文档介绍：基于AT89C51单片机的多路湿温度巡检仪的设计
学生姓名:第五组
专业年级:电气1061班
指导老师:吴国中
设计主要内容
引言
AT89C51简介
系统硬件设计
系统软件设计
结论
1. 引言
随着电子技术的飞跃发展,数据采集巡回检测已成为日益重要的检测技术,广泛应用于工农业等需要同时检测温度、湿度和压力等场合。数据采集是工业控制等系统中的重要环节,普通电路已无法满足日常生活及工业的控制需求,通常采用一些功能相对独立的单片机系统来实现,作为测控系统不可缺少的部分,数据采集的性能特点直接影响到整个系统,日益增大的市场需求,需要我们在这个方面做出更大的努力,因而需要一套完善的解决方案。该设计正是从生产需要出发,低成本的多路数据采集系统的设计,配以不同的传感器完成各类数据的采集、显示、控制与数据汇总保存。因此,数字式智能多路巡检仪具有十分广阔的现实市场和潜在的市场要求。
2. AT89C51单片机
AT89C51单片机的主要性能参数
AT89C51是一种低功耗,高性能的片内含有4KB快闪可编程/S微控制器,使用高密度,非易失存储技术制造,并且与80C51引脚和指令系统完全兼容。芯片上的FPEROM允许在线编程或采用通用的非易失存储编程器对存储器重复编程。
2. 2 AT89C51单片机的结构及特点
AT89C51采用40引脚的双列直插式封装(DIP)形式,内部由CPU,4 KB的ROM,256B的RAM,2个16位的定时/计数器T0和T1,4个8位的I/O端口和一个全双工串行通信口等部分组成。AT89C51单片机具有系统结构简单,成本低,可靠性高,低功耗等特点。特别是内部集成了4KB的FLASH程序存储器,使单片机系统的结构更加简单,也使其得到了广泛的应用。同时,它还具有高级语言编程的特点,指令丰富,软件开发简单
综上所述AT89C51单片机是一款性价比很高的单片机芯片,特别适合于仪器仪表的应用。所以本课题主要基于AT89C51单片机,设计一个多路传感器数据的测量与显示仪表。
3 系统硬件设计
硬件总体结构:
硬件部分是整个仪表的重要部分,其设计的好坏直接影响到整机的性能,本仪器以AT89C51单片机为核心。整个硬件系统分为以下几个模块:传感器模拟信号采集调理模块,A/D转换模块,键盘及显示模块,单片机系统模块及报警控制模块。
单片机系统
键盘
A/D
转
换
模
块
LED显示器
多
路
模
拟
开
关
信
号
采
集
显示器:
单片机应用系统中使用的显示器主要有发光二极管显示器,简称LED(Light Emitting Diode);液晶显示器,简称LCD(Liquid Crystal Display),和CRT 显示器。
LED的发光频率和颜色取决于制造的材料,一般常用红色,偶尔也用黄色或绿色。发光二极管LED是智能化测量控制仪表中简单而常用的输出设备,通常用来指示机器的状态或其他信息。它的优点是耗电省,配置灵活,接口方便,价格低,寿命长,对电流电压的要求不高及容易实现多路等,因而在智能化测量控制仪表中获得了广泛的应用。
LCD是一种被动显示器,它本身并不发光,只是调节光的亮度。目前常用的LCD是根据液晶的扭曲-向列效应原理制成的,可得到黑底白字或白底黑字的显示形式。对于采用电池供电的便携式智能化测控仪表,考虑到低功耗的要求,常常需要采用液晶显示器,它体积小,重量轻,功耗极低,因此在仪器仪表中的应用十分广泛。但是必须借助外来光显示。
CRT显示器可以进行图形显示,但是接口较复杂,成本也较高。
在16路温度巡检仪中只需要显示5位数字形式的温度和路数,可以不必使用价格较高的CRT;四位LED的工作电流位240mA左右,由于使用交流电源供电,足以提供LED显示器所需要的功率,对于LED而言,仅有五位,体积也很小,这样比较LED和LCD的诸多特点,本系统选择LED显示器。
键盘
键盘是一组按键的组合,它的主要作用是控制系统的工作状态以及向系统中输入数据和命令,有编码式键盘和非编码式键盘两类。
编码式键盘除了按键之外,还包括了产生键码的硬件电路、去抖动电路和多键、窜键保护电路。每按下一个键,能自动产生这个键的键码,与此同时,产生一个脉冲信号,通知CPU接收。这种键盘使用方便,接口程序简单,但是需要较多的硬件电路,价格较贵,一般的单片机应用系统较少使用。
非编码式键盘仅由排成行、列矩阵形式的按键组成,按键的作用只是简单的实现接点的接通或断开,键的去抖动、键的编码的形成和键识别等均由软件来完成。由于它经济实用,在单片机应用系统中广泛采用。
经过以上对比,可以采用非编码式键盘。
多路信号采集模块
模拟信号放大电路