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畢業(yè)論文]基于單片機的多路溫度采集系統(tǒng)(編輯修改稿)

2025-12-13 23:14 本頁面

　

【文章內(nèi)容簡介】開關、一個地址鎖存與譯碼器、一個A/D轉(zhuǎn)換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關可選通8個模擬通道，允許8路模擬量分時輸入，共用一個A/D轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖存器用于鎖存A/D轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當OE端為高電平時，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。2. 引腳結(jié)構(gòu)ADC0809采用雙列直插式封裝，共有28條引腳。其引腳結(jié)構(gòu)圖如圖22所示。（1）IN0~IN7:8條模擬量通道 ADC 0809對輸入模擬量要求：信號單極性，電壓范圍是0~5v，若信號太小，必須進行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過程中應該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。（2）地址輸入和控制線：4條ALE 為地址鎖存允許輸入線,高電平有效。當ALE現(xiàn)為高電平時，地止鎖存與譯碼器將ADDA、ADDB和ADDC三條地址輸入線，用于選通IN0~IN7上的一路模擬量輸入。通道選擇如表21所示。圖22 ADC0809引腳圖表21被選通道和地址的關系ADDCADDBADDA選擇的通道000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7（3）數(shù)字量輸出及控制線：11條START 為轉(zhuǎn)換啟動信號。當START上跳沿時，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時，開始進行A/D轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間，START應保持低電平。EOC位轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。當EOC為高電平時，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，表明正在進行A/D轉(zhuǎn)換。OE為輸出允許信號，用于控制三態(tài)輸出鎖存器向單片機輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。OE=1,輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)；OE=0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。D7D0位數(shù)字數(shù)出線。（4）電源線及其他：5條CLOCK為時鐘輸入信號線。因ADC0809的內(nèi)部沒有時鐘電路，所需時鐘信號必須有外界提供，通常使用頻率為500KHz的時鐘信號。Vcc為+5V電源線。GND為地線。Vref(+)和Vref()為參考電壓輸入，參考電壓用來與輸入的模擬信號進行比較，作為逐次逼近的基準。其典型去值：Vref(+)=+5v,Vref()=0v. 信號采樣模塊的電路設計熱電式傳感器是溫度變化轉(zhuǎn)換為電量變化的裝置，它利用敏感元件的電磁參數(shù)隨溫度變化而變化的特性來達到測量目的。本設計是用熱電阻傳感器來進行測量的，熱電阻的特點是精度高，適用于測低溫。雖然大多數(shù)金屬的電阻值隨溫度變化而變化，然而并不是所有的金屬都能作為測量溫度的熱電阻。作為測量溫度熱電阻的金屬材料應具有如下特性：電阻溫度系數(shù)大，電阻率要大；在整個測量范圍內(nèi)應具有穩(wěn)定的物理和化學性質(zhì)；電阻與溫度的關系最好近似于線性，或為平滑的曲線；并要求容易加工，復制性好，價格便宜。目前應用最廣泛的熱電阻材料是鉑和銅并且已做成標準測溫熱電阻，本設計選用的是鉑電阻。鉑電阻的特點是精度高，穩(wěn)定性好，性能可靠。鉑在氧化性氣氛中，甚至在高溫下的物理、化學性質(zhì)非常穩(wěn)定。因此鉑被公認為是目前制造熱電阻的最好材料。鉑電阻作為標準電阻溫度計使用，也常被用在工業(yè)測量中。此外，還被廣乏地應用于溫度的基準、標準的傳遞。采樣的輸入采用差分電路如圖23所示: 223 差分放大器令R55=R24=R25=R47,則此時為減法器輸出：Vo=Vi1。第三章顯示系統(tǒng)、報警系統(tǒng)及鍵盤控制顯示系統(tǒng)的設計顯示系統(tǒng)是單片機控制系統(tǒng)的重要組成部分，主要用于顯示各種參數(shù)的值，以便使現(xiàn)場工作人員能夠及時掌握生產(chǎn)過程。工業(yè)控制系統(tǒng)中常用的顯示器件有CRT、LED、LCD等。LED成本低廉，功耗低等優(yōu)點，多用于單片機控制系統(tǒng)中，所以選用LED顯示。 LED顯示器件的工作原理LED是一種電流發(fā)光器件．它既可以工作在恒定電流狀態(tài)，又可以工作在脈沖電流狀態(tài)。在平均電流相同的情況下，脈沖工作狀態(tài)可產(chǎn)生比直流工作狀態(tài)較強的亮度，一般每秒鐘可導通100—500次，每次為幾個毫秒：LED有單個發(fā)光二極管、七段(或八段)LED顯示器和LED點陣顯示器等類型。發(fā)光顏色有紅、綠、黃等。LED顯示器每段正常發(fā)光需直流電流1020mA，發(fā)光二極管發(fā)光時．。七段LED顯示器是由7個LED按—定的圖形排列組成，如圖31(a)所示，七段LED顯示器的各個二極管分別稱為a、b、c、d、e、f、g段，有些七段顯示器增加一個dp段表示小數(shù)點，也稱為八段LED顯示器。七段LED顯示器有兩種結(jié)構(gòu)：共陰極七段LED顯示器和共陽極七段LED顯示器，如圖31(b)、(c)所示。所有二極管的陰極接在一起的稱為共陰極七段LED顯示器；所有二極管的陽極接在一起的稱為共陽極七段LLD顯示器。共陽極七段LED顯示器工作時，二極管的公共陽極接向電平“1”．各段的陰極接與共陽七段碼相對應的低電平。共陰極七段LED顯示器工作時，其公共極接到低電平，各段的陽級接與共陰七段碼相對應的高電平。在實際應用中，除公共極外，其他各極應串接一個電阻后再接到相應電平。電阻的作用是限制流過LED中的電流以保證在發(fā)光時二極管不因電流過大而被燒壞。將數(shù)碼管的引腳和單片機的數(shù)據(jù)輸出口相連，控制輸出的數(shù)據(jù)可以使數(shù)碼管顯示不同的數(shù)字和字符，通常稱控制發(fā)光二極管的8位字節(jié)數(shù)據(jù)為段選碼。7段LED段選碼如表31所示。可以看出，共陽極和共陰極的段選碼互為補數(shù)。（a）典型的七段LED器件（b）共陽極LED顯示器（c）共陰極LED顯示器圖31七段LED顯示器的結(jié)構(gòu)原理表31 7段LED段選碼顯示字符共陰極段選碼共陽極段選碼顯示字符共陰極段選碼共陽極段選碼03FHC0HC3EHC6H106HF9HD5EHAH25BHA4HE79H86H34FHB0HF71H8EH56DH92HU3EHC1H67DH82HR31HCEH707HF8HY6EH91H87FH80H8.FFH00H96FH90H“滅”00HFFHA77H88HB7CH83H LED顯示電路設計LED的顯示有靜態(tài)顯示方式和動態(tài)顯示方式。在靜態(tài)顯示方式下，N塊顯示器件都處于選通狀態(tài)；每一塊顯示器件的段選線和一個8位的并行口相連，只要控制顯示位的段選碼，就可顯示出相應的字幅。由于顯示器件由不同的I/O控制，所以靜態(tài)顯示方式中的每一位都可以獨立顯示，在同一時刻每一位顯示的字符可以各不相同。LED動態(tài)顯示就是將所有顯示位的段選線并聯(lián)在一起，有一個8位I/O口控制，而位選線則有其他的I/O口控制，通過程序控制，不斷循環(huán)輸出相應的段選碼和位選碼，由于人的視覺暫留效應，就可以獲得視覺穩(wěn)定的顯示狀態(tài)。本設計選用的是串行口動態(tài)掃描顯示，其電路圖如32所示。圖32 串行動態(tài)LE

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