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机电工程学院单片机课程设计任务书设计（论文）名称：温度采集报警系统设计专业：通信工程学生姓名：指导教师：下达时间：2015年12 月7 日一、课程设计任务：1.加深对单片机硬件电路设计和软件编程的理解，结合实践进一步加深对单元电路基本功能的掌握和应用。
2.通过具体任务要求，掌握一种常用电子电路仿真的软件，使学生能利用所学理论知识完成实际电路的设计、仿真和制作。
3.学会利用单片机设计频率，了解单片机ADC的应用、LED数码管显示的设计等知识。
4.掌握51单片机软件开发环境，学会KEIL软件的使用和程序的调试方法。
二、课程设计的基本要求：1.设计51单片机最小系统。
2.完成至少4路温度信号采集。
3.能实时显示各路温度信号值。
4.具有温度上、下限报警功能。
5.可设定系统报警温度上、下限。
6.撰写课程设计论文要求符合模板的相关要求，字数要求4000字以上。
目录一、设计任务与要求 (1)二、总体方案设计 (1)三、单元电路设计与参数计算 (1)四、总原理图 (6)五、仿真与调试 (15)六、性能测试与分析 (17)七、结论与心得 (19)八、参考文献 (19)温度采集报警系统设计一、设计任务与要求(一)设计任务(1) 以单片机为核心，设计一个温度采集报警系统设计;(2) 完成至少4路温度信号采集。
(3) 能实时显示各路温度信号值。
(4) 具有温度上、下限报警功能。
(5) 可设定系统报警温度上、下限。
(二)设计要求（1）根据功能要求选择设计方案，并进行论证;（2）画出电路的总体方框图和电路原理图;（3）说明系统工作原理，对系统进行调试;（4）写出课程设计报告。
二、总体方案设计1 总体设计思路(1)采用单片机作为数据处理与控制单元,为了进行数据处理,单片机控制温度传感器,把温度信号通过模数转换模块(ADC0808)从温度传感器传递到单片机.单片机进行数据处理之后发出控制信号改变报警和控制执行模块的状态,同时将当前温度信息发送到数码管进行显示.(2)通过四个按键控制四路温度采集的切换.(3)通过两个按键来调节温度上下限,当采集到的温度超过设定的数值是,启动蜂鸣器发出报警信号,同时点亮发光二极管.2 总体设计原理八路模拟信号数值测量显示电路由A/D转换、数据处理及显示控制等组成。
课程设计课程名称：单片机原理及应用课程设计学院：专业：电气工程及自动化姓名：学号：年级：任课教师：年 7 月 1 日目录摘要第一章单片机概述第二章总体方案设计2.1 课题的意义2.2 系统整体硬件电路2.2.1 芯片简介2.2.2 硬件电路设计及描述第三章系统软件算法设计3.1 主程序3.2 读温度子程序3.3 显示温度子程序3.4 总程序3.5 程序流程图课程设计体会参考文献第一章单片机概述单片机是计算机技术发展史上的一个重要里程碑，标志着计算机正式形成了通用计算机系统和嵌入式计算机系统两大分支。
广泛地应用在工业自动化、自动检测与控制、智能仪器仪表、机电一体化设备、汽车电子、家用电器等各个方面。
什么是单片机？单片机体积小、成本低，嵌入到工业控制单元、机器人、智能仪器仪表、汽车电子系统、武器系统、家用电器、办公自动化设备、金融电子系统、玩具、个人信息终端及通讯产品中。
按照其用途可分为通用型和专用型两大类。
（1）通用型单片机就是其内部可开发的资源（如存储器、I/O等各种外围功能部件等）可以全部提供给用户。
用户根据需要，设计一个以通用单片机芯片为核心，再配以外围接口电路及其它外围设备，并编写相应的软件来满足各种不同需要的测控系统。
通常所说的和本书介绍的是指通用型单片机。
（2）专用型单片机是专门针对某些产品的特定用途而制作的单片机。
单片机具有以下优点：（1）功能齐全，应用可靠，抗干扰能力强。
（2）简单方便，易于普及。
单片机技术是易掌握技术。
应用系统设计、组装、调试已经是一件容易的事情，工程技术人员通过学习可很快掌握其应用设计技术。
（3）发展迅速，前景广阔。
短短几十年，单片机经过4位机、8位机、16位机、32位机等几大发展阶段。
尤其是集成度高、功能日臻完善的单片机不断问世，使单片机在工业控制及工业自动化领域获得长足发展和大量应用。
目前，单片机内部结构愈加完美，片内外围功能部件越来越完善，向更高层次和更大规模的发展奠定坚实的基础。
一．内容摘要（一）、实验目的：通过设计一个数据采集系统，加深了对微机工作原理的理解，经过初步的应用设计，使书本知识转化成实践能力。
由此得到以下目的：1．熟悉微机系统的硬件设计方法；2．掌握I/O的扩展方法；3．熟悉模拟电路的一般设计方法；4．掌握A/D芯片的性能和应用；5．熟悉8088汇编语言的编程方法；6．初步掌握汇编语言程序的调试；7. 应用Protel99画出电路图。
（二）．设计内容:以8088CPU系统为核心设计一个温度采集系统并在三位LED 显示器上显示当前温度。
（三）.设计要求:1．画出原理图；2．说明工作原理；3．编写程序；（四）．工作原理1．设计框图2.芯片清单及器件CPU8088 ADC0809 接口芯片8255 温度传感器AD59074LS138译码器74LS273段码锁存器DM7407N８２８２锁存器晶振运算放大器数码管三个电容电阻若干。
3.部分器件功能说明（1）温度传感器温度是最普通最基本的物理量，用电测法测量温度时，首先要通过温度传感器将温度转换成电量，温度传感器有好多种方式，这里选择AD590，它是一种半导体感受式的，由测温电阻、二极管和集成电路器件组成。
AD590是一种单片集成的两端式温度敏感电流源，它有金属壳，小型的扁平封装芯片和不锈钢等几种封装形式，实验平台利用IC温度传感器AD590作为测温器，AD590是一种精度和线性度较好的双端集成温度传感器，其输出电流与绝对温度有关，对于电源电压从5-10V变化只引起1 A最大电流的变化或1摄氏度等效误差。
上图给出了用于获得正比于绝对温度的输出电流的基本温度敏感电路，当温度有10℃的变化时输出电压变化为20mV，即该电路M点电压随温度变化为2mV/℃。
将温度传感器输出的小信号跟随放大19.2倍左右后，送至8位A/D转换器转换成数字量。
（2）．A/D转换模数转换采用ADC0809，它是芯片输出端具有可控的三态门，这种芯片的输出端可以直接和系统总线相连，由读信号控制三态门，转换结束后，CPU执行一条输入指令，从而产生读信号，将数据从A/D转换器取出。
现代社会科学技术的发展可以说是突飞猛进，很多传统的东西都被成本更低、功能更多使用更方便的电子产品所替代，尤其是单片机等集成电路的发展使很多电子产品都能比较容易的实现数字化智能化控制。
本课程设计是温度传感器采用 LM35 的环境温度简易测控系统，用于替代传统的低精度、不易读数的温度计。
本系统采用三位数码显示，直观方便。
显示精度为 1℃，可检测温度范围 0～150℃，完全能够满足生活以及普通生产中环境温度的测控需求，并且拥有响应速度快、省电等优点。
但是本系统采用 ADC0804单路转换，抗干扰能力稍弱。
但系统预留了足够的扩展空间，并提供了简单的扩展方式供参考，实际使用中可根据需要改成多路转换，既可以增加湿度等测控对象，也能减少外界因素对系统的干扰。
1.设计内容及要求 (1)2. 方案论证 (1)2.1 温度传感器 (1)2.2译码显示电路 (1)2.2.1 显示 (1)2.2.2 数码管驱动 (1)2.3 AD转换器的选择 (2)2.4 放大器的选择 (2)3. 单元电路设计、参数计算和器件选择 (2)3.1 单元电路设计及参数计算 (2)3.1.1 LM35温度传感器电路 (2)3.1.2 TL082放大电路 (3)3.1.3 NE555 (4)3.1.4 AD转换电路 (5)3.1.5 ROM电路 (5)3.1.6 译码显示电路 (6)3.2 器件选择 (6)3.2.1 温度传感器的选择 (6)3.2.2 AD转换的选择 (10)3.2.3 程序存储器ROM的选择 (13)3.2.4 数码管的选择 (14)3.2.5 NE555 (16)3.2.6 TL082 (18)4. 组装、调试 (19)4.1 软件调试 (19)4.2 硬件调试 (19)4.2.1 使用的主要仪器和仪表 (19)4.2.2 调试电路的方法和技巧 (20)4.2.3 测试的数据和波形并与计算结果比较分析 (20)4.2.4 调试中出现的故障、原因及排除方法 (20)5. 设计总结 (20)5.1 设计的收获和体会 (20)5.2 今后的改进意见 (21)参考文献 (22)附录 (23)附录Ⅰ图纸 (23)附录Ⅱ元件清单 (24)附录III程序代码 (25)1.设计内容及要求设计并制作一个温度测量与显示系统，基本原理如图1-1所示。
目录一、设计要求 (1)二、设计目的 (1)三、设计的具体实现 (2)1、系统概述 (2)2、单元电路设计 (3)1)锅炉示意电路： (3)2)测温电路： (4)3) 水可饮用指示电路： (5)4）模/数转换电路： (5)5）温度显示电路： (6)6）上电复位电路： (7)7）时钟电路： (8)8）电源电路 (8)9）整体电路如下图： (9)3、软件程序设计 (10)1)程序主流程如下： (10)2)判温程序流程如下： (10)四、结论与展望 (16)五、心得体会与建议 (17)六、附录 (19)七、参考文献 (20)单片机课程设计报告设计题目：基于单片机的温度采集系统设计一、设计要求系统要求实现温度的测量控制转换精度：8位转换范围：0℃——+128℃转换误差：≤1摄氏度二、设计目的通过采用单片机实现系统功能的设计实习，要达到理论上巩固既学知识，实践上丰富设计经验，并通过设计过程中暴露出来的一些问题，达到优化知识结构、丰富动手思维能力。
同时，通过对设计中遇到的各种未知知识及设计技巧的学习和解决，更好的培养学生的自学能力。
通过以分组的形式，来培养学生的团结互助，相互学习补充。
这样，不仅在学习上达到的学生间、知识间的融合，更增进了学生的融洽，为即将步入社会的大四学生打下良好的基础。
三、设计的具体实现1、系统概述 框图说明：该测量系统由单片机实现烧水锅炉各功能的控制。
锅炉具有自动加水，沸水控制，加热控制等功能。
初始化单片机时系统进入锅炉加水功能，当水位达到上限水位时，锅炉产生一个中断脉冲中断单片机，跳出加水，进入单片机控制锅炉加热功能，当锅炉中水的温度达到80度时，降低加热电压，并允许使用锅炉中的水。
当锅炉中的水用至低于下限水位时，锅炉同样会产生一个中断脉冲中断单片机，回复前面过程，再次进行加水控制，如此达到单片机控制热水锅炉的温度测控功能。
其中，系统还设置有温度的三级加热控制。
当温度高于80度时，控制由全电压加热转到半电压加热；当温度高于100度时，又会控制停止加热，即割断加热线路；当温度由高温再次降到90度以下时，系统又会重新启动半电压加热，如此反复控制。
中南大学微机应用系统设计与综合实验设计报告设计题目多路温度采集系统编程设计指导老师设计者学号专业班级设计日期目录第一章微机应用系统课程设计的目的意义1.1 设计目的1.2 课程在教学计划中的地位和作用第二章温度采集系统软硬件设计任务2.1 设计内容及要求2.2 实验设备2.3 课程设计的内容及要求第三章总体设计方案3.1 设计思想3.2 总体设计流程图第四章硬件设计4.1 硬件设计概要4.2硬件设计接线图4.3 所用到的芯片及其各自功能说明4.3.1 芯片列表4.3.2 8086的功能简介4.3.3 8254的功能简介4.3.4 AD0809的功能简介第五章实验结果5.1 汇编程序结果5.2 C语言程序结果第六章源程序代码6.1 汇编程序代码6.2 C语言程序代码第七章系统的调试与使用第八章收获、体会参考文献第一章微机应用系统课程设计的目的意义1.1设计目的《微机原理与接口技术》是一门实践性和实用性都很强的课程，学习的目的在于应用。
本课程设计是配合课堂教学的一个重要的实践教学环节，它能起到巩固课堂和书本上的知识，加强综合能力，提高系统设计水平，启发创新思想的效果。
通过本课程设计希望达到以下目地：培养资料搜集和汇总的能力。
培养总体设计和方案论证的意识。
提高硬件，软件设计与开发的综合能力。
提高软件和硬件联合调试的能力。
熟练掌握相关测量仪器的使用方法。
掌握相关开发软件，仿真软件的使用方法。
1.2课程在教学计划中的地位和作用现在计算机科学在应用上得到飞速发展，因此，学习这方面的知识必须紧跟实际连接。
掌握这方面的知识更重要强调解决实际问题的能力。
该课程设计给我们提供了一个很好的机会，它要求我们结合课堂上和书本中学到的知识去独立设计一个硬件系统，它是我们迈向实践和应用的桥梁，我们学习书本上的知识是一个不断积累的过程，而该课程设计却使得我们能够尽情发挥他们，让我们更了解计算机的结构，工作原理以及软硬件的结合使用，虽然课程设计的时间比较短，但它却在整个教学计划中占据了及其重要的位置。
《微机原理及接口技术》课程设计报告题目：温度采集系统软硬件设计学院：中北大学信息与通信工程学院专业：通信工程小组成员：指导教师：张丕状辛洁日期：2011 年 6 月10 日目录1、设计目的 (3)2、所用元器件 (3)3、设计内容及步骤 (3)3.1 设计要求 (3)3.2 任务分工 (3)3.3 系统总体方案 (4)4、软件模块设计 (4)4.1温度采集及转换模块 (4)4.2温度显示子程序流程图 (5)4.3系统总流程图 (6)4.4系统总程序 (7)5、硬件模块设计 (11)5.1温度采集处理模块 (11)5.2 A/D转换模块 (12)5.3 8088的工作原理 (14)5.4并行接口8255模块 (16)5.5LED显示模块 (19)6、心得体会 (20)7、参考文献 (21)附：温度采集系统总电路图1、设计目的1）查资料了解8255A和ADC0809A/D转换器的工作原理2）原理图设计，用PROTEL画出原理图3）软件设计，给出流程图及源代码并加注释2、所用元器件1）温度传感器LM355 5）CPU80882）放大器LM301A6）数字显示器LED3）A/D转换器ADC0809 7）电阻4）可编程并行接口8255A 8）电容3、设计内容及步骤3.1 设计要求以8088 CPU 为核心设计一个温度采集系统，系统可以实现一路温度的采集，在3位LED显示器上显示当前温度。
本设计所用器件主要有传感器，A/D转换器，8088CPU，可编程并行接口8255，LED显示器等。
首先传感器把所测的温度转换为电压，输入A/D转换器中进行转换，然后再把得到的二进制数经过CPU在LED 上显示出来。
3.2 任务分工3.3 系统总体方案按照设计要求，我们选择温度传感器LM335，A/D 转换器ADC0809，把温度传感器采集过来的电压信号放大后直接传给A/D 转换器，然后通过8路数据接入8255可编程芯片，经微处理器8088处理后输出，通过LED 显示当前采集的温度值。
基于TLC549的温度采集系统的设计课程设计说明书系（部）：信息工程系班级：自动化082学生姓名：张青蒙学号指导教师：韩耀振时间：2010 年12 月13 日到2010 年12月24日程设计报告——基于TLC549的温度采集系统的设计课程设计任务书题目基于TLC549的温度采集系统的设计系(部) 信息工程系专业自动化班级自动化082学生姓名张青蒙学号12 月13 日至12 月24 日共 2 周指导教师(签字)系主任(签字)年月日程设计报告——基于TLC549的温度采集系统的设计目录摘要 (8)Abstract (9)第一章系统功能原理及硬件介绍 (10)1.1 AT89C51单片机介绍 (10)1.2 TLC549介绍 (12)l.2.1 TLC549的主要特点 (12)1.2.2 TLC549芯片的工作原理 (12)1.3 AD590的介绍 (13)第二章理论分析 (15)2.1 各模块接线及原理说明 (15)2.1.1 AD590采集温度信号模块 (15)2.1.2 TLC549 A/D(模数)转换模块 (15)2.1.3静态数码管显示模块 (15)2.1.4 蜂鸣器超量程报警模块 (16)2.2最小分度、量程及报警温度的算法 (16)2.2.1最小分度、量程的算法 (16)2.2.2报警温度的算法 (16)第三章各模块电路设计 (16)3.1温度测量采集及加热电路模块 (16)3.2 串行A/D(模数)转换模块 (18)3.3 静态数码管显示模块 (18)3.4 蜂鸣器超量程报警模块 (19)第四章电路与程序设计 (20)4.1 程序流程图 (20)4.2 程序清单 (21)4.3 PROTEUS制作的电路图 (25)总结 (26)程设计报告——基于TLC549的温度采集系统的设计参考文献 (27)摘要温度是工业生产和自动控制中最常见的工艺参数之一。
过去温度检测系统设计中,大多采用模拟技术进行设计,这样就不可避免地遇到诸如传感器外围电路复杂及抗干扰能力差等问题;而其中任何一环节处理不当,就会造成整个系统性能的下降。
目录1 设计任务及要求 02 设计方案论证 03 单元电路设计 (1)3.1 工作原理 (1)3.2 时钟振荡电路 (1)3.3 温度采集电路 (1)3.3.1 LM35简要说明 (1)3.3.2 TL082双运算放大器 (2)3.3.3 温度采集电路 (2)3.4 A/D转换电路 (3)3.5 存储电路 (3)3.6 数码显示电路 (4)3.6.1 CD4511简要说明 (4)3.6.2 共阴极数码管 (4)3.6.3 数码显示电路 (5)4 原理总图 (6)5 元器件清单 (6)6 调试过程及其测试 (7)6.1 通电前检查 (7)6.2 通电检查 (7)6.2.1 555电路脉冲输出波形 (7)6.2.2 放大器模块的调试 (7)6.2.3 ADC0804输出调试 (7)6.2.4 AT28C16的调试 (7)6.2.5 数码管显示的调试 (7)6.3 结果分析 (8)7 总结与体会 (8)7.1 体会 (8)7.2 本方案特点及存在的问题 (8)7.3 改进意见 (8)参考文献 (9)1 设计任务及要求设计并制作一个温度测量与显示系统，基本原理如图8所示。
具体要求如下：图1-1 温度采集系统框图（1）被测温度范围0 99°C；（2）显示测量的温度值，精度不低于1°C。
参考元器件：LM35/45，OP07/NE5532/TL082，AT28C16，CD4511。
说明：测试时验证环境温度和90°C热水的测量值。
2 设计方案论证方案一：采用51子系列单片机为核心，通过将温度采集电路输出的电压在单片机转换输出，送入数码管显示。
设计框图如图2-1所示。
温度采集及处理电路时钟震荡电路AT89C51单片机数码显示电路图2-1 方案一设计框图方案二：将温度采集电路输出电压送入数模转换电路，转换成二进制形式后送入EEPROM存储，最后送入数码管显示。
设计框图如图2-2所示。
温度采集及处理电路时钟震荡电路存储电路A/D转换电路数码显示电路图2-2 方案二设计框图虽然单片机连接设计简单，但却需要具备一定的汇编语言基础，所以选用方案二。
《嵌入式系统二》课程设计报告温度采集系统的设计班级:学号::指导教师：设计日期：2013年7月1日至 2013年7月5日设计题目：基于ARM的温度采集系统设计摘要本设计是基于嵌入式技术作为主处理器的温度采集系统，利用S3C44B0x ARM微处理器作为主控CPU，辅以单独的数据采集模块采集数据，实现了智能化的温度数据采集、传输、处理与显示等功能，并讨论了如何提高系统的速度、可靠性和可扩展性。
并解决了传统的数据采集系统由于存在响应慢、精度低、可靠性差、效率低、操作繁琐等弊端，能够完全适应现代化工业的高速发展。
关键词：嵌入式系统ARMS3C44B0 温度采集数据处理一、绪论（1）了解所选择的ARM芯片各个引脚功能，工作方式，计数/定时，I/O口，中断等的相关原理，并巩固学习嵌入式的相关容知识。
（2）通过软硬件设计实现利用ARM芯片对周围环境温度信号的采集与显示。
1.2设计背景嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，且软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。
它一般由以下几部分组成：嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统。
嵌入式系统是面向用户、面向产品、面向应用的，它必须与具体应用相结合才会具有生命力、才更具有优势。
因此嵌入式系统是与应用紧密结合的，它具有很强的专用性，必须结合实际系统需求进行合理的裁减利用。
嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术和各个行业的具体应用相结合后的产物，这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。
嵌入式系统必须根据应用需求对软硬件进行裁剪，满足应用系统的功能、可靠性、成本、体积等要求。
所以，如果能建立相对通用的软硬件基础，然后在其上开发出适应各种需要的系统，是一个比较好的发展模式。
目前的嵌入式系统的核心往往是一个只有几K到几十K微核，需要根据实际的使用进行功能扩展或者裁减，但是由于微核的存在，使得这种扩展能够非常顺利的进行。
1 引言1.1 单片机概述单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。
单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。
单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。
最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。
单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了最多的应用。
它又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。
相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O 设备。
概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。
它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。
同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。
1.2 温度采集设计背景随着科技的不断发展，现代社会对各种信息参数的准确度和精确度的要求都有了几何级的增长，而如何准确而又迅速的获得这些参数就需要受制于现代信息基础的发展水平。
在三大信息信息采集(即传感器技术)、信息传输(通信技术)和信息处理(计算机技构中，传感器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温度传感器技术，在我国各领域己经引用的非常广泛，可以说是渗透到社会的每一个领域，人民的生活与环境的温度息息相关，在工业生产过程中需要实时测量温度，在农业生产中也离不开温度的测量，因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。
测量温度的关键是温度传感器，温度传感器的发展经历了三个发展阶段:①传统的分立式温度传感器②模拟集成温度传感器③智能温度传感器目前的智能温度传感器(亦称数字温度传感器)是在20世纪90年代中期问世的，它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术（ATE）的结晶，特点是能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微控制器(MCU)。
社会的发展使人们对传感器的要求也越来越高，现在的温度传感器正在基于单片机的基础上从模拟式向数字式，从集成化向智能化、网络化的方向飞速发展，并朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展，本文将介绍AD590的结构特征及控制方法，它是美国ANALO G DEV ICES公司的单片集成两端感温电流源，并对以此传感器，AT89C51单片机为控制器构成的数字温度测量装置的工作原理及程序设计作了详细的介绍。
与传统的温度计相比，其具有读数方便，测温范围广，测温准确，输出温度采用数字显示，主要用于对测温要求比较准确的场所，或科研实验室使用。
该设计控制器使用ATMBL 公司的AT89C51单片机，测温传感器使用AD590，最终用LED来实现温度显示。
2 设计目的任务和要求2.1 设计目的本设计包括确定控制任务、系统总体方案设计、硬件系统设计、软件程序的设计等，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，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；2.2 设计任务以8086 CPU（或单片机）为核心设计一个温度采集系统，系统可以实现一路温度的采集，在3位LED显示器上显示当前温度。
2.3 设计内容本设计所用器件主要有传感器，A/D转换器，8086CPU（或单片机），可编程并行接口8255（或不用），LED显示器等。
首先传感器把所测的温度转换为电压，输入A/D转换器中进行转换，然后再把得到的二进制数经过CPU在LED上显示出来。
3 系统总体方案设计3.1 方案设计该系统主要有温度测量和数据采集两部分电路组成，在温度测量中用电测法测量温度时，首先要通过温度传感器将温度转换成电量，温度传感器有好多种方式，这里选择AD590，它是一种半导体感受式的，由测温电阻、二极管和集成电路器件组成。
利用温度传感器测出温度后，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，利用A/D转换器即ADC0809转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，将被测温度显示出来。
3.2 总体设计框图4 系统器件的选择和性能介绍4.1 温度传感器AD590是一种单片集成的两端式温度敏感电流源，它有金属壳，小型的扁平封装芯片和不锈钢等几种封装形式，实验平台利用IC温度传感器AD590作为测温器，AD590是一种精度和线性度较好的双端集成温度传感器，其输出电流与绝对温度有关，对于电源电压从5-10V变化只引起1A最大电流的变化或1摄氏度等效误差。
图（2）传感器工作原理图上图给出了用于获得正比于绝对温度的输出电流的基本温度敏感电路，当温度有10℃的变化时输出电压变化为20mV，即该电路M点电压随温度变化为2mV/℃。
将温度传感器输出的小信号跟随放大19.2倍左右后，送至8位A/D转换器转换成数字量。
4.2 A/D转换器模数转换采用ADC0809，它是芯片输出端具有可控的三态门，这种芯片的输出端可以直接和系统总线相连，由读信号控制三态门，转换结束后，CPU执行一条输入指令，从而产生读信号，将数据从A/D转换器取出。
ADC0809是典型的8位8通道逐次逼近式A/D转换器，CMOS工艺，可实现8路模拟信号的分时采集，片内有8路模拟选通开关，以及相应的通道地址锁存译码电路，其转换时间为100µs左右。
ADC0809内部结构如图所示，图中多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用一个A/D转换，地址锁存与译码电路完成对A、B、C 3个地址位进行锁存和译码，其译码输出用于通道选择。
8位A/D转换器是逐次逼近式，由控制与时序电路、逐次逼近寄存器、树状开关以及256R电阻阶梯网络等组成。
输出器用于存放和输出转换得到的数字量。
图（3）A/D转换器工作原理图因为所选的AD0809所转换的电压范围不大,这样一来,当所采集的温度是0时,转换的电压量是0V,通过A/D转换后所对应的数字量是00000000。
当采集的温度是255℃时,所转换的电压量是10V, 通过A/D转换后所对应的数字量是11111111。
这样看来,从A/D输出的数字量和显示的温度是一一对应的。
假如数字量是00000011时,通过8255A编程就可在显示器上显示3℃。
4.4 8255并行接口当温度通过AD590后,连续的物理量转换为连续的电压量,电压信号输入到A/D 模拟信号输入端。
当工作时,CPU用输出指令将PC0置零,使B/C端得到一个低电平从而启动转换。
此后用输入指令不断读端口PC4～PC7测试并判断PC4是否为零。
如果PC4为零则说明完成一次A/D转换。
此时在CPU的读周期作用下它向8255A发出个读信号。
之后便从A端口读数据;在写周期的作用下CPU向8255A发出写信号,此后数据就会从B端口输出。
B端口连接着LED,它们在PC3～PC1的控制下显示当前温度。
8255A方式0的工作特点：方式0也叫基本输入输出方式。
在这种方式下，端口A和端口B可以通过方式择字规定为输入口或者输出口，端口C分为两个4位端口，高4位一个端口，低4一个端口。
这两个四位端口也可由方式选择字规定为输入口或输出口。
方式0的使用场合有两种，一种是同步传送，另一种是查询式传送。
这里采用查方式。
查询式传输时，需要有应答信号。
但是，在方式0情况下，没有规定固定的答信号，所以，这时将端口A和端口B作为数据端口，把端口C的4个数位（高或低4均可）一些控制信号，而把端口C的另外4个数位规定为输入口，用来读入设的状态。
这样，就利用端口C配合了端口A和端口B的输入输出操作。
4.5 LED介绍由于输出的电压量范围是0~5V即转换为数字量后为0~FF之间。
所以，要使温度表范围为0~85℃，需把0~FF除以3。
经过CPU未经处理过的数值是以ASCII码的方显示在电脑屏幕上的，还需将ASCII码转换成十进制显示。
为了便于读数。
在LE灯上的显示将设计为8421码的方式显示。
转换方法在程序中有所注明。
5 系统整体硬件电路5.1 主板电路系统整体硬件电路包括，传感器数据采集电路，温度显示电路，上下限报警调整电路，单机板电路等，见附录。
其中蜂鸣器可以在被测温度不在上下限范围内时，发出报警鸣叫声音，同LED数码管将没有被测温度值显示。
5.2 显示电路显示电路是使用74HC373锁存器和74LS138译码器分别控制段选和位选，利用动态显示。
处是LED数码管数量大时，电路简单。
图（5）LED电路显示图5.3 分频电路ADC0809需要提供时钟信号，单片机在工作时ALE引脚输出2MHZ时钟信号，需要分频后供0809做时钟信号使用。
图（6）ADC0809芯片的分频电路5.4 时钟电路设计晶振的频率决定了微控制器的时钟频率，8051晶振的频率范围，0 Hz ~33 MHz。
电容器C1、C2起稳定振荡频率、快速起振的作用。
电容值一般为 20～40 pf 。
微控制器内部有一个高增益运算放大器和一个反馈电阻器，当外接晶振后，就构成了自激振荡器并产生振荡时钟脉冲。
图（7）晶振电路原理图5.5 温度报警电路本设计的发挥部分，是加入了报警，如果我们所设计的系统是监控某一设备，当设备的温度达到我们所设定的温度值时，系统会产生报警.报警时由单片机产生一定频率的脉冲，由P2.7引脚输出，P2.7外接一只PNP的三极管来驱动杨声器发出声音，以便操作员来维护，从而达到报警的目的。
图（8）温度报警电路6 系统流程图图（9）系统流程图7 软件程序设计PORTA EQU 020H ；定义端口地址PORTB EQU 021HPORTC EQU 022HPORTD EQU 023HDATA SEGMENTTABLE DB 40HDB 4FHDB 24HDB 30HDB 19HDB 12HDB 02HDB 78HDB 00HDB 10HBUFDA1 DB ?BUFDA2 DB ?BUFDA3 DB ?DATA ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATASTART: MOV AX,DATAMOV DS,AXMOV AL,98HOUT PORTD,AL ；8255的初始化;*****************************MOV AL,01OUT PORTC,ALMOV AL,00OUT PORTC,AL ；PC0 为0，启动A/D转换FIND: IN AL,PORTCTEST AL,010HJNZ FIND ；读PC4的值，如为1则继续查询MOV AL,01OUT PORTC,AL ；使PC0为1，撤消启动信号IN AL,PORTA ；读取转换数据;******************************MOV CL,100 ；计算百位，十位，个位DIV CLMOV BUFDA1,ALXOR AL,ALMOV CL,10MOV BL,AHMOV AL,BLMOV AH,0DIV CLMOV BUFDA2,ALMOV BUFDA3,AH;******************************DISPLAY:MOV BX,OFFSET TABLEMOV AL,[DI+0]XLAT ；换码MOV DX,PORTBOUT DX,ALMOV CX,30H ；延迟程序DELAY: LOOP DELAYRET;**********************************MOV CX,30HDISPLAY1:MOV AL,06HOUT PORTD,ALMOV AL,05HOUT PORTD,ALMOV AL,03HOUT PORTD,ALMOV DI,OFFSET BUFDA1CALL DISPLAY ；使LED0工作MOV AL,07HOUT PORTD,ALMOV AL,04HOUT PORTD,ALMOV AL,03HOUT PORTD,ALMOV DI,OFFSET BUFDA2CALL DISPLAY ；使LED1工作MOV AL,07HOUT PORTD,ALMOV AL,05HOUT PORTD,ALMOV AL,02HOUT PORTD,ALMOV DI,OFFSET BUFDA3CALL DISPLAY ；使LED2工作LOOP DISPLAY1；延迟;***********************************MOV AH,4CHINT 21HCODE ENDSEND START8 总结心得本课程设计是基于AT89C51单片机的温室检测系统。
