基于单片机的多路温度采集控制系统设计方案

基于51单片机的多路温度采集控制系统设计

前言

随着现代信息技术的飞速发展，温度测量控制系统在工业、农业及人们的日常生活中扮演着一个越来越重要的角色，它对人们的生活具有很大的影响，所以温度采集控制系统的设计与研究有十分重要的意义。

本次设计的目的在于学习基于51单片机的多路温度采集控制系统设计的基本流程。本设计采用单片机作为数据处理与控制单元，为了进行数据处理，单片机控制数字温度传感器，把温度信号通过单总线从数字温度传感器传递到单片机上。单片机数据处理之后，发出控制信息改变报警和控制执行模块的状态，同事将当前温度信息发送到LED进行显示。本系统可以实现多路温度信号采集与显示，可以使用按键来设置温度限定值，通过进行温度数据的运算处理，发出控制信号达到控制蜂鸣器和继电器的目的。

我所采用的控制芯片为AT89C51，此芯片功能较为强大，能偶满足设计要求。通过对电路的设计，对芯片外围扩展，来达到对某一车间温度的控制和调节功能。

关键词：温度 多路温度采集 驱动电路 正文：

1、温度控制器电路设计

本电路由89C51单片机温度传感器、模数转换器ADC0809、串入并出移位寄存器74LS164、数码管和LED显示电路等组成。由热敏电阻温度传感器测量环境温度，将其电压值送入ADC0809的IN0通道进行模数转换，转换所得的数字量由数据端D0-D7输出到89C51的P0口，经软件处理后将测量的温度值经单片机的RXD端串行输出到74LS164，经74LS164串并转换后，输出到数码管的7个显示段，用数字形式显示出当前的温度值。89C51的P2.0、P2.1、P2.2分别接入ADC0809通道地址选择端A、B、C,因此ADC0809的IN0通道的地址为F0FFH。输出驱动控制信号由P1.0输出，4个LED为状态指示，其中，LED1为输出驱动

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指示，LED2为温度正常指示，LED3为高于上限温度指示，LED4为低于下限温度指示。当温度高于上限温度值时，有P1.01输出驱动信号，驱动外设电路工作，同时LED1亮、LED2灭、LED3亮、LED4灭。外设电路工作后，温度下降，当温度降到正常温度后，LED1亮、LED2亮、LED3灭、LED4灭。温度继续下降，当温度下降到下限温度值时，P1.01输出停止输出，外设电路停止工作，同时LED1灭、LED2灭、LED3灭、LED4亮。当外设电路停止工作后，温度开始上升，接着进行下一工作周期。 2、温度控制器程序设计

本软件系统有1个主程序，6个子程序组成，6个子程序为定时/计数器0中断服务程序、温度采集及模数转换子程序ADC0N、温度计算子程序CALCU、驱动控制子程序DRVCON、十进制转换子程序METRICCON及数码管显示子程序DISP。 （1） 主程序

主程序进行系统初始化操作，主要是进行定时/计数器的初始化。 （2） 定时/计数器0中断服务程序

应用定时计数器0中断的目的是进行定时采样，消除数码管温度显示的闪烁现象，用户可以根据实际环境温度变化率进行采样时间调整。每当定时时间到，调用温度采集及模数转换子程序ADCON，得到一个温度样本，并将其转换为数字量，传送给89C51单片机，然后在调用温度计算子程序CALCU，驱动控制子程序DVRCON，十进制转换子程序METRICCON，温度数码管显示子程序DISP。

（3） 温度采集及模数转换子程序ADCON

该子程序进行温度采样并将其转换为8位数字量传送给89C51的P0口。采样得到的温度数据存放在片内RAM的20H单元中。 （4） 温度甲酸子程序CALCU

根据热敏电阻的分度值和电路参数计算出一张温度表，存放在DATATAB数据表中，由于篇幅关系，本程序只给出0~49℃的温度数据，一个温度有两个字

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节组成，前一字节为温度值，后一字节为该温度所对应的热敏电阻上的电压的数字量。根据采样值，通过查表及比较的方法计算出当前的温度值，并将其存入片内RAM的21H单元。采用查表发计算温度值时为了克服热敏电阻的阻值----温度特性曲线的非线性，提高测量精度。 （5） 驱动控制子程序DRVCON

该子程序调节温度，当温度高于上限温度时<本次程序设为30℃），P1.0输出驱动控制信号，驱动外设工作降温；当温度下降到下限温度时<本程序设为25℃），P1.0停止输出，温度上升，周而复始；工作状态有LED1---LED4指示。

(6>十进制转换子程序METRICCON

将存放于内部RAM21H但愿的当前温度值的二进制数形式转换为十进制数数码显示子程序DISP

该子程序利用89C51串口的方式0串行移位寄存器工作方式，将片内RAM的30H、31H、32H单元的BCD码查表转换为七段码后由RXD端串行发出去，然后经74LS164串并转换，将七段值传送给数码管，以十进制形式显示出当前温度值。

根据以上分析画出的部分程序设计流程图如图1-0至图1-4所示。

开始 在0000H处放置一条长跳转指令，LJMP MAIN跳转到主程序 在0000H处放置一条长跳转指令，LJMP T0INT跳转到T0中断服务程3 / 17

图1-0部分程序设计流程图的设计框架

主程序 计数寄存器R1赋初值10 P1口赋初值FFH，所有指示灯全灭 堆栈指针赋初值60H TMOD赋初值01H，T0工作于定时方式1软启动 TH0赋初值3CH， TL0赋初值B0H， T0定时100ms IE赋初值82H，T0允许中断 SETB TR0 启动T0工作 动态停机 4 / 17