將某個監測單元的數據發送到顯示單元上，讓其顯示，中間的傳輸全部由 Zigbee 組網無線通訊。

其服務器主要功能：

1）開辟多個線程，每個線程主動輪詢各個節點；與每個節點的通訊必須“有問 必答”，具有超時控制機制； 2）具有廣播，組播配置參數功能；

3）對每個節點可以實時監測重量，溫度，濕度參數。并且以曲線形式顯示； 4）實時采集每個節點的參數并顯示；

5）服務器采用 Windows 7 操作系統，開發工具為 C#和 SQL 數據庫，最終生成安裝文件。

三、實驗結果

直觀看到顯示單元上面顯示的值，什么都不選時，數碼管上顯示 0000，當輸入節點編號，并雙擊鼠標選中溫度、濕度或者重量時，點擊確定后，數碼管

會立即顯示具體數值，并且給顯示單元發送顯示命令。

四、認識與體會

數據采集是整個工廠自動化的最前端，測試精度、速度與實現該功能的成本是幾個重要因素，數據采集也正朝著這幾個方向發展。高速、實時數據采集在運動控制、醫療設備、快速生產過程和變電站自動化等領域都有非常重要的應用。這些行業中，對高速數據采集的需求遠遠超過目前實際可以實現的程度。用戶的需求促進了技術的發展和新產品的出現，隨著工業發達國家和新興崛起國家為提高其產品在全球市場的競爭力，他們更進一步希望降低包括能源消耗、原材料消耗和勞務成本。對于發達國家來講，其勞務成本遠遠高于新興崛起國家，因此特別重視促進創新和技術進步，采用新的技術手段。正是在這樣競爭日益激烈的大背景下，無線數據采集技術在工業中的推廣應用則受到了特殊的重視。

第四篇：基于MSP430的溫度采集系統開題報告

畢

業

論

文

開

題

報

告

1．結合畢業設計（論文）課題情況，根據所查閱的文獻資料，撰寫2000字左右的文獻綜述：

文

獻

綜

述

一、題目背景和研究意義

溫度是工業生產中最常見和最基本的參數之一，在生產過程中常需對溫度進行實時監控。通常采用單片機完成對溫度信息的存儲、實時控制、檢測以及數字顯示。這對于提高企業生產效率、提升產品質量、節約能源等都有重要的作用。為此，本文設計了一種溫度采集系統，選用DS18B20數字溫度傳感器和TI公司的MSP430FG4618單片機作為主控制器[1]。

采用這種設計的溫度采集系統，可以實現溫度檢測、信息存儲、實時控制以及數字顯示，對于提高企業生產效率、節約能源及資源都有重要的作用，具有很大的發展前景[1]。

二、溫度傳感器及溫度測量的國內外發展現狀

2.1

溫度傳感器的國內外發展現狀

溫度的測量方法通常分為兩大類即接觸式測溫和非接觸式測溫。接觸式測溫是基于熱平衡原理，測溫時，感溫元件與被測介質直接接觸，當達到熱平衡時，獲得被測物體的溫度，例如，熱電偶，熱敏電阻，膨脹式溫度計等就屬于這一類；非接觸式測溫基于熱輻射原理或電磁原理，測溫時，感溫元件不直接與被測介質接觸，通過輻射實現熱交換，達到測量的目的，例如，紅外測溫儀、光學高溫計等[2]。

常用的測溫傳感器有熱電偶，熱電阻，導體溫度傳感器等，由于科學技術的發展，現多使用集成溫度傳感器，這里選用的是DS18B20。

集成溫度傳感器可以分為三類：模擬集成溫度傳感器、模擬集成溫度控制器、智能溫度傳感器。

智能式傳感器是一個以微處理器為內核擴展了外圍部件的計算機檢測系統。相比一般傳感器，智能式傳感器有如下顯著特點[3]：

1.提高了傳感器的精度

智能式傳感器具有信息處理功能，通過軟件不僅可修正各種確定性系統誤差(如傳感器輸入輸出的非線性誤差、服度誤差、零點誤差、正反行程誤并等)而且還可適省地補償隨機誤差、降低噪聲，大大提高了傳感器精度。

2.提高了傳感器的可靠性

集成傳感器系統小型化，消除了傳統結構的某些不可靠因素，改善整個系統的抗干擾性能；同時它有自診斷、自校淮和數據存儲功能(對于智能結構系統還有自適應功能)，具有良好的穩定性。

3.提高了傳感器的性能價格比

在相同精度的需求下，多功能智能式傳感器與單一功能的普通傳感器相比，性能價格比明顯提高，尤其是在采用較便宜的單片機后更為明顯。

4.促成了傳感器多功能化

智能式傳感器可以實現多傳感器多參數綜合測量，擴大測量與使用范圍;有一定的自適應能力，根據檢測對象或條件的改變，相應地改變量程反輸出數據的形式;具有數字通信接口功能，直接送入遠地計算機進行處理；具有多種數據輸出形式(如RS232串行輸批，PIO并行輸出，IEE-488總線輸出以及經D/A轉換后的模擬量輸出等)，適配各種應用系統。

2.2

溫度測量的國內外發展現狀

雖然溫度測量方法多種多樣，但在很多情況下，對于實際工程現場或一些特殊條件下的溫度測量，比如對極限溫度、高溫腐蝕性介質溫度、氣流溫度、表面溫度、固體內部溫度分布、微尺寸目標溫度、大空間溫度分布、生物體內溫度、電磁干擾條件下溫度測量來講，要想得到準確可靠的結果并非易事，需要非常熟悉各種測量方法的原理及特點，結合被測對象要求選擇合適的測量方法才能完成。同時，還要不斷探索新的溫度測量方法，改進原有測量技術，以滿足各種條件下的溫度測量需求[4]。

溫度是度量物體冷熱程度的一個物理量，是工業生產中很普遍、很重要的一個熱工參數，許多生產工藝過程均要求對溫度進行監視和控制，特別是在化工、食品等行業生產過程中，溫度的測量和控制直接影響到產品的質量和性能。傳統的接觸式測溫儀表如熱電偶、熱電阻等，因要與被測物質進行充分的熱交換，需經過一定的時間后才能達到熱平衡，存在著測溫的延遲現象，故在連續生產質量檢驗中存在一定的使用局限。

目前，紅外溫度儀因具有使用方便，反應速度快，靈敏度高，測溫范圍廣，可實現在線非接觸連續測量等眾多優點，正在逐步地得以推廣應用。表1列出了常用的測溫方法和特點，其中紅外測溫作為一種常用的測溫技術顯示出較明顯的優勢。

測溫方法

溫度傳感器

測溫范圍（℃）

精度%

接觸式

熱電偶

-200~1800

0.2~1.0

熱電偶

-50~300

0.1~0.5

非接觸式

紅外測溫

-50~300

其它

示溫材料

-35~2000

<1

表1常用測溫方法和特點

三、課題的基本技術原理

1.基于MSP430的溫度采集系統的結構

本系統主要由DS18B20溫度傳感器及MSP430單片機兩部分組成，其系統結構框圖如圖1所示：

DS18B20溫度傳感器

MSP430單片機

報警模塊

按鍵輸入模塊

LCD顯示模塊

電源及復位模塊

圖1

溫度采集系統結構框圖

上述各個模塊的功能是：

傳感器：將被測非電量即溫度轉換成電信號。溫度傳感器的種類很多，有熱電偶、熱電阻和熱敏電阻等，這里選用的是DS18B20集成溫度傳感器。

MSP430微處理器：實現對從傳感器輸入的數字信號進行存儲、控制及顯示等功

能。

按鍵輸入模塊：應用軟件程序確定報警啟動的上限溫度及下限溫度。

電源及復位模塊：為整個系統提供電源及復位信號。

報警模塊：當所測溫度超過設定的上限溫度或下限溫度時啟動，蜂鳴器報警。

LCD顯示模塊：顯示當前所測得的溫度值。

2.溫度傳感器的選型

2.1

溫度傳感器的選型

本設計選用DS18B20溫度傳感器，作為一種數字化溫度傳感器，DS18B20測溫時無需任何外部元件，可直接輸出9~12位（含符號位）的被測溫度值，測溫范圍為-55ǜ~+125℃；在-10~+85℃范圍內測量精度為±0.5℃，輸出測量分辨率可謂，最高可達0.0625℃；支持“單線總線”技術，僅需要占用一個通用I/O端口即可完成與單片機的通信；現場溫度直接以“單線總線”的數字方式傳輸，大大提高了系統的抗干擾能力。傳感器DS18B20具有體積更小、精度更高、適用電壓更寬、采用一線總線、可組網等優點，在實際應用中取得了良好的測溫效果[5]。

2.2

DS18B20的內部結構及管腳分布

DS18B20主要由4部分組成：64位ROM、溫度傳感器、非揮發的溫度報警觸發器TH和TL、配置寄存器，如圖2

所示。ROM的作用是使每一個DS18B20都各不相同，這樣就可以實現一根總線上掛多個DS18B20的目的。高低溫報警觸發器TH和TL、配置寄存器均由一個字節的EEPROM組成，使用一個存儲器功能命令可對TH、TL或配置寄存器寫入[6]。

64位ROM

和單線端口

存儲器和邏輯控制

暫存器

8位CRC產生器

溫度傳感器

上限觸發TH

下限觸發TL

電源檢測

VDDD

DQ

圖2

DS18B20的內部結構

DS18B20數字溫度計以9位數字量形式反映器件的溫度值。DS18B20通過一個單線接口發送或接收信息，因此在中央微處理器和DS18B20之間僅需要一條連接線（加上地線）。用于讀寫和溫度轉換的電源可以從數據線本身獲得，無需外部電源。因為每個DS18B20都有一個獨特的片序列號，所以多只DS18B20可以同時連接在一根單線總線上，這樣就可以把溫度傳感器放在許多不同的地方。這一特性在HVAC環境控制、探測建筑物、儀器或機器的溫度以及過程監控和控制等方面非常有用[7]。

GND：接地

DQ：數據輸入/輸出腳。對于單線操作：漏極開路

VDD：可選的VDD腳。

3.MSP430的簡介及功能特性

3.1

MSP430的簡介

MSP430系列單片機是美國德州儀器（TI）1996年開始推向市場的一種16位超低

功耗、具有精簡指令集（RISC）的混合信號處理器(Mixed

Signal

Processor)。稱之為混合信號處理器，是由于其針對實際應用需求，將多個不同功能的模擬電路、數字電路模塊和微處理器集成在一個芯片上，以提供“單片”解決方案。該系列單片機多應用于需要電池供電的便攜式儀器儀表中[8]。

3.2

MSP430的功能特性[9-16]

低電源電壓范圍：1.8V至3.6V

超低功耗：主動模式：400微安在1MHz，2.2V也可

待機模式：2.5微安

關閉模式（RAM保持）：0.35微安

有5種省電模式，待機到喚醒不到6us

如表2

模式

狀態

低功耗模式0

LPM0

CPU關閉，ACLK和SMCLK信號活動，MCLK停止

低功耗模式1

LPM1

CPU關閉，ACLK和SMCLK信號活動,MCLK停止，若沒有被外圍模塊使用,DCO發生器關閉

低功耗模式2

LPM2

CPU關閉，MCLK和SMCLK停止，-ACLK保持活動，DCO發生器保持活動

低功耗模式3

LPM3

CPU關閉，MCLK和SMCLK停止，-DCO發生器停止，ACLK保持活動

低功耗模式4

LPM4

CPU關閉，MCLK和SMCLK停止，-ACLK停止，DCO發生器停止，晶體振蕩器停

表2

MSP430的5種省電模式

16位RISC架構，擴展內存，125ns指令周期時間

三通道內部DMA

12位A/D轉換器具有內部參考，采樣保持和自動掃描功能

電源電壓監控器可編程電平檢測

串行通信接口（USART1的），選擇異步UART或同步SPI的軟件三個可配置運算放大器

FALSH存儲模塊主要特點：

編程可使用位、字節和字操作

可以通過JTAG、BSL和ISP進行編程

1.8V~3.6V工作電壓，2.7~3.6V編程電壓

數據保持時間從10年到100年不等

可編程次數從100到

100,000次

60K空間編程時間<5秒

保密熔絲燒斷后不可恢復，不能再對JTAG進行任何訪問

FALSH

編程/擦除時間由內部硬件控制，無需任何軟件干涉

參考文獻：

[1]王曉銀，基于MSP430F149單片機的溫度監測系統的設計[期刊論文]-微計算機信息，2006(22)

[2]姜忠良，陳秀云.溫度的測量與控制[M].北京:清華大學出版社,2005：26~27

[3]金永賢，智能化電子產品的低功耗設計[J]，華東交通大學學報，200l，18(1)：15-16．

[4]葉湘濱、熊飛麗等.傳感器與測試技術[M].北京：國防工業出版社，2008：285~28

[5]陳躍東，DS18B20集成溫度傳感器原理及其應用，2002(4)

[6]Teaxs

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[7]

周云波，由DS18B20單線數字溫度計構成的單線多點溫度測量系統，1996(2)

[8]祖靜，新概念動態測試.動態測試技術專題，2006

[9]秦龍，MSP430單片機常用模塊與綜合系統實例精講，2007

[10]TeaxslnstrumentIncMSP430x15x,MSP430x16x,MSP430x161xmixedsignalmicrocontroller

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[11]張文棟，存儲測試系統的設計理論及其應用，2004

[12]沈建華、楊艷琴、翟驍曙，MSP430系列16位超低功耗單片機原理與應用，2008

[13]魏小龍，MSP430系列單片機接口技術及系統設計實例，2002

[14]Teaxs

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[15]胡大可，MSP430系列單片機C語言程序設計與開發，2003

[16]魏小龍，MSP430系列單片機接口技術及系統設計實例，2002

２．本課題要研究或解決的問題和采用的研究手段（途徑）：

一．本課題所要研究的問題：

如何設計一個溫度采集及顯示系統。1.設計MSP430單片機的最小工作系統及其外圍模塊電路；2.學習DS18B20溫度傳感器的單總線協議；

3.調試各個功能模塊的程序，使該系統能夠測量并顯示溫度值；4.檢測系統的功耗。

二．本課題擬采用的研究手段：

擬設計的研究方案框圖如圖3所示。

DS1B20傳感器

Msp430單片機

時鐘

復位系統

電源系統

LED顯示及報警

圖3

方案的總體設計框圖

該方案選用DS18B20作為溫度傳感器、MSP430為主控制器，并將溫度值顯示在LCD顯示屏上。傳感器根據溫度的變化輸出一定的模擬數字信號，該信號進入MSP430中，此過程需要系統內的定時器按照一定的頻率控制不斷循環運行，從而達到實時采集的目的，采集后的溫度值存儲于FLASH中。最后，經LCD液晶顯示屏把溫度顯示出來，并在必要的時候報警。

三．相關軟件環境和開發平臺

軟件平臺：電路原理圖、PCB板圖制作軟件PROTEL

99SE；MSP430相關的軟件編程環境

IAR

硬件平臺：萬用表、示波器、計算機等

畢

業

論

文

開

題

報

告

指導教師意見：

X同學通過檢索大量的溫度傳感器及溫度測量電路的相關論文資料，對本課題的研究背景、研究意義、國內外研究現狀的相關理論都有了基本的了解。

本設計擬采用MSP430芯片完成對溫度的測量，同時涉及單片機最小系統及低功耗的設計。開題報告書寫條理清晰、思路明朗、結構緊湊、有著重點。

該方案合理可行，同意開題。

指導教師：

****年**月**日

所在系審查意見：

系主任：

****年**月**日

第五篇：地震數據采集實驗報告參考材料

實驗一 地震數據采集實驗

紅色字體部分根據具體實驗參數自行修改

一 實驗目的和要求

通過實驗了解地震數據的采集方法和觀測系統的設計方法。二 實驗內容

1、了解地震數據的采集方法。

2、地震觀測系統的設計。

3、實驗觀測結果的分析。三 實驗儀器設備

Summit或Geopen數字地震儀、100hz地震檢波器12串、錘擊震源1個、地震采集站2個（Summit為6個）。四 實驗原理

參考課本和上課老師講的內容，自己總結。五 實驗步驟

1、畫出合適的觀測系統（單邊激發，每炮12道接收，每炮向前滾動1道，共12炮，道間距為1m），合理設置儀器參數。

2、將檢波器、采集站、擊發錘、炮線和儀器連接，檢查儀器的相關參數。

3、用擊發錘多次敲擊地面，產生地震波，由檢波器接收并轉化為電信號，通過電纜傳輸到儀器中，進行重復疊加后記錄到磁盤上，獲得一張地震記錄。

4、根據直達波時距曲線為直線、反射波時距曲線近似為雙曲線的特點，在地震記錄中識別出直達波、反射波和面波。

5、向前移動檢波器排列，并重復2、3、4和5步驟。五 實驗結果

根據不同類型地震波的特點在下圖所示的地震記錄中識別直達波、反射波、折射波和面波，并指出直達波、反射波和折射波時距曲線的關系。

六 實驗小結體會