PAGEPAGE3基于TLC549的溫度采集系統(tǒng)摘要關(guān)鍵詞：溫度采集、AD轉(zhuǎn)換、AT89C51、四段七位數(shù)碼管靜態(tài)顯示本次課程設(shè)計主要是用AD590、AT89C51、TLC549和四段七位靜態(tài)數(shù)碼管設(shè)計一個簡易溫度采集系統(tǒng)。用AD590采集溫度信號，輸出一個模擬電壓信號，輸入到TLC549模擬信號輸入端，用單片機(jī)控制TLC549轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成的數(shù)字信號利用單片機(jī)存入累加器A中，在累加器A中對該數(shù)字信號進(jìn)行操作，轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制后，經(jīng)過74LS164將段碼送到四位七位數(shù)碼管中，并顯示該十進(jìn)制數(shù)（帶小數(shù)點），即溫度值。該系統(tǒng)的主要功能是采集一個溫度信號，經(jīng)過一系列轉(zhuǎn)換后，將該溫度顯示出來，采集的溫度范圍為0到67度，誤差在5%左右，顯示的最大值為63.75度。在編寫程序之前，首先要了解實驗臺上各各模塊的電路圖及原理，然后再學(xué)會用程序控制它。用KeilC軟件裝載、下載、編譯程序，并與偉福仿真器聯(lián)用調(diào)試，逐步改正錯誤，最后實現(xiàn)實驗要求。然后再改進(jìn)程序，添加注釋，使程序條理清晰，明白易懂。最后的最后，答辯，寫報告。目錄TOC\o"1-2"\h\z\u第一章系統(tǒng)方案 41.1設(shè)計內(nèi)容 41.2設(shè)計要求 41.3設(shè)備及工作環(huán)境 4第二章理論分析與計算 52.1設(shè)計思路 52.2硬件結(jié)構(gòu)及原理電路圖 52.3重要硬件元件功效闡明 7第三章程序設(shè)計 83.1分析論證 83.2程序流程圖 93.3程序清單： 10第四章結(jié)果分析 16第五章總結(jié) 16參考文獻(xiàn) 17第一章系統(tǒng)方案1.1設(shè)計內(nèi)容利用溫度傳感器AD590采集溫度信號，并調(diào)理放大采集到的電壓信號，用TLC549進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)溫度采集，并將采集溫度顯示出來。1.2設(shè)計要求（1）在綜合單片機(jī)實驗臺的硬件結(jié)構(gòu)上編寫軟件完成設(shè)計。（2）程序的首地址應(yīng)使目標(biāo)機(jī)可以直接運行，即從0000H開端。（3）四位顯示器數(shù)碼管從右到左分辨顯示，顯示xx.xx（最高溫度為63.75度）。（4）上機(jī)調(diào)試程序。（5）答辯。（6）寫課程設(shè)計報告。1.3設(shè)備及工作環(huán)境(1)硬件：計算機(jī)一臺、單片機(jī)綜合實驗臺、偉福仿真器一臺，數(shù)據(jù)線若干。(2)軟件：Windows操縱系統(tǒng)、KeilC51軟件。第二章理論分析與計算2.1設(shè)計思路溫度采集系統(tǒng)由溫度采集模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊和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，TLC549接收到模擬信號后，進(jìn)行ＡＤ轉(zhuǎn)換把模擬信號轉(zhuǎn)換位數(shù)字信號，并串行輸出（一個時鐘下降沿輸出一次），單片機(jī)接到數(shù)據(jù)后存入累加器Ａ，經(jīng)過一定的轉(zhuǎn)化，經(jīng)過74LS164輸入到四段七位數(shù)碼管中，并靜態(tài)顯示出來。2.2硬件結(jié)構(gòu)及原理電路圖TLC549：圖1TLC549簡易引腳圖圖2TLC549串行模數(shù)轉(zhuǎn)換電路溫度采集及測量模塊（實驗臺）T-DETECT接到TLC549模擬信號輸入端，T-CON接高電平時開始加熱。圖3溫度采集及測量模塊電路圖靜態(tài)數(shù)碼管顯示模塊（實驗臺）圖4靜態(tài)數(shù)碼管顯示電路2.3重要硬件元件功效闡明TLC549：TLC549是一種采用8位逐次逼近式工作的A/D轉(zhuǎn)換器。內(nèi)部包含系統(tǒng)時鐘、采樣和保持、8位A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)寄存器以及控制邏輯電路。TLC549每25uS重復(fù)一次“輸入——轉(zhuǎn)換——輸出”。器件有兩個控制輸入：I/OCLOCK和片選（CS）。內(nèi)部系統(tǒng)時鐘和I/OCLOCK可獨立使用。應(yīng)用電路的設(shè)計只需利用I/O時鐘啟動轉(zhuǎn)換或讀出轉(zhuǎn)換結(jié)果。當(dāng)CS為高電平時，DATAOUT處于高阻態(tài)且I/O時鐘被禁止。當(dāng)CS變?yōu)榈碗娖綍r，前次轉(zhuǎn)換結(jié)果的最高有效位（MSB）開始出現(xiàn)在DATAOUT端。在接下來的7個I/OCLOCK周期的下降沿輸出前次轉(zhuǎn)換結(jié)果的后7位，至此8位數(shù)據(jù)已經(jīng)輸出。然后再將第8個時鐘周期加至I/OCLOCK，此時鐘周期的下跳沿變使芯片進(jìn)行下一輪的AD轉(zhuǎn)換。在第8個I/OCLOCK周期之后，CS必須變?yōu)楦唠娖?，并且保持高電平直至轉(zhuǎn)換結(jié)束為止（>17uS），否則CS的有效高電平至低電平的轉(zhuǎn)換將引起復(fù)位。本課程設(shè)計用到的TLC549是8位的，其參考電壓為5V，即數(shù)字信號的最大值為255。計算方法為輸入的模擬電壓信號除以參考電壓5，然后再乘以256，得到輸出數(shù)字信號的值。AT89C51的重要功效：AT89C51是8位CPU，具有片內(nèi)振蕩器和時鐘電路，2個16位的定時器/計數(shù)器，5個中斷源，兩個中斷優(yōu)先級，32個I/O口，其中P1、P2、P3口有上拉電阻。靜態(tài)數(shù)碼管：靜態(tài)數(shù)碼管顯示電路由四只74LS164、四只共陰極LED數(shù)碼管組成。輸入只有兩個信號，它們是串行數(shù)據(jù)線DIN和移位信號CLK。四只74LS164首尾相連，每只74LS164的并行輸出作為LED數(shù)碼管的段碼。第三章程序設(shè)計3.1分析論證此溫度采集系統(tǒng)采用了AD590采集溫度信號，TLC549轉(zhuǎn)換溫度模擬信號，AT89C51（偉福仿真器仿真）控制TLC549轉(zhuǎn)換和靜態(tài)數(shù)碼管顯示。AD590采集溫度信號模塊：此模塊不需要太多控制，只需將T-DETECT接到TLC549的AIN端口，然后用T-CON控制電路加熱與否。TLC549轉(zhuǎn)換溫度模擬信號模塊：選取單片機(jī)的三個I/O口分別控制DATA、CLK和CS端口，其中CLK為時鐘、CS為片選、DATA為數(shù)據(jù)輸出。顯示模塊：靜態(tài)數(shù)碼管顯示電路由四只74LS164、四只共陰極LED數(shù)碼管組成。輸入只有兩個信號，它們是串行數(shù)據(jù)線DIN和移位信號CLK。四只74LS164首尾相連，每只74LS164的并行輸出作為LED數(shù)碼管的段碼。因此，選取單片機(jī)的兩個I/O口分別控制串行數(shù)據(jù)線DIN和移位信號CLK，使四位數(shù)碼管靜態(tài)顯示。3.2程序流程圖開始TLC549接到模擬電壓信號啟動AD轉(zhuǎn)換，將數(shù)據(jù)存入累加器A中：調(diào)用read函數(shù)，調(diào)用convey函數(shù)Read：讀取轉(zhuǎn)換成的數(shù)字信號一個下降沿讀入一次循環(huán)八次將數(shù)據(jù)寫入A返回Convey：（設(shè)計精度為0.25，最高溫度為63.75度,沒有負(fù)值），除以4，余數(shù)給B返回將A中的二進(jìn)制數(shù)，轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制(帶小數(shù)點),并在四段七位數(shù)碼管中顯示出來。判斷B的值等于0？調(diào)用loop，顯示值xx.00返回主程序，繼續(xù)AD轉(zhuǎn)換并讀入數(shù)據(jù)；否則，順序執(zhí)行等于1？調(diào)用lop1，顯示值xx.25返回主程序，繼續(xù)AD轉(zhuǎn)換并讀入數(shù)據(jù)；否則，順序執(zhí)行等于2？調(diào)用lop2，顯示值xx.25，返回主程序，繼續(xù)AD轉(zhuǎn)換并讀入數(shù)據(jù)；否則，順序執(zhí)行等于3？調(diào)用lop3，顯示值xx.75；返回主程序，繼續(xù)AD轉(zhuǎn)換并讀入數(shù)據(jù)3.3程序清單：clkbitp3.4dobitp3.5csbitp3.2;主函數(shù)org0000hjmpmainorg0030hmain:;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;使Tlc549開始AD轉(zhuǎn)換，;將數(shù)存入A中;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;ad:setbdosetbcsclrclkclrcs;啟動轉(zhuǎn)換lcallread;調(diào)用讀入數(shù)據(jù)setbcs;停止轉(zhuǎn)換clrc;清零Cy,備用lcallconvey;;;;;;;;;;;;;;;;;;判斷余數(shù)b的值;;;;;;;;;;;;;;;;;cjner0,#0,aaalcallloopjmpadaaa:cjner0,#1,bbblcalllop1jmpadbbb:cjner0,#2,ccclcalllop2jmpadccc:lcalllop3jmpad;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;將A中的二進(jìn)制數(shù)，轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制;(帶小數(shù)點),并在四段七位數(shù)碼管;中顯示出來。;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;以下為調(diào)用的各各函數(shù);;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;從TLC549中讀取轉(zhuǎn)換成的數(shù)字信號;一個下降沿讀入一次;循環(huán)八次將數(shù)據(jù)寫入A;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;read:movc,dorlcamovr6,#07hre:setbclknopnopclrclknopnopmovc,dorlcAdjnzr6,resetbclknopnopclrclknopnopret;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;設(shè)計精度為0.25，;最高溫度為63.75度,沒有負(fù)值;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;convey:movr7,#8movb,#4divabmovr0,bret;返回判斷余數(shù)b的值;;;;;;;;;;;;;;顯示值xx.00;;;;;;;;;;;;;loop:lcalldiv1mova,#0lcalldispmova,#0lcalldispmova,41h;個位數(shù)lcalllop4mova,40h;十位數(shù)lcalldisplcalldlyret;;;;;;;;;;;;;;顯示值xx.25;;;;;;;;;;;;;lop1:lcalldiv1mova,#5lcalldispmova,#2lcalldispmova,41h;個位數(shù)lcalllop4mova,40hlcalldisp;十位數(shù)lcalldlyret;;;;;;;;;;;;;;顯示值xx.50;;;;;;;;;;;;;lop2:lcalldiv1mova,#0lcalldispmova,#5lcalldispmova,41h;個位數(shù)lcalllop4mova,40hlcalldisp;十位數(shù)lcalldlyret;;;;;;;;;;;;;;顯示值xx.75;;;;;;;;;;;;;lop3:lcalldiv1mova,#5lcalldispmova,#7lcalldispmova,41h;個位數(shù)lcalllop4mova,40hlcalldisp;十位數(shù)lcalldlyret;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;把二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;div1:movb,#10divabmov40h,a;十位數(shù)mov41h,b;個位數(shù)ret;;;;;;;;;;;;;;延時0.2秒;;;;;;;;;;;;;dly:movr4,#20dlya:movr5,#20dlyb:movr6,#248djnzr6,$djnzr5,dlybdjnzr4,dlyaret;;;;;;;;;;;;;;;;;帶小數(shù)點顯示;;;;;;;;;;;;;;;;lop4:movr3,#10lop5:incadjnzr3,lop5lcalldispret;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;數(shù)碼管顯示;循環(huán)8次把數(shù)據(jù)送出;;;;;;;;;;;;;;;;;;;disp:lcalllooklop8:jbacc.7,lop6clrp2.0jmplop7lop6:setbp2.0lop7:clrp2.1setbp2.1rladjnzr7,lop8movr7,#8ret;;;;;;;;;;;;;查表;;;;;;;;;;;;look:movdptr,#tabmovca,@a+dptrret;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;以下為表格，做查表用;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;tab:db3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh;數(shù)0到9db0bfh,86h,0dbh,0cfh,0e6h,0edh,0fdh,87h,0ffh,0efh;數(shù)0到9帶小數(shù)點end第四章結(jié)果分析該系統(tǒng)的主要功能是用AD590采集一個溫度信號，輸出一個模擬電壓信號，經(jīng)過一系列轉(zhuǎn)換后，將該溫度顯示出來，采集的溫度范圍為0到67度，顯示的最大值為63.75度，精度為0.25度每LSB，誤差在5%左右；很遺憾，不能實現(xiàn)超量程報警。第五章總結(jié)本次課程設(shè)計是用AD590、AT89C51、TLC549和四段七位靜態(tài)數(shù)碼管設(shè)計一個簡易溫度采集系統(tǒng)，經(jīng)過兩個星期的努力，成果滿足設(shè)計要求，驗證無誤。設(shè)計中要用到了多種芯片，程序也比較長比較麻煩，過程中遇到不少麻煩，尤其是關(guān)于TLC549轉(zhuǎn)換模塊的設(shè)計實現(xiàn)。關(guān)于顯示模塊，在以前的實驗中做過，所以題目很輕易解決。將編寫好的源程序輸入電腦，編譯后出現(xiàn)很多錯誤，這些錯誤有很多是在平時的實驗過程中碰到過的，例如：輸入的分號格式不正確，零和字母O弄混雜了，LOP5呈現(xiàn)了幾次，CJNE寫成了CJNZ等等，幸好這些錯誤在平時的實驗中碰到了，所以改錯誤很輕易；但同時，錯誤也在不斷地改變，證實錯誤我還沒有真正地改正，這點我以后必須留意。爭取錯誤換了兩次就不能在換了。除了常見的錯誤外，還有幾條錯誤時我從來沒有碰到過的，如：JMP跳轉(zhuǎn)指令跳不回指定的地位，是由于跳轉(zhuǎn)的長度大于JMP跳轉(zhuǎn)的長度，最后只好用LJMP。經(jīng)過多次的修正和向別人請教，錯誤都排除了，編譯也通過了，但功效卻沒有達(dá)到設(shè)計的請求，很苦惱。最后，經(jīng)過幾天在機(jī)房的努力，終于實現(xiàn)了溫度采集系統(tǒng)的全部要求。在前期的程序編寫和幾天的上機(jī)調(diào)試，使我又獲得了很多新的知識，由于前期編寫程序時查了很多材料學(xué)到了很多知識，這幾天的調(diào)試更時獲得很新的知識，由于程序中又很多的錯誤，為了修正錯誤必須看書或向別人請教，這個過程中無意識的獲得了很多知識。這同時也使我對單片機(jī)更感興趣了