福建学院课程设计课程名称：《智能仪器》题目：温度测温检测系统（数码管显示）专业班次：姓名：学号：指导教师：学期：2011-2012学年第2学期日期：2012.3目录目录1. 引言 (1)1.1本设计意义 (1)1.2本设计任务和主要内容 (1)2. 硬件设计 (1)2.1系统组成框图 (2)2.2最小系统 (3)2.3温度传感器及路 (4)2.4 A/D选型及电路 (6)2.5 数码管显示 (8)3. 软件设计 (9)3.1 ADC0832软件计 (9)3.2数码管动态运动的原理 (10)3.3 主程序设计 (12)3.4 调试结果 (13)4. 设计小结 (13)参考文献 (13)附录：课程设计程序清单 (14)1. 引言1.1 本设计意义温度是一种最基本的环境参数，日常生活和工业生产中都需要温度测控技术。

特别是在冶金、化工、建材、机械、食品、石油等各类工业中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉和锅炉中的温度进行检测和控制。

由于工艺不同，所需要的温度高低不同，而所采用的测温元件和测温方法也不同，加热方式和燃料的异同也影响控制温度的精度和控制方案也不同。

而采用单片机进行温度控制，具有精度高、电路设计简单、控制效果好等优点，这不仅仅提高生产力，还给企业带来更多福利，大大促进科技时代发展。

如今，给予社会不断进步，人们生活质量也随之提高，单片机技术十分成熟了，它的集成度较高，功能性较强，储存量大,速度较快，抗干扰性能强和指令丰富等优点，应用在各个领域。

本文设计的就是应用单片机来实现温度控制系统。

这次我们运用的是STC89C52的单片机，本系统是一种高精度、测控速度快、测控温度范围广的应用性比较强的基于单片机的温度测控系统。

综上所述，本设计以基于STC89C52的温度测量设计（数码管显示），该设计适用于人们的日常生活及工农业生产中用于温度的检测及控制1.2 本设计任务和主要内容本设计根据设计任务要求，通过STC89C52单片机与ADC0832温度传感器和数码管显示的通讯，用STC89C52的并行口P0接数码管，P3.4,、P3.5、P3.6分别接CS、CLK、D0，然后用C语言进行编程，用ADC0832测量温度，数码管来显示温度，从而实现人机互通。

(1).查阅相关文献资料,了解数字温度计程序的原理，能够运用C语言进行设计、编程、调试。

(2). 设计出系统方框图、单元图、原理总图；画出控制程序流程图，以及编写完整的程序代码；撰写硬件系统总体说明、硬件接线图、控制程序、其他附件(3).写好程序流程图，包括控制流程图、控制时序图、梯形图程序设计；根据设计的程序流程图写出程序，并进行代码编译的调试。

(4). 把设计好的软件代码烧入硬件中，然后进行调试，要实现的功能完全实现为止。

(5).完成论文的撰写，根据格式要求和范文要求，先把目录确定，再根据目录的章节把具体内容撰写好，以此完成整篇论文。

2. 硬件设计2.1 系统框图本文所设计的数字测温显示系统由STC89C52单片机及其最小系统、ADC0832、数码管显示原件。

原件功能较好、精度比较高、硬件电路。

其硬件原理图如图2--1所示。

图2.1 数字测温显示系统框图2.2 最小系统单片机最小系统是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统、如图2-2所示，单片机的最小系统包括电源（接地），晶振电路，复位电路。

有了这些部分组成，单片机就可以正常的进行简单的工作，注意的是，EA(31引脚)要接在高电平。

使单片机不使用片外存储器，这样单片机才会正确的实行任务。

图2.2单片机的最小系统STC89C52单片机的最小系统包含以下几个部分：(1).电源电路：其主要目的是给单片机最小系统提供电源一般可以用5V的直流电进行供电，一般我们用USB接口来对最小系统输送电，在电路图中的VCC和GNG作为供电标符号。

(2).复位电路：复位电路可使CPU和最小系统中的其他部件处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始运行，由电容串联电阻构成，如图2-2并从“电容电压不能突变”的性质可知，当系统一上电，RST脚将会出现高电平，当这个高电平持续两个机器周期以上就会复位。

(3).晶振电路：单片机内有一个用于构成振荡器的高正增益反向放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是放大器的输入和输出端，在它们两端接晶振构成稳定的自激振荡器，其发出的脉冲直接送入内部时钟电路。

外接晶振时通常安装两个30pF电容能保证振荡器稳定和可靠工作时，对频率起微调作用。

本次设计晶振取11.0593MHz晶振的单片机，会产生精确的us级时歇，方便定时操作。

(4).EA引脚：上拉到VCC，表示程序烧写到单片机内部。

在图2-2中的排阻RM1是P0扣上拉用的，C4是滤波电容，抗干扰用的。

其他P0-P3口均为I/0口，每个口8个引脚，共32个，编号都是0-7，比如P0.0-P0.7，这些口是用来外接各种元器件，通过编程来实现各种所需要的功能。

(5).P3.0-P3.1 STC89C52是给单片机串口2.3 温度传感器及电路2.3.1 热敏电阻介绍热敏电阻包括NTC热敏电阻和PTC热敏电阻。

本设计测温选择NTC热敏电阻100k，由NTC热敏电阻的特点及应用领域NTC热敏电阻是一种随环境温度上升，及其他电阻值呈指数关系下降，且温度系数很大的热敏元件，主要是掺杂过渡金属氧化物的热敏半导体陶瓷。

及其应用主要基于电阻一温度特性可使微小的温度变化。

如图2-3：其电阻计算公式为：RT=100*EXP(3990*(1/(273.15+t)-1/(273.15+25))).图2.3电阻与温度的线性变换该系统通过热敏电阻来感应温度的变化，让温度值变成电阻值；通过处理电路把电阻值转化成对应值的电压；电压变化在转成A/D值变化，A/D转换成A/D值；最后又单片机通过计算查表找出具体温度值。

图2.4热敏电阻的处理电路公式：V0=5000*R/(R+10) 由此公式的下表：表2-1 A/D转换温度表2.4 A/D选型及电路2.4.1 A/D选型ADC0832简介：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。

由于它体积小，兼容性强，性价比高而深受单片机爱好者及企业欢迎，其目前已经有很高的普及率。

学习并使用ADC0832可是使我们了解A/D转换器的原理，有助于我们单片机技术水平的提高。

ADC0832的特点：(1).8位分辨率；(2).双通道A/D转换；(3).输入输出电平与TTL/CMOS相兼容；(4).5V电源供电时输入电压在0~5V之间；(5).工作频率为250KHZ，转换时间为32Us;(6).一般功耗仅为15Mw(7).8P,14P-DIP(双列直插)，PICC 多种封装；(8).商用级芯片温度为0°C to +70°C,工业级芯片温宽为，40°C to +85°C;图2.5 ADC0832的引脚芯片接口说明：(1).CS_ 片选使能，低电平芯片使能。

(2).CH0 模拟输入通道0，或作为IN+/-使用。

(3).CH1 模拟输入通道1，或作为IN+/-使用。

(4).GND 芯片参考0 电位（地）。

(5).DI 数据信号输入，选择通道控制。

(6).DO 数据信号输出，转换数据输出。

(7).CLK 芯片时钟输入。

(8).CLK 芯片时钟输入。

ADC0832 为8位分辨率A/D转换芯片，其最高分辨可达256级，可以适应一般的模拟量转换要求。

其内部电源输入与参考电压的复用，使得芯片的模拟电压输入在0~5V之间。

芯片转换时间仅为32μS，据有双数据输出可作为数据校验，以减少数据误差，转换速度快且稳定性能强。

独立的芯片使能输入，使多器件挂接和处理器控制变的更加方便。

通过DI 数据输入端，可以轻易的实现通道功能的选择。

2.4.2 A/D与单片机接口正常情况下ADC0832 与单片机的接口应为4条数据线，分别是CS、CLK、DO、DI。

但由于DO端与DI端在通信时并未同时有效并与单片机的接口是双向的，所以电路设计时可以将DO和DI 并联在一根数据线上使用。

当ADC0832未工作时其CS输入端应为高电平，此时芯片禁用，CLK 和DO/DI 的电平可任意。

当要进行A/D转换时，须先将CS 使能端置于低电平并且保持低电平直到转换完全结束。

此时芯片开始转换工作，同时由处理器向芯片时钟输入端CLK 输入时钟脉冲，DO/DI端则使用DI端输入通道功能选择的数据信号。

A/D与单片机接口如下图：图2.6 ADC0832和单片机接口2.5 数码管显示数码管是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管。

数码管按段数分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元（多一个小数点显示）；按能显示多少个“8”可分为1位、2位、4位等等数码管；按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。

共阳数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极(COM)的数码管，共阳数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮，当某一字段的阴极为高电平时，相应字段就不亮。

共阴数码管是指将所有发光二极管的阴极接到一起形成公共阴极(COM)的数码管，共阴数码管在应用时应将公共极COM接到地线GND上，当某一字段发光二极管的阳极为高电平时，相应字段就点亮，当某一字段的阳极为低电平时，相应字段就不亮。

本设计的数码管显示是先系统获得的位移值分解成4个数，然后通过定时器的中断（将程序中定时器的初始值设定为2ms，而后进入中断进行数码管显示），中断流程如图2.7所示。

图2.7 中断程序流程图数码管应用：数码管是一类显示屏通过对其不同的管脚输入相对的电流，会使其发亮，从而显示出数字能够显示时间、日期、温度等所有可用数字表示的参数。

由于它的价格便宜使用简单在电器特别是家电领域应用极为广泛，空调、热水器、冰箱等等。

绝大多数热水器用的都是数码管，其他家电也用液晶屏与荧光屏。

因为数码价格便宜，方便，体积小巧，所以我们这次选用数码管来作为这次课程设计的显示器。

图2.8数码管与单片机接口3. 软件设计3.1 ADC0832软件设计在第1 个时钟脉冲的下沉之前DI 端必须是高电平，表示启始信号。

在第2、3个脉冲下沉之前DI 端应输入2 位数据用于选择通道功能。

当此2 位数据为“1”、“0”时，只对CH0 进行单通道转换。

当2位数据为“1”、“1”时，只对CH1进行单通道转换。

当2 位数据为“0”、“0”时，将CH0作为正输入端IN+，CH1作为负输入端IN-进行输入。

当2 位数据为“0”、“1”时，将CH0作为负输入端IN-，CH1 作为正输入端IN+进行输入。