电子工程设计报告题目：温度测量系统/闭环温度控制系统设计专业：电子科学与技术小组：7姓名：学号：袁彬11023221赖力11023222指导教师：高新完成日期：2013.12.12目录一、摘要 (3)二、设计任务与要求 (3)（二）、设计要求 (4)（三）单片机 (5)（一）、电路工作原理及主要元件的功能5（二）、电路的调试9四数/模（D/A）转换电路 (10)（一）、电路工作原理及主要元件功能10（二）、电路主要参数计算12（三）、电路调试 (12)五、模/数（A/D）转换电路 (13)（一）、ADC0804 芯片介绍13（二）、电路主要参数计算14（三）、电路调试15六、电路显示与键盘控制电路 (16)（一）、电路工作原理 (16)（二）.电路调试 (19)七、温度测量 (22)八、心得体会 (25)九、附录 (26)一、摘要在上学期我们完成了温度控制系统的第一阶段，在这一阶段，我们完成了焊接包括电源板、驱动器和变送器在内的一些工作。

也为我们这次的第二阶段做好了准备。

通过上学期的准备，我们对焊接电路已经基本上熟练掌握了，对一些电路的原理和设计也都达到了必要的要求，正是基于此我们目前已经完成了第二阶段的所有内容。

下面就主要介绍一下我们第二阶段的工作。

、设计任务与要求设计小型温度测量与控制系统---典型电子系统L度测控系统的基本组成控制执行单元1. 电路设计⑴核心单元一单片机应用电路⑵ 模拟量接口一A/D、D/A电路⑶人机交互单元一显示、键盘控制电路2. 程序设计⑴ 控制模/数转换进行温度数据采集⑵控制数/模转换改变控温元件工作状态，进行温度控制⑶控制键盘与显示器，进行控制温度设定和测量温度显示。

⑷将温度数据转换为显示温度数值的算法程序。

(5) 控制温度精确、平稳变化的的算法程序。

3. 系统联调⑴电路系统联调，配合测试程序实现基本的测温、控温功能。

⑵程序联调，通过电路系统实现精确、平稳的温度控制4. 本学期关注的重点⑴设计并实现了一个能够精确、稳定控制温度的系统。

⑵知道了一个典型的电子系统应该具备哪些主要功能⑶知道了一个典型电子系统的设计实现过程和工作方法。

⑷ 知道如何设计测试方法、创造测试条件，对设计完成的电路模块或电路系统进行测试，使电路或系统的功能、指标充分展现。

⑸ 设计组装的电路系统出现故障，能够根据电路或系统的工作原理、自己掌握的专业知识以及积累的经验，快速确定故障范围和故障原因。

⑹ 掌握电路的设计方法，通过设计、计算实现电路设计要求。

(二八设计要求1. 温度测量范围：0°C ~ +100° C2. 温度测量误差：不大于±2°C3. 单片机：具有独立电路板结构。

片选信号：4个，地址信号：4个，数据总线：AD0~AD7，I/O 口线：P3 口，P1 口。

4. 数/模(D/A)转换电路：具有独立电路板结构输入范围：00H ~ 0FFH,对应输出：-10V~+10V，误差：1%，响应时间：＜ 1ms，电源供电：+5V，± 12V。

5 .模/数(A/D)转换电路：独立电路板结构输入信号范围：0V~+5V分辨率：8bit精度：1LSB 转换时间：＜ 1ms6.显示与键盘控制电路：4位7段数码显示，前3位含小数点独立电路板安装结构0 ~ 9数字输入键及若干功能设置按键控制（三）单片机（一）、电路工作原理及主要元件的功能1，芯片的介绍和参数MCS-51系列单片机性能优异，因此单片机芯片采用 MCS-51系列中的89C51。

在单片机的40条引脚中有2条专用于主电源的引脚，2条外接晶体的引脚，4 条控制或与其它电源复用的引脚，32条输入/输出（I/O ）引脚下面按其引脚功能分为四部分叙述这 40条引脚的功能。

1） 主电源引脚VCC 和VSSVCC ――（ 40 脚）接+5V 电压; VSS（ 20 脚）接地。

2） 外接晶体引脚XTAL1和XTAL2XTAL1（ 19脚）接外部晶体的一个引脚。

在单片机内部，它是一个反相放大 器的输入端，这个放大器构成了片内振荡器。

当采用外部振荡器时，对 HMO 单片 机，此引脚应接地；对 CMO 单片机，此引脚作为驱动端。

XTAL2 （18脚）接外晶体的另一端。

在单片机内部，接至上述振荡器的反相 放大器的输出端。

采用外部振荡器时，对 HMO 单片机，该引脚接外部振荡器的信 号，即把外部振荡器的信号直接接到内部时钟发生器的输入端；对 XHMO,S 此引脚应悬浮。

3） 控制或与其它电源复用引脚 RST/VPD ALE/PROG PSEh 和EA/VPP RST/VPD （9脚）当振荡器运行时，在此脚上出现两个机器周期的高电平将使单片 机复位。

正脉冲信号，此频率为振荡器频率的 1/6。

因此，它可用作对外输出的时钟，或用于定时目的。

PSEN （29脚）：此脚的输出是外部程序存储器的读选通信号。

在从外部程序存储 器取指令（或常数）期间，每个机器周期两次 PSEN 有效。

但在此期间，每当访问 外部数据存储器时，这两次有效的 PSEN 言号将不出现。

EA/VPP （31脚）：当EA 端保持高电平时，访问内部程序存储器，但在 PC （程序ALE/PROG30脚）：当访问外部存贮器时, 地址的低位字节。

即使不访问外部存储器， ALE （允许地址锁存）的输出用于锁存 ALE 端仍以不变的频率周期性地出现计数器）值超过 OFFFH （对851/8751/80C51 ）或 仆FFH （对8052）时，将自动转 向执行外部程序存储器内的程序。

当EA 保持低电平时，则只访问外部程序存储器，不管是否有内部程序存储器。

输入/输出（I/O ）引脚P0、P1、P2、P3（共32 根）： P0 口（ 39脚至32脚）：是双向8位三态I/O 口，在外接存储器时，与地址总线 的低8位及数据总线复用，能以吸收电流的方式驱动 8个LS 型的TTL 负载。

P1 口（ 1脚至8脚）：是准双向8位I/O 口。

由于这种接口输出没有高阻状态， 输入也不能锁存，故不是真正的双向 I/O 口。

P1 口能驱动（吸收或输出电流）4 个LS 型的TTL 负载。

对8052、8032，P1.0引脚的第二功能为T2定时/计数器的P2 口（ 21脚至28脚）：是准双向8位I/O 口。

在访问外部存储器时，它可以作 为扩展电路高8位地址总线送出高8位地址。

P3 口（10脚至17脚）：是准双向8位I/O 口，在MCS-51中，这8个引脚还用于 专门功能，是复用双功能口。

2、电路方案的比较、选择和确定全部地址参与译码，产生的控制信号对应唯一地址。

部分地址参与译码，产 生的控制信号对应某一地址区域， 而不是唯一地址。

部分地址参与译码，产生的 控制信号对应某一地址区域，而不是唯一地址。

三种电路方案（1）部分地址译码、带有总线驱动电路，产生的控制信号对应某一地址区域。

图示部分地址译码、带有总线驱动电路+5C3 10uFR1 RST P3.2 P3.4WDL5L3 L23 L6RDL8P1.6R19 10RXD R21 11 TXD| P3.^j R17 13 P3.5R15 15C122plCY1 一一 C2 22pP10 VCCP11 P12 P13 P14P15 P00 P16 P01 P17 P02 RESET P03 RXD P04 TXD P05 INT0 P06 INT1 P07T0T1_ ALE/PWRRDP20P21 X1 P22 X2P23P24 PSENP25EA/VP P26 GND P27VCCA0 B0 A1 B1 A2 B2 A3 B3 A4 B4 A5 B5 A6 B6 A7 B7 DIREQ0D1 Q1 D2 Q2 D3 Q3 D4 Q4 D5 Q5 D6 Q6 D7 Q7 LEOE18 L717 L9 16 L11 15 L13 14 L15 13 L17 12 L19 11L21巧¥2 A0 L16 5 A1 L146 A2 L12 9 A3 L10 12 A4 D0D1 D2D3 D4 D5 D6 D7A Y0B Y1CY2Y3Y4E3 Y5 E1 Y6 E2Y7L24 L22 L20 L18C1 C2 C3 C48.2KR31P1.1 P1.2 P1.3 P1.4 P1.5 P1.0 P1.1 8 911.059 2039 38 34 33 32 1419 18282汕 U1 89C5122 "~23 37 36 35 26 27 24 25 3021 U274LS245 4 9 1U32 3 5 67 74LS3733 4 14 17 19 A77_百13 18 11A1 A2 A3 A415 A5 16 A6 A15 39 A1 3 1 A1 4 2 1514 B 13 灯10(2) 部分地址译码、无总线驱动电路图示部分地址译码，无总线驱动电路(3) 直接选通、不要低8位地址和驱动电路因为这个方案的片选信号与地址之间并不是线性关系，所以使用 该方案需要熟练掌握片选信号与地址之间的关系计算。

(4) 电路方案的确定通过比较，我们最后选定相对容易实现的部分地址译码， 无总线驱动的方案, 因为这样可以简化电路。

电路图如下：C3 +5卫L7 L9 DO R1 8.2 KR3 R5+5RXDTXDL11 L13L15 L17L19 D2 D3 D4 R1 7 13P3. 3 __________ ■ 14----------- R 1 5 15 P3.5]C1+5TP10 VCCP11P12P13 P14P15P00■ P16 P01P17 P02RESETP03RXD P04TXD P05 INT0P06J 1 INT1 P07-T0T1 ALE/P - n WR - gRD P20P21X1 P22 X2P23P24 ■0 PSEN P25 EA/VP P26 - GNDP2740L21D5 D6 D73 —a.D0 Q0 D1 Q1 D2Q2D3Q3 D4 Q4D5Q5D6 Q6 D7Q7 LEOEA0 L16 A1 L14 A3 L10 Y2 A1 A2 A3 A4Y3Y4 Y5Y4Y5 Y6 Y7 C1 C3 10uFR1 8.2K+5T 1R3 1R5 2R7 3 R9 4R1 1 5R1 36R2 37RST P3.2 P3.4 L5 L3 L23 WD RDL6 L8no C222pR1 9 1 0RXDR2 1 1 1TXD _______ -P10 VCC1 P11 1 P12 ・P13 ・P14■ P15 P00 P16 P01 P17 P02 RESET P03 RXD P04 ■ TXD P05 INT0 P06 INT1 P07T0T1 ALE/P—— WRRD P20P21 X1 P22 X2 P23P24 PSEN P25 EA/VP P26 GNDP27+5匕39 AD0 L7 38 AD1 L9 37 AD2 L11 36 AD3 L13 35 AD4 L15 34 AD5 L17 33 AD6 L19 32 AD7L2122 A9 L14 23 A1 0 L12 24 A1 1 L10 25 A1 2 L24 26 A1 3 L22 27A1 4 L20 28A1 5 L18ALE 1 OuFILR7 R1 3 R2 3 R9 R1 1 L5 L23 L6 L82 2p11.0591 IU1 89C5 11 2 4 3973635341 23332301 619 1 8205 6 24 1 7 ~3o T37R2 1 1 1 R1 9 10 27 2821U3 245 7 891 7U474LS1 38 A B C1 8 ' TT^ 1 3 ' 1 6 A 61 9 A 7 12 A 4 74LS3 73Y0 Y1 Y2 A 1 5 3VCCE1 E2 E3L240 O —i i10 C2 C3 C4158P1.0 P1.1 P1.2 P1.3 P1.4P1.5P1.6 9P3.3R1 7 1 3201 9 1 8U1 —:_I 1 4-------- 1 R15—~1否--------------------L4 30 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 L16 A8 21 A1 A2 A3 A4 C1 C2 C3 C4单片机的安装结构图如下图所示:单片机电路（二）、电路的调试1 •按照电路图将电路板焊接完毕，过程中需要严格检查焊接线路是否正确，避免出现错误。