基于单片机温度控制新版专业系统设计.doc

摘 要近年来随着计算机在社会领域渗入，单片机应用正在不断地走向进一步，同步带动老式控制检测日新月益更新。在实时检测和自动控制单片机应用系统中，单片机往往是作为一种核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够，还应依照详细硬件构造，以及详细应用对象特点软件结合，以作完善。本文从硬件和软件两方面来讲述水温自动控制过程,在控制过程中重要应用AT89C51、ADC0809、LED显示屏、LM324比较器，而重要是通过 DS18B20数字温度传感器采集环境温度，以单片机为核心控制部件，并通过四位数码管显示实时温度一种数字温度计。软件方面采用汇编语言来进行程序设计，使指令执行速度快，节约存储空间。为了便于扩展和更改，软件设计采用模块化构造，使程序设计逻辑关系更加简洁明了，使硬件在软件控制下协调运作。而系统过程则是：一方面,通过设立按键,设定恒温运营时温度值，并且用数码管显示这个温度值.然后,在运营过程中将采样温度模仿量送入A/D转换器中进行模仿-数字转换，再将转换后数字量用数码管进行显示，最后用单片机来控制加热器,进行加热或停止加热，直到能在规定温度下恒温加热。 核心词：单片机系统；传感器；数据采集；模数转换器；温度AbstractIn recent years，with the computer penetration in the social field，the application of SCM is to keep at the same time，traditional control testing update on Crescent benefits. In real-time detection and automatic control system of single-chip applications，often as a single-chip core component to use only single-chip is not enough knowledge，but also the specific hardware structure and the specific features of application software objects combine to make perfect. In this paper，both hardware and software for automatic control of water temperature on the process，in the control of the main application of the process of AT89C51，ADC0809，LED display，LM324 comparator，but mainly through the digital temperature sensor DS18B20 collecting ambient temperature to single-chip microcomputer as the core control components，and through four real-time digital display of a digital thermometer temperature. Software using assembly language for programming，so that the implementation of Directive speed，to save storage space. In order to facilitate the expansion and changes to the design of modular software structure，so that the logic of the relationship between program design more concise,Hardware software co-operation under the control of it.And systematic process is：First of all，by setting the button，set the thermostat temperature at the time of operation，and digital display of the temperature. Then，in the running temperature of the process of sampling analog into the A / D converter in the simulation - digital converter，and then converted digital control with digital display，the last single-chip microcomputer to control the heater used for heating or stop heating until the temperature in the provisions under the constant temperature heating.Key words：Single-chip microcomputer system ；Sensor；Data Acquisition；ADC；Temperature目 录摘 要IAbstractII目 录i第1章 绪 论11.1设计背景及其意义11.2设计研究内容及规定11.3设计实现方案3第2章 设计理论基本62.1单片机发展概况62.2 AT89C51系列单片机简介72.2.1 AT89C51系列基本构成及特性72.2.2 AT89C51系列引脚功能82.2.3 AT89C51系列单片机功能单元112.3 ADC0809模数转换器142.4运算放大器LM324162.5移位寄存器74LS164182.6数码显示管LED192.7数字温度计DS18S2020第3章电路设计213.1单片机控制单元213.2温度采样某些213.3模数转换某些233.3.1模数转换技术233.3.2积分型模数转换器243.4显示某些243.5 调节执行单元25第4章 软件设计264.1主程序流程图264.2中断子程序流程图274.3按键流程图284.4显示流程图29参照文献30致 谢311系统总程序清单322系统原理图41第1章 绪 论1.1设计背景及其意义21世纪是科技高速发展信息时代，电子技术、微型单片机技术应用更是空前广泛，随着着科学技术和生产不断发展，需要对各种参数进行温度测量。因而温度一词在生产生活之中浮现频率日益增多，与之相相应，温度控制和测量也成为了生活生产中频繁使用词语，同步它们在各行各业中也发挥着重要作用。如在日趋发达工业之中，运用测量与控制温度来保证生产正常运营。在农业中，用于保证蔬菜大棚恒温保产等。温度是表征物体冷热限度物理量，温度测量则是工农业生产过程中一种很重要而普遍参数。温度测量及控制对保证产品质量、提高生产效率、节约能源、生产安全、增进国民经济发展起到非常重要作用。由于温度测量普遍性，温度传感器数量在各种传感器中居首位。并且随着科学技术和生产不断发展，温度传感器种类还是在不断增长丰富来满足生产生活中需要。在单片机温度测量系统中核心是测量温度、控制温度和保持温度，温度测量是工业对象中重要被控参数之一。因而，单片机温度测量则是对温度进行有效测量，并且可以在工业生产中得到了广泛应用，特别在电力工程、化工生产、机械制造、冶金工业等重要工业领域中，肩负着重要测量任务。在寻常生活中，也可广泛实用于地热、空调器、电加热器等各种家庭室温测量及工业设备温度测量场合。但温度是一种模仿量，如果采用恰当技术和元件，将模仿温度量转化为数字量虽不困难，但电路较复杂，成本较高。1.2设计研究内容及规定我本次毕业设计题目是单片机水温控制系统设计。它是各种技术知识结合，不但涉及到软件设计，并且还将应用电子技术与单片机应用技术有机结合，使其具备精度高、测量误差小、稳定性好等特点。电路板设计技术和机械加工工艺巧妙结合，使其具备了显示直观、体积做工精细等特点，能为它在其他领域广泛应用打下良好基本。由于通过咱们调查发现许多应用场合本来就有测温控温仪器，只是随着对生产质量与生产需要规定在不断地提高，以往那些测温控温仪器主线不能满足当前规定。其中，有某些应用场合对精度提高幅度规定也不是特别高。因而，为了提高性价比，我所设计系统提出在原有系统基本上进行某些简朴改良，以此为出发点，重要阐述是水温自动控制系统一种实现办法。1设计重要研究内容 本文所要研究课题是基于单片机控制水温控制系统设计，重要是简介了对水箱温度显示、控制及报警，实现了温度实时显示及控制。水箱水温控制某些，提出了用DS18S20、AT89C51单片机及LED硬件电路完毕对水温实时检测及显示，运用DS18S20与单片机连接由软件与硬件电路配合来实现对加热电阻丝实时控制及超过设定上下限温度报警系统。而炉内温度控制某些，采用一套PID闭环负反馈控制系统，由DS18S20检测炉内温度，用中值滤波办法取一种值存入程序存取器内部一种单元作为最后检测信号，并在LED中显示。控制器是用89C51单片机，用PID算法对检测信号和设定值差值进行调节后输出控制信号给执行机构，去调节电阻炉加热功率，从而控制炉内温度。它具备微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、易配微解决器等长处，特别适合于构成多点温度测控系统，可直接将温度转化成串行数字信号供微机解决，并且每片DS18S20均有唯一产品号，可以一并存入其ROM中，以便在构成大型温度测控系统时在单线上挂接任意各种DS18S20芯片。从DS18S20读出或写入DS18S20信息仅需要一根口线，其读写及其温度变换功率来源于数据总线，该总线自身也可以向所挂接DS18S20供电，并且不需要额外电源。同步DS18S20能提供九位温度读数，它无需任何外围硬件即可以便地构成温度检测系统。并且运用本次设计重要实现温度测试，温度显示，温度门限设定，超过设定门限值时自动启动加热装置等功能。并且还要以单片机为主机，使温度传感器通过一根口线与单片机相连接，再加上温度控制某些和人机对话某些来共同实现温度监测与控制。2用单片机实现其详细控制功能如下：（1）可以持续测量水温度值，用十进制数码管来显示水实际温度。（2）可以设定水温度值，设定范畴是2080。（3）可以实现水温自动控制，如果设定水温为75，则能使水温保持恒定在75温度下运营。（4）用单片机AT89C51控制，通过按键来控制水温设定值，数值采用数码管显示。（5）用测量控制水温精度为1 1.3设计实现方案温度控制系统是比较常用和典型过程控制系统。温度是工业生产过程中重要被控参数之一，当今计算机控制技术在这方面应用，已使温度控制系统达到自动化、智能化，比过去单纯采用电子线路进行PID调节控制效果要好得多，可控性方面也有了很大提高。温度是一种非线性对象，具备大惯性特点，在低温段惯性较大，在高温段惯性较小。对于这种温控对象，普通以为其具备如下传递函数形式： （1-1）1 方案一（见图1-1）图1-1 方案一图此方案是老式一位式模仿控制方案，选用模仿电路，用电位器设定值，反馈温度值和设定值比较后，决定加热或不加热。其特点是电路简朴，易于实现，但是系统所得成果精度不高并且调节动作频繁，系统静态差大、不稳定。系统受环境影响大，不能实现复杂控制算法，不能用数码管显示，不能用键盘设定。2 方案二（见图1-2）图1-2 方案二图此方案是老式二位式模仿控制方案，其基本思想与方案一相似，但由于采用上下限比较电路，因此控制精度有所提高。这种办法还是模仿控制方式，因而也不能实现复杂控制算法使控制精度做得较高，并且不能用数码管显示，对键盘进行设定。3 方案三（见图1-3）图1-3 方案三图此方案采用89C51单片机系统来实现。单片机软件编程灵活、自由度大，可用软件编程实现各种控制算法和逻辑控制。单片机系统可以用数码管来显示水温实际值，能用键盘输入设定值。本方案选用了AT89C51芯片，不需要外扩展存储器，可使系统整体构造更为简朴。结论：前两种方案是老式模仿控制方式，而模仿控制系统难以实现复杂控制规律，控制方案修改也较为繁琐。而方案三是采用以单片机为控制核心控制系统，特别对温度控制，可达到模仿控制所达不到效果，并且实现显示和键盘设定功能，大大提高了系统智能化。也使得系统所测得成果精度大大提高。因此，通过对三种方案比较，本次毕业设计采用了方案三。第2章 设计理论基本 本设计系统基本构成单元涉及：主机、温度采样单元、单片机控制单元、调节执行单元四某些，本章将逐个进行简介。2.1单片机发展概况1970年微型计算机研制成功之后，随之即浮现了单片机（即单片微型计算机） 美国Intel公司1971年生产4位单片机4004和1972年生产雏形8位单片机8008，这也算是单片机第一次公众亮相。1976年Intel公司一方面推出能称为单片机MCS-48系列单片微型计算机。它以体积小、功能全、价格低等特点，赢得了广泛应用，同步某些与单片机关于公司都争相推出各自单片机。1978年下半年Motorola公司推出M6800系列单片机，Zilog公司相继推出Z8单片机系列。1980年Intel公司在MCS-48系列基本上又推出高性能MCS-51系列单片机。此类单片机均带有串行I/O口，定期器/计数器为16位，片内存储容量（RAM，ROM）都相应增大，并有优先级中断解决功能，单片机功能、寻址范畴都比初期扩大了，它们是当时单片机应用主流产品。1982年Mostek公司和Intel公司先后又推出了性能更高16位单片机MK68200和MCS-96系列，NS公司和NEC公司也分别在原有8位单片机基本上推出了16位单片机HPC16040和PD783系列。1987年Intel公司又宣布了性能比8096高两倍CMOS型80C196，1988年推出带EPROM87C196单片机。由于16位单片机推出时间较迟、价格昂贵、开发设备有限等各种因素，至今尚未得到广泛应用。而8位单片机已能满足大某些应用需要，因而，在推出16位单片机同步，高性能新型8位单片机也不断问世。纵观这短短，经历了4次更新换代，单片机正朝着集成化、多功能、多选取、高速度、低功耗、扩大存储容量和加强I/O功能及构造兼容方向发展。新一代80C51系列单片机除了上述构造特性外，其最重要技特点是向外部接口电路扩展，以实现微控制器（microcontroller）完善控制功能为己任。这一系列单片机为外部提供了相称完善总线构造，为系统扩展和配备打下了良好基本。由于80C51系列单片机所具备一系列优越特点，获得广泛使用指日可待。下面咱们就来重点简介一下本毕业论文讨论系统所用AT89C51系列单片机。2.2 AT89C51系列单片机简介2.2.1 AT89C51系列基本构成及特性AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）低电压，高性能CMOS8位微解决器，俗称单片机。而在众多51系列单片机中，要算 ATMEL 公司AT89C51更实用，也是一种高效微控制器，由于它不但和8051指令、管脚完全兼容，并且其片内4K程序存储器是FLASH工艺，这种工艺存储器，顾客可以用电方式达到瞬间擦除、改写。而这种单片机对开发设备规定很低，开发时间也大大缩短。AT89C51基本功能描述如下：AT89C51是一种低损耗、高性能、CMOS八位微解决器，并且在其片种尚有4k字节在线可重复编程快擦快写程序存储器，能重复写入/擦除1000次，数据保存时间为十年。它与MCS-51系列单片机在指令系统和引脚上完全兼容，不但可完全代替MCS-51系列单片机，并且能使系统具备许多MCS-51系列产品没有功能。AT89C51可构成真正单片机最小应用系统，缩小系统体积，增长系统可靠性，减少了系统成本。只要程序长度不大于4k，四个I/O口所有提供应顾客。可用5V电压编程，并且写入时间仅10毫秒，仅为8751/87C51 擦除时间百分之一，与8751/87C5112V电压擦写相比，不易损坏器件，没有两种电源规定，改写时不拔下芯片，适合许多嵌入式控制领域。AT89C51 芯片提供三级程序存储器锁定加密， 提供了以便灵活而可靠硬加密手段，能完全保证程序或系统不被仿制。此外,AT89C51 还具备MCS-51系列单片机所有长处。1288 位内部RAM，32 位双向输入输出线，两个十六位定期器/计时器，5个中断源，两级中断优先级，一种全双工异步串行口及时钟发生器等。AT89C51有间歇、掉电两种工作模式。间歇模式是由软件来设立，当外围器件依然处在工作状态时，CPU可依照工作状况适时地进入睡眠状态，内部RAM和所有特殊寄存器值将保持不变。这种状态可被任何一种中断所终结或通过硬件复位。掉电模式是VCC电压低于电源下限，当振荡器停止振动时，CPU 停止执行指令。该芯片内RAM和特殊功能寄存器值保持不变，始终到掉电模式被终结。只有VCC电压恢复到正常工作范畴并且在振荡器稳定振荡后，通过硬件复位、掉电模式可被终结。2.2.2 AT89C51系列引脚功能AT89C51有40引脚双列直插（DIP）形式。其与80C51引脚构造基本相似，其逻辑引脚图如图2-1。 图2-1 AT89C51逻辑引脚图各引脚功能论述如下：1电源和晶振VCC运营和程序校验时加+5VGND接地XTAL1输入到振荡器反向放大器XTAL2反向放大器输出，输入到内部时钟发生器（当使用外部振荡器时，XTAL1接地，XTAL2接受振荡器信号）RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存容许输出电平用于锁存地址地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率1/6。因而它可用作对外部输出脉冲或用于定期目。然而要注意是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一种ALE脉冲。如想禁止ALE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。此外，该引脚被略微拉高。2I/O（4个口，32根）P0口8位、漏极开路双向I/O口。当使用片外存储器（ROM、RAM）时，作地址和数据分时复用。在程序校验期间，输出指令字节（需加外部上拉电路）。P0口（作为总线时）能驱动8个LSTTL负载。P1口8位、准双向I/O口。在编程/校验期间，用于输入低位字节地址。P1口可驱动4个LSTTL负载。对于80C51，P1.0T2，是定期器计数端且位输入；P1.1T2EX，是定期器外部输入端。这时，读两个特殊输入引脚输出锁存器应由程序置1。P2口8位、准双向I/O口。当使用片外存储器（ROM及RAM）时，输出高8位地址。在编程/校验期间，接受高位字节地址。P2口可以驱动4个LSTTL负载。P3口8位、准双向I/O口，具备内部上拉电路。P3口提供各种代替功能。在提供这些功能时，其输出锁存器应由程序置1。P3口可以输入/输出4个LSTTL负载。3串行口P3.0RXD（串行输入口），输入。P3.1TXD（串行输出口），输出。4中断P3.2INT0外部中断0，输入。P3.3INT1外部中断1，输入。5定期器/计数器P3.4T0定期器/计数器0外部输入，输入。P3.5T1定期器/计数器1外部输入，输入。6数据存储器选通P3.6WR低电平有效，输出，片外存储器写选通。P3.7RD低电平有效，输出，片外存储器读选通。7控制线(共4根)输入：RST复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期高电平时间。EA/Vpp片外程序存储器访问容许信号，低电平有效。在编程时，其上施加21V编程电压。注意：在加密方式1时，EA将内部锁定为RESET；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）。输入、输出：ALE/PROG地址锁存容许信号，输出。ALE以1/6振荡频率稳定速率输出，可用作对外输出时钟或用于定期。在EPROM编程期间，作输入，输入编程脉冲（PROG）。ALE可以驱动8个LSTTL负载。当访问外部存储器时，地址锁存容许输出电平用于锁存地址低位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率1/6。因而它可用作对外部输出脉冲或用于定期目。注意：每当用作外部数据存储器时，将跳过一种ALE脉冲。如想禁止ALE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。此外，该引脚被略微拉高。如果微解决器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。输出：PSEN片外程序存储器选通信号，低电平有效。在从片外程序存储器取址期间，在每个机器周期中，当PSEN有效时，程序存储器内容被送上P0口（数据总线）。PSEN可以驱动8个LSTTL负载。2.2.3 AT89C51系列单片机功能单元1并行I/O接口：单片机芯片内有一项重要功能就是并行I/O口。51系列共有4个8位并行I/O口，分别记作P0、P1、P2、P3每个口都包括一种锁存器，一种输出驱动器和输入缓冲器。事实上，它们已被归入专用寄存器之列，并且具备字节寻址和位寻址功能。在访问片外扩展存储器时，低八位地址和数据由P0口分时传送，高八位地址由P2口传送。2定期器/计数器定期器/计数器（timer/counter）是单片机中重要部件，其工作方式灵活、编程简朴，使用它对减轻CPU承担和简化外围电路都大有好处。C51系列包具有两个16位可编程定期器/计数器分别称为定期器/计数器T0和定期器/计数器T1；在C51某些产品中，还包具有一种用做看门狗8位定期器。定期器/计数器核心是一种加1计数引脚上施加器，其基本功能是加1功能。在单片机定期器T0或T1中，有一种定期器发生由0到1跳变时，计数器增1，即为计数功能；在单片机内部对机器周期或其分频进行计数，从而得到定期，这就是定期功能。在单片机中，定期功能和计数功能设定和控制都是通过软件来进行。定期器/计数器内部构造及其原理：由定期器0、定期器1、定期器方式寄存器TMOD和定期器控制寄存器TCON构成。当定期器/计数器设立为定期工作方式时，计数器对内部机器周期计数，每过一种机器周期，计数器加1，直至计满溢出。定期器定期时间与系统振荡频率紧密有关，由于C51系列单片机一种机器周期由12个振荡脉冲构成，因此，计数频率fc=fosc/12。如果单片机系统采用12MHz晶振，则计数周期为: (2-1) 这是最短定期周期，恰当选取定期器初值可获取各种定期时间。当定期器/计数器设立为计数工作方式时，计数器对来自输入引脚T0（P3.4）和T1（P3.5）外部信号计数，外部脉冲下降沿将触发计数。在每个机器周期S5P2期间采样引脚输入电平，若前一种机器周期采样值为1，后一种机器周期采样值为0，则计数器加1。新计数值是在检测到输入引脚电平发生1到0负跳变后，于下一种机器周期S3P1期间装入计数器中，可见，检测一种由1到0负跳变需要两个机器周期，因此最高检测频率为振荡频率1/24。计数器对外部输入信号占空比没有特别限制，但必要保证输入信号高电平与低电平持续时间在一种机器周期以上。3振荡器 XTAL1和XTAL2分别为反向放大器输入和输出。该反向放大器可以配备为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。当输入至内部时钟信号时要通过一种二分频触发器，而对外部时钟信号脉宽无任何规定，但必要保证脉冲高低电平规定宽度。4芯片擦除 整个PEROM阵列和三个锁定位电擦除可通过对的控制信号组合，并保持ALE管脚处在低电平10ms 来完毕。在芯片擦除操作中，代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程此前，该操作必要被执行。AT89C51设有稳态逻辑，可以在低到零频率条件下静态逻辑，支持两种软件可选掉电模式。在闲置模式下，CPU停止工作。但RAM、定期器、计数器、串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存RAM内容并且冻结振荡器，禁止所用其她芯片功能，直到下一种硬件复位为止。5中断系统中断系统是单片机重要构成某些。实时控制、故障自动解决、单片机与外围设备间数据传送往往采用中断系统。中断系统大大提高了系统效率。C51系统关于中断寄存器有4个，分别为中断源寄存器TCON和SCON、中断容许控制寄存器IE和中断优先级控制寄存器IP；中断源有5个，分别为外部中断0祈求INT0、外部中断1祈求INT1、定期器0溢出中断祈求TF0、定期器1溢出中断祈求TF1和串行中断祈求R1或T1。5个中断源排列顺序由中断优先级控制寄存器IP和顺序查询逻辑电路共同决定，5个中断源分别相应5个固定中断入口地址。中断特点是分时操作，实时解决和故障解决。 简朴简介一下本次设计所需单片机芯片AT89C51中断系统中要用到中断类型。（1） 外部中断源AT89C51有INT0和INT1两条外部中断祈求输入线,用于输入两个外部中断源中断祈求信号,并容许外部中断源以低电平或负边沿两种中断触发方式来输入中断祈求信号。AT89C51究竟工作于哪种中断触发方式,可由顾客对定期器控制寄存器TCON中IT0和IT1位状态设定来选用。AT89C51在每个机器周期S5P2时对INT0、线上中断祈求信号进行一次检测,检测方式和中断触发方式选用关于。若AT89C51设定为电平触发方式(IT0=0或IT1=0),则CPU检测到INT0、INT1上低电平时就可认定其上中断祈求有效;若设定为边沿触发方式(IT0=1或IT1=1),则CPU需要两次检测INT0、INT1线上电平方能拟定其上中断祈求与否有效,即前一次检测为高电平和后一次检测为低电平时中断祈求才有效。（2） 定期器溢出中断源定期器溢出中断由AT89C51内部定期器分中断源产生,故它们属于内部中断。AT89C51内部有两个16位定期器/计数器,受内部定期脉冲(主脉冲经12分频后)或T0/T1引脚上输入外部定期脉冲计数。定期器T0/T1在定期脉冲作用下从全“1”变成全“0”时可以自动向CPU提出溢出中断祈求,以表白定期器T0或T1定期时间已到。 （3） 串行口中断源串行口中断由AT89C51内部串行口中断源产生,也是一种内部中断。串行口中断分为串行口发送中断和串行口接受中断两种。在串行口进行发送/接受数据时,每当串行口发送/接受完一组串行数据时串行口电路自动使串行口控制寄存器SCON中RI或TI中断标志位置位，并自动向CPU发出串行口中断祈求,CPU响应串行口中断后便及时转入串行口中断服务程序执行。因而,只要在串行口中断服务程序中安排一段对SCON中RI和TI中断标志位状态判断程序,便可区别串行口发生了接受中断祈求还是发送中断祈求。（4） 中断标志AT89C51在S5P2时检测(或接受)外部(内部)中断源发来中断祈求信号后先使相应中断标志位置位,然后便在下个机器周期检测这些中断标志位状态,以决定与否响应当中断。2.3 ADC0809模数转换器ADC0809是位A/D转换芯片，它是采用逐次逼近办法完毕A/D转换。ADC0809由单+5V电源供电；片内带有锁存功能8路模仿多路开关，可对8路05V输入模仿电压分时进行转换，完毕一次转换约需100S；片内具备多路开关地址译码器和锁存器、高阻抗斩波器、稳定比较器，256电阻T型网络和树状电子开关以及逐次逼近寄存器。ADC0809是引脚双列直插式封装，引脚及其功能（图2-2）：1D7D0：8位数字量输出引脚。2IN0IN7：8路模仿量输入引脚。3VCC：+5V工作电压。4GND：接地。5REF（+）：参照电压正端。6REF（-）：参照电压负端。7START：A/D转换启动信号输入端。8A、B、C：地址输入端。9ALE：地址锁存容许信号输入端。10EOC：转换结束信号输出引脚，开始转换时为低电平，当转换结束时为高电平。11OE： 输出容许控制端，用以打开三态数据输出锁存器。12CLK：时钟信号输入端，译码后可选通IN0IN7八个通道中一种进行转换。表2-1 A、B、C输入与被选通道通道关系被选中通道CBAIN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7000011110011001101010101图2-2 ADC0809管脚图2.4运算放大器LM324本次设计所用运算放大器是LM324，而LM324系列器件为价格便宜带有真差动输入四运算放大器。与单电源应用场合原则运算放大器相比，它们有某些明显长处。该四放大器可以工作在低到3伏或者高到32伏电源下，静态电流为MC1741静态电流五分之一。共模输入范畴涉及负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件必要性。它性能特点是短跑保护输出、真差动输入级、底偏置电流为最大100mA、每封装含四个运算放大器、具备内部补偿功能、共模范畴扩展到负电源、行业原则引脚排列、输入端具备静电保护功能。运算放大器LM324引脚图如图2-3：图2-3运算放大器LM324引脚图由于本次设计中采集电路所采集到信号值与咱们所预期成果有时会有很大差距，因而信号值要被真实地反映出来，须采用放大电路进一步解决。按比例将信号放大电路，称为比例运算放大电路，简称比例电路。对于比例电路，在实际应用中可分为如下几种，下面也做某些简朴简介。1反相比例放大器如图2-4所示，集成运放同相输入端通过电阻R接地，电阻与信号源串联，另一端接到运放反相输入端，运放输出端与反相输入端之间接有电阻，为保证集成运放输入级两边对称， （2-2）比例电路输出电压与输入电压之间函数关系为： （2-3） （2-4）图2-4 反向比例电路 注意：反相比例电路特点是深度电压并联负反馈电路。因而，集成运放反相输入端为“虚地”点，它共模输入电压可视为零，对运放共模抑制规定低；比例电路输入电阻小，可视为，因而对输入电流有一定规定；输出电阻视为零，在适应不同大小负载能力较强。2同相比例放大器如图2-5所示，为同相比例电路，为保证电路输入对称仍规定： （2-5）输出电压与输入电压函数关系为： （2-6） （2-7）图2-5 同相比例电路注意：同相比例电路特点是深度电压串联负反馈电路。电路输入电阻很大，可达100M以上；输出电阻很小可视为零，因而有较强带负载能力。由于，集成运放共模抑制比规定较高，这是缺陷。2.5移位寄存器74LS164移位寄存器74LS164引脚如图2-6所示：图2-6移位寄存器74LS164引脚图74LS164为串行输入、并行输出移位寄存器，其引脚功能如下：A、B 串行输入端；Q0Q7 并行输出端； 清除端，低电平有效；CLK 时钟脉冲输入端，上升沿有效。多片74LS164串联，能实现多位LED静态显示。每扩展一片164就可增长一位显示。MR接+5V，不清除。2.6数码显示管LED图2-7数码显示管LED引脚图LED显示屏是单片机应用系统中常用输出器件，而在单片机应用上也是被广泛运用。如果需要显示内容只有数码和某些字母，使用LED数码管是一种较好选取。LED数码管显示清晰、成本低廉、配备灵活，与单片机接口简朴易行。 LED数码管作为显示字段数码型显示屏件，它是由若干个发光二极管构成。当发光二极管导通时，相应一种点或一种笔画发亮，控制不同组合二极管导通，就能显示出各种字符，惯用LED数码管有7段和“米”字段之分。这种显示屏有共阳极和共阴极两种。共阴极LED显示屏发光二极管阴极连在一起，普通此共阴极接地。当某个发光二极管阳极为高电平时，发光二极管点亮，相应段被显示。同样，共阳极LED显示屏发光二极管阳极接在一起，普通此共阳极接正电压，当某个发光二极管阴极接低电平时，发光二极管被点亮，相应段被显示。本次设计所用LED数码管显示屏为共阳极。LED数码管使用与发光二极管相似，依照材料不同正向压降普通为1.52V，额定电流为10MA，最大电流为40MA。静态显示时取10MA为宜，动态扫描显示可加大脉冲电流，但普通不超过40MA。2.7数字温度计DS18S20在老式模仿信号远距离温度测量系统中，需要较好解决引线误差补偿问题、多点切换误差问题和放大电路零点漂移误差问题等技术。此外考虑到普通测量现场电磁环境非常恶劣，各种干扰信号较强，模仿信号很容易受到干扰而产生测量误差，影响测量精度。因而，在温度测量系统中，采用抗干扰能力较强新型数字温度传感器是解决这些问题最有效方案。在实际温度测量过程中被广泛应用，同步也获得了良好测量效果。DS18S20数字温度计重要特性：1DS18S20适应电压范畴更宽，其范畴为：3.0-5.5V，并且它可以直接由数据线获取电源(寄生电源)，无需外部工作电源。2DS18S20提供了9位摄氏温度测量，具备非易失性、上下触发门限顾客可编程报警功能。3DS18S20通过1-Wire总线与中央微解决器通信，仅需要单根数据线(或地线)。同步，在使用过程中，它不需要任何外围元件，所有传感元件和转换电路集成在形状如一只三极管集成电路内。4DS18S20具备-55C至+125C工作温度范畴，在-10C至+85C温度范畴内精度为0.5C。5每片DS18S20具