单片机多路温度采集控制系统设计报告

设计人员：陈祖坤

摘要：以单片机为控制器设计1-8路温度采集控制系统，设计出温度检测电路、A/D转换电路、键盘显示电路、加热电路等，可自行选择器件设计电路，测量温度范围为：15～150℃，温度误差不大于0.5％，温度用4位数码管显示，温度检测元件可选用AD590、热敏电阻等。

1方案论证与比较

1.1 传感器的选择与比较

方案一 采用18B20，数字传感器，单片机能直接读取数据。

方案二 使用AD590，能够采集回来模拟信号，然后进行处理与分析。 由于本实验要求用AD处理所以18B20不可以。

1.2 AD的选择与比较

方案一 采用ADC0832 是美国国家半导体公司生产的一种8 位分辨率、双通

道A/D转换芯片。其体积小，兼容性强

方案二 采用ADC0809是采样分辨率为8位的、以逐次逼近原理进行模—数转换的器件。其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。

因为ADC0809既经济又实惠，而且满足要求，而且平时应用较多，所以我选择ADC0809。

1.3扩口与否的最优选择

方案一 不采用扩口，直接把ADC0809接到单片机接口上。

方案二 采用8155进行并口扩口，因为考虑到还得控制键盘及数码管，管脚不够，而且会增加程序的复杂度 终上所述，所以选择方案二

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2 硬件系统设计 2.1 总体设计

用AD590进行数据采集，采集后经过三级放大，将放大的信号输入ADC0809，转换后经8155传送给单片机,单片机将传回来的数据经处理后发给数码管，实时监测键盘的输入，单片机将检测回来的数据与目前温度进行比对，然后控制加热体进行加热，然后闭环控制

温度采集模块 ADC08098单1加热片 模机块

键 盘 模 块5数码显示模块5图2.1 总体设计电路图

2.2单元电路设计

2.2.1传感器单元电路的设计

图2.2 传感器单元电路

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AD590采集回来的电流模拟信号，由于ADC0809只能识别电压信号，所以需要经过IV变换转化成电压信号，经过一级放大转换成电压信号，然后二级经过10级放大，再经过三级一比一放大后传给ADC0809。

ADC0809功能简介

IN0～IN7：8路模拟量输入端。

2-1～2-8：8位数字量输出端。

ADDA、ADDB、ADDC：3位地址输入线，用于选通8路模拟输入中的一路 ALE：地址锁存允许信号，输入，高电平有效。

START： A／D转换启动脉冲输入端，输入一个正脉冲（至少100ns宽）使其启动

（脉冲上升沿使0809复位，下降沿启动A/D转换）。

EOC： A／D转换结束信号，输出，当A／D转换结束时，此端输出一个高电平（转换期间一直为低电平）。

OE：数据输出允许信号，输入，高电平有效。当A／D转换结束时，此端输入一个

高电平，才能打开输出三态门，输出数字量。

CLK：时钟脉冲输入端。要求时钟频率不高于0KHZ。

2.2.2转化单元电路的设计

图2.3 ADC0809单元电路

2.2.3扩口单元电路的设计

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图2.4 8155单元电路图

8155各引脚功能说明如下：

AD0～AD7：三态的地址/数据总线。与单片机的低8位地址/数据总线（P0口）相连。单片机与8155之间的地址、数据、命令与状态信息都是通过这个总线口传送的。

IO/M ：8155的RAM存储器或I/O口选择线。当IO/M ＝0时，则选择8155的片内RAM，AD0～AD7上地址为8155中RAM单元的地址（00H～FFH）；当IO/M ＝1时，选择 8155的I/O口，AD0～AD7上的地址为8155 I/O口的地址。

ALE：地址锁存信号。8155内部设有地址锁存器，在ALE的下降沿将单片机P0口输出的低8位地址信息及 ，IO/ 的状态都锁存到8155内部锁存器。因此，P0口输出的低8位地址信号不需外接锁存器。

PA0～PA7：8位通用I/O口，其输入、输出的流向可由程序控制。 PB0～PB7：8位通用I/O口，功能同A口。

PC0～PC5：有两个作用，既可作为通用的I/O口，也可作为PA口和PB口的控制信号线，这些可通过程序控制。

所以得出8155控制器地址为0DFF8，PA口地址为0DFF9，PB口地址是0DFFA,PC口地址为0DFFB

2.2.4显示单元电路设计

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图2.5数码管显示单元电路图

采用数码管显示电路，进行动态扫描，这样的设计能降低能耗并且能节省IO口，由8155控制数码管的显示。

2.2.5键盘单元电路设计

图2.6键盘单元电路图

本设计采用键盘的是矩阵键盘扫面方式，改方式不仅节省IO口，而且准确度高

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3软件系统设计

3.1 总体设计

系统在上电后，各模块进行初始化，系统检测当前温度值，采集回来后与在键盘处采集回来的预设温度值进行比对，若温度值小于预设值，则启动加热程序，进行实时监测，并对当前温度值显示在数码管上若温度值大于当前温度值，则关

闭加热子程序，直到温度回归预设值，一次进行闭环控制

开始初始化键盘输入模块输入AD处理模块显示模块比键盘输入及预设值大加热子程序

图3.1 软件总体设计流程图

3.1.1AD转换子程序

mov DPTR,#78FFH loop: mov 20h,#00h

movx @DPTR,A mov R6,#14H DELAY:NOP NOP NOP

DJNZ R6,DELAY movx A,@DPTR mov 20h,A

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3.1.2 显示单元子程序

DIR:mov DPTR,#0DFF8H mov A,#03H movx @DPTR,A mov R0,#79H mov R3,#01H mov A,R3

LD0:mov DPTR,#0DFF9H mov @DPTR,A INC DPTR mov A,@R0 ADD A,#data movc A,@A+PC

DIR1:movx @DPTR,A ACALL DL1ms INC R0 mov A,R3

JB Acc.3,LD1 RL A mov R3,A AJMP LD0 LD1:RET

DSEG:DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH DB 7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CH DB 39H,5EH,79H,71H,73H,3EH DB 31H,6EH,1CH,23H,40H,03H DB 18H,00H

DL1ms:mov R7,#02H DL:mov R6,#0FFH DL6:DJNZ R6,DL6 DJNZ R7,DL

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3.1.3 键盘扫描子程序

MAIN:MOV P0,#0FFH MOV A,P0 SUBB A,#FE

ACALL DELAY JZ RUN

SUBB A,#FD

ACALL DELAY JZ STOP SJMP MAIN

RUN: MOV P2,#0FEH SJMP MAIN

STOP: MOV P2,#0FEH SJMP MAIN

DELAY: MOV R7,#08H DELAY1:MOV R6,#0FFH DELAY2:DJNZ R6,DELAY2 DJNZ R7,DELAY1 RET

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附录一 总体电路图

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