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嵌入式毕业论文温度测量系统系统概要引言温度是表征物体冷热程度的物理量。温度通过物体随温度变化的某些特性来间接测量。温度的测量和控制在激光器、光纤光栅的使用及其他的工农业生产和科学研究中应用广泛。温度检测的传统方法是使用诸如热电偶、热电阻、半导体PN结之类的模拟温度传感器。信号经取样、放大后通过模数转换,再交自单片机处理。被测温度信号从温敏元件到单片机,经过众多器件,易受干扰、不易控制且精度不高。因此,本设计介绍了一种温度传感器选用LM35单片机选用MC908GP3的温度测量系统。它能通过与单片机,完成温度采集和数据处理。该系统的...

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温度测量系统系统概要引言温度是表征物体冷热程度的物理量。温度通过物体随温度变化的某些特性来间接测量。温度的测量和控制在激光器、光纤光栅的使用及其他的工农业生产和科学研究中应用广泛。温度检测的传统方法是使用诸如热电偶、热电阻、半导体PN结之类的模拟温度传感器。信号经取样、放大后通过模数转换,再交自单片机处理。被测温度信号从温敏元件到单片机,经过众多器件,易受干扰、不易控制且精度不高。因此,本 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 介绍了一种温度传感器选用LM35单片机选用MC908GP3的温度测量系统。它能通过与单片机,完成温度采集和数据处理。该系统的温度测量范围为099C,可以精确到一位小数,可适用于工业场合及日常生活中⑹。系统结构分析本测温系统由温度传感器 电路 模拟电路李宁答案12数字电路仿真实验电路与电子学第1章单片机复位电路图组合逻辑电路课后答案 、信号放大电路、A/D转换电路、单片机系统、温度显示系统构成,如图1所示。其基本工作原理:温度传感器电路将测量到的温度信号转换成电压信号输出到信号放大电路,与温度值对应的电压信号经放大后输出至A/D转换电路,把电压信号转换成数字量送给单片机系统,单片机系统根据显示需要对数字量进行处理,再送温度显示系统进行显示。如图2所示。[2]图1测温系统的原理框图硬件电路设计硬件电路图盘S*H三■2AL£SiCLE122温度传感器电路温度传感器采用的是NS公司生产的LM35它具有很高的工作精度和较宽的线性工作范围,它的输出电压与摄氏温度线性成比例,且无需外部校准或微调,可以提供土1/4C的常用的室温精度。LM35的输出电压与摄氏温度的线形关系可用下面公式表示,0C时输出为0V,每升高1C,输出电压增加10mV其电源供应模式有单电源与正负双电源两种,其接法如图3与图4所示。正负双电源的供电模式可提供负温度的测量,单电源模式在25C下电流约为50mA非常省电。本系统采用的是单电源模式。VOUT.LWSCTJ=IDmV/1CXT12UUTPUrOrnV+innrtff*CS4限电輝摸只]AI二1r-11.2.3信号放大电路由于温度传感器LM35输出的电压范围为00.99V,虽然该电压范围在A/D转换器的输入允许电压范围内,但该电压信号较弱,如果不进行放大直接进行A/D转换则会导致转换成的数字量太小、精度低。系统中选用通用型放大器卩A741对LM35输出的电压信号进行幅度放大,还可对其进行阻抗匹配、波形变换、噪声抑制等处理。系统采取同相输入,电压放大倍数为5倍,电路图如图5所示⑸Oi8ka124A/D转换模块A/D转换模块(AnalogToDigitalConvertModule),即模数转换,是将电压信号转换为对应的数字信号。1.241进行A/D转换的基本问 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 :采样精度数字量变化一个最小量时模拟信号的变化量,即采样位数。采样速率完成一次A/D采样所要花费的时间。滤波对采样的数据进行筛选去掉误差较大的毛刺。物理量回归把A/D采样值与实际物理量对应起来。A/D转换模块的基本编程方法A/D转换初始化对ADCLKI入控制字节,决定时钟输入源是内部总线还是外部晶振,决定分频系数等。启动A/D转换对ADSCI写入控制字节,选取要转换的通道、决定转换结束数据获取的方式、设置是连续转换还是一次转换等。获A/D转换结果若是中断方式,在A/D中断程序中取得,若是查询方式,通过ADSCR勺第7位(COCO位)取得,当COCO=tf可从ADR中取数。A/D芯片TCL2543概述TLC2543的引脚说明AINOAINIATIM2AIN3ATbWA1M5-AIMSAIM7AirrsAIMS*——REF*REF—-—AIMIO■09s235lD7892v—65dE0SC2-*CGMXFC-*串行通信接□模块SCI串行外设接□模块SPIu.,1监控模块MON[系统集成模块龙量爭w'-数据总幾幵关模块示石T外中斷模块JRQ8位阿:?■■系筑操作正常监视模块COPVsSJLdAZrefL-转换模块配胃寄存爲模块1VCCur配置寄存器模块2戶TIV1&电滥上电复位複块内部总线-厶■M63HC08CPU面一MC9O9GP32结构框图<44Pin)°*r卜FTA7/KBD7PTA0/KBD0PTC6PTC0!*-(PTD7/T2CH1PTD6/T2CH0-TD河1CH1PTD4/T1CHOH>PTD3/SPSCKIPTDWISOWTDlJMOSIkPTDO/ss监视棋式入□模块图8MC908GP32结构图GP32内部有以下主要部分:存储器定时接口模块定时基模块看门狗模块断点模块串行通信接口SCI串行外设接口SPI并行I/O接口A/D转换模块键盘中断模块系统设置模块低电压禁止模块CPU08时钟发生模块及锁相环电路复位与中断模块监控模块MON1.2.5.4GP32最小系统硬件结构,但仅有一个MCI是无法工作的,它必须与以MC908GP3单片机为原型的HC08系列MCU的其他相应的外围电路一起,才能构成一个最小系统。MC908GP3芯片(以40脚封装为例)最小系统的外围支撑电路包括电源与滤波电路、晶振电路和复位电路。MC908GP3最小系统电路图MC908GP32(4».引脚PDIP封装及42■引脚SDIPif装)VDUA畑CGMXFC0SC20SC1RSTRST456VssVop1920O.lp+5VXPLLi£-l山4叽图9MC908GP32最小系统电路图MC908GP32C核心板实物图MON08接口电源开关晶振开关Core4Corel/Core2/GP32最小系统图10MC908GP32CB核心板实物图Core3温度显示系统该温度显示系统较为简单,由可编程并行输入输出芯片8255A的A,B,C端□外接3个8段LED显示器来实现。MC908GP3的P2.6为8255提供片选信号,74LS373的Q7,Q6接8255的A1,A0,可得到8255的A,B,C及控制□的地址为BF3FHBF7FHBFBFHBFFFHMC908GP3处理好的温度数据输出至8255,并由MC908GP3对8255编程控制其A,B,C端□输出高电平或低电平,以便从8段LED显示器显示实际温度。8段LED显示器选用共阳极,8255的A,B,C端□与8段LED显示器之间接限流电阻,图2中只画出了PA口,PB,PC□的接法类似⑷。异步串行通信的格式SCI通常采用NRZ数据格式,即:standardnon-return-zeromark/spacedataformat,译为:“标准不归零传号/空号数据格式”。“不归零”的最初含义是:用正、负电平表示二进制值,不使用零电平。“mark/space”即“传号/空号”分别是表示两种状态的物理名称,逻辑名称记为“1/0”。RS-232C总线标准⑴MCI引脚一般输入/输出使用TTL电平,而TTL电平的“1”和“0”的特征电压分别为2.4V和0.4V,适用于板内数据传输。为了使信号传输得更远,美国电子工业协会EIA(ElectronicIndustryAssociation)制订了串行物理接口标准RS-232CRS-232C采用负逻辑,-3V-15V为逻辑“T,+3V+15V为逻辑“0”。RS-232C最大的传输距离是30m通信速率一般低于20Kbps。(2)RS-232接口,简称“串口”,它主要用于连接具有同样接口的室内设备。目前几乎所有计算机上的串行口都是9芯接口。下图给出了9芯串行接口的排列位置,相应引脚含义见下表⑶■!-fiir!J@©@©k!图119芯串行接口排列图表19芯串行接口引脚含义表引脚号功能引脚号功能1接收线信号检测(载波检测DCD)6数据通信设备准备就绪(DSR)2接收数据线(RXD)7请求发送(RTS)3发送数据线(TXD)8清除发送4数据终端准备就绪(DTR)9振铃指示5信号地(SG)127.2SCI的外围硬件电路具有SCI接□的MCU—般具有发送引脚(TxD)与接收引脚(RxD),不同公司或不同系列的MCU使用的引脚缩写名可能不一致,但含义相同。SCI的外围硬件电路,主要目的是将MCU勺发送引脚TxD与接收引脚RxD的TTL电平,通过RS-232电平转换芯片转换为RS-232电平。下图给出一个基本SCI电平转换电路232电平TTL电节+5VOUTINOUTIN161514131211109)MAX232CPE1234567r~|+5VTTL电平)4T转为232电平图12基本SCI电平转换电路系统软件设计系统的软件部分用c语言编程,采用模块化结构,主要由A/D转换模块、单片机内部数据处理模块、温度显示模块等3部分构成,便于修改和维护。A/D转换模块根据测量系统要求不同以及单片机的忙闲程度,通常可采用3种软件编程方式:程序查询方式,延时方式和中断方式。本系统采用延时方式。延时程序实际上是无条件传送I/O方式,当向A/D转换器发出启动命令后,即进行软件延时,延时时间稍大于进行一次A/D转换所需要的时间,之后打开a/D转换器的输出缓冲器读数即为转换好的数字量。A/D转换时间为64个时钟周期,因为系统中ADC080啲工作时钟为500kHz,故A/D转换时间为128卩S,延时时间可大致选择160卩S。程序段如下⑴:〃[ADC.h]A/D转换头文件#include"Type.h"//#defineCOCOBit7voidADCinit(void);//A/DINT8UADCvalue(INT8Uchannel);//1INT8UADCmid(INT8Uchannel);//1INT8UADCave(INT8Uchannel,INT8Un);//[ADC.c]A/D//硬件连接://PTB0/AD0接模拟量输入端类型别名定义转换初始化路A/D转换函数路A/D转换函数(中值滤波)转换//#include"ADC.h"//ADCinit:A/D转换初始化〃功能:设置A/D转换时钟频率为1MHz//voidADCinit(void){ADCLK=0b00110000;//||||||||//||||//|||}//ADCave:1路A/D不用选择内部总线时钟分频系数为2转换函数均值滤〃功能:通道channel进行n次中值滤波,求和再作均值,得出均值滤波结果//INT8UADCave(INT8Uchannel,INT8Un){INT8Ui;INT16Uj;j=0;for(i=0;ij){tmp=i;■■i=j;j=tmp;}if(k>i){if(k>j){}else{tmp=k;}}else{tmp=i;}returntmp;}//ADCvalue:1路A/D转换函数〃功能:获取通道channel的A/D转换结果//INT8UADCvalue(INT8Uchannel){INT8Utmp;//1.选取通道号ADch4-ADchO=00000-00111:AD0引脚~AD7引脚channel&=0b00011111;//取通道号变量的低五位(实际通道号)tmp=ADSCR&OblllOOOOO;//取ADSCR的高三位(取上电复位默认值000)ADSCR=tmp|channel;//合并上述8位//2.取A/D转换结果while((ADSCR&(1<=0xfbbb){i=0xff;*p=0x01;}returni;}//SCIreN:HC08串行接收〃功能:接收N个字节数据,并存放在ch数组中//INT8USCIreN(INT8Un,INT8Uch[])intm;INT8Ufp;m=0;while(m
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