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【毕业论文设计】基于AT89S52单片机的温湿度检测系统.doc35页
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基于AT89S52单片机的温湿度检测系统设计
随着人们的生活及其生产水平的不断提高，对生活环境和生产环境的要求就显的尤为重要,温湿度的控制就是一个典型的例子，因此温湿度检测系统就是现代生产生活中应运而生的一种智能、快捷、方便可靠的检测系统，特别是在工业生产中如果检测得不准确就会发生许多的生产事故。如化工生产中对温度的检测不当就会导致生产效率的降低和产品质量的下降。而现在所使用的通常都是精度为10.1℃的水银、煤油或酒精温度计。这些温度的刻度间隔通常都很密，不容易准确分辨，读数困难，而且他们的热容量还比较大，达到热平衡所需的时间较长，因此很难读准，并且使用非常不方便。系统包括系统硬件和软件设计,可靠性高，结构简单，实现了对温湿度的自动调节第1章 概述 3
1.1课题的研究背景 3
1.2温湿度检测的发展状况以及存在的问题 3
1.3本课程设计的主要内容 4
第2章 系统总体方案设计 6
2.1温度传感器 6
温度传感器主要特性 6
AD590的工作原理 6
电路设计 7
2.2湿度传感器 8
湿度传感器主要特性 8
2.3 A/D转换器 10
A/D转换器主要特性 10
TLC549工作原理 11
2.4 单片机AT89S52 12
AT89S52主要特性 12
第3章 系统的硬件设计和连接 15
3.1 主控模块 15
3.2 现实模块 15
3.3 A/D转换模块 16
3.4 温度和湿度模块 16
温度信号采集的设计 16
湿度信号采集的设计 17
3.5 继电器控制电路 17
3.6 TLC549与AT89S52的接口电路设计 18
3.7 键盘设计 19
3.8 输出驱动的设计 19
3.9 与上位机相连电路的设计 20
3.10 电源电路的设计 21
3.11 报警电路设计 21
第4章 系统软件方案的设计 22
4.1 程序流程图 22
温湿度主程序流程图 23
报警器流程图 23
A/D转换子程序流程图 23
键盘中断流
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基于at89s52单片机的数字电压表设计
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基于AT89S52单片机的简易数字示波器设计[图]
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摘要：介绍一种双通道简易数字示波器的设计方案，以AT89S52单片机作为控制核心，输入信号在经过预处理电路处理后，通过高速A/D转换器ADC0809，实现信号的实时采样、数据处理、存储并在液晶上显示，并用键盘做功能设置。该设计创新地实现了波形的存储/回放、双通道信号实时对比分析、程控放大提高灵敏度等方面。测试结果表明该系统稳定，具有测量频率高、波形清晰、可靠性高、成本低等特点，有
摘要：介绍一种双通道简易数字示波器的设计方案，以AT89S52单片机作为控制核心，输入信号在经过预处理电路处理后，通过高速A/D转换器ADC0809，实现信号的实时采样、数据处理、存储并在液晶上显示，并用键盘做功能设置。该设计创新地实现了波形的存储/回放、双通道信号实时对比分析、程控放大提高灵敏度等方面。测试结果表明该系统稳定，具有测量频率高、波形清晰、可靠性高、成本低等特点，有很高的实用价值。
数字示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。与传统模拟示波器相比，数字存储示波器不仅具有可存储波形、体积小、功耗低，使用方便等优点，而且还具有强大的信号实时处理分析功能，在电子电信类实验室中使用越来越广泛。
随着电子技术的发展和电路结构的变化，对电路测量的要求也变得更高。对广大理工科学生和从事电子等相关行业的普通工作者在电子制作、产品维修等中，很多电路参数需要测量分析，经常需要使用数字示波器。但目前我国使用的高性能数字示波器普遍价格昂贵，所以研究简易数字示波器具有重要意义。
1 系统结构和工作原理
1.1 系统结构
该设计以AT89S52单片机为控制核心，由预处理电路(包括阻抗变换、程控放大、信号调理电路)、A/D数据采集电路、E2PROM存储电路、功能键盘、LCD显示电路以及电源等部分组成。系统结构框图如图1所示。
1.2 工作原理
数字示波器有二个输入通道。预处理电路由阻抗变换、程控放大、信号调理电路组成。输入信号先经阻抗变换电路后进入程控放大电路，根据需要对信号进行放大(衰减)处理，然后信号再进入信号调理电路进行电平调整成为符合A/D转换要求的0～5V电压。之后输出的模拟信号经过高速A/D转换器AD0809实时采样变成数字信号，经过AT89S52单片机后储存在半导体存储器E2PROM中。单片机从存储器中读出信号进行运算处理，将波形显示在LCD液晶屏上。所有功能可由键盘操作完成。
2 硬件设计
2.1 单片机
AT89S52是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机，具有8 192个在系统可编程FLASH存储器。采用Atmel公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构。
系统采用AT89S52单片机作为主控芯片。单片机首先通过控制A/D转换器把模拟信号转换成数字信号，之后将数字信号存储在E2PROM存储器中，最后在LCD液晶上显示出模拟信号的波形。
2.2 程控放大电路
程控放大电路的作用是对大信号进行衰减，对小信号进行放大，保证输入到A/D转换器的信号幅度在要求的输入电压范围内，以达到最好的测量与观察效果。采用模拟开关CD4051，运算放大器为OPA842，配合精密电位器实现多挡垂直分辨率。在AT89S52单片机中使用寄存器模块设置通道号，通过写入通道号控制模拟开关选通不同的反馈电阻，从而实现不同的放大倍数，具体的电路如图2所示。
2.3 信号调理
由于示波器观察信号大多是正负电压信号，而A/D转换器AD0809是单极性参考电压。为了采样到信号的负电压，就需要给该信号叠加直流量，将负电压部分信号抬高至零电平以上，因此采用信号调理电路，将信号调理在满足A～5V范围内。R1，R2，R3，U1即为程控放大电路的简化模块，电路如图3所示。
2.4 数据存储电路
E2PROM是数据存储电路的关键器件，本文选用Atmel公司新近推出的具有I2C总线容量达512Kb(64K&8b)的AT24C512。该芯片的主要特性如下：存储容量为65536B；与100kHz，400kHz，1MHzI2C总线兼容；100000次编程/擦写周期；单电源、读/写电压为1.8～5.5V；ESD保护电压大于4kV；写保护功能，当WP为高电平时，进入写保护状态；CMOS低功耗技术，最大写入电流为3mA；128B页写入缓存器；自动定时的写周期。SDA线和SCL分别与单片机的P2.4和P2.5口相连。数据存储电路如图4所示。
2.5 其他硬件电路
A/D转换模块：A/D转换器选用ADC0809，ADC0809是CMOS单片型逐次逼近式A/D转换器，可处理8路模拟量的输入，且有三态输出能力，即可与各种微处理器相连，也可单独工作。输入/输出与TTL兼容，转换时间约为100&s。
键盘控制模块：该系统选用5个独立键盘做功能键，作用分别为运行与停止，波形的放大，波形的减小，波形的上移，波形的下移。
LCD液晶显示电路：该设计采用MGL(S)-240128T液晶显示器。单片机P1口与LCD的数据口连接，用于数字信号的读取，P3.6，P3.7作为液晶显示模块的读/写控制信号端口，P2.5作为LCD的片选端口。
3 软件设计
软件设计部分主要包括主程序模块、A/D转换模块、LCD显示模块、按键处理模块，其流程图如图5所示。
3.1 A/D转换部分
当定时器产生中断时，ADC0809将输入的模拟量转换成数字量。ADC0809的转换速率最大可达640 kHz，程序设定了定时器时间间隔为2&s，所以采样频率达到了500kHz。
3.2 键盘扫描部分
设定了1个按键实现波形的运行与停止，4个独立按键用于改变波形的尺寸。amp和time两个参数分别用于调整幅值和时间轴的大小，当MCU检测到按键被按下时，两个参数的值相应地发生改变，从而改变了波形的大小。
3.3 LCD显示部分
A/D产生的第一个数据，其对应的点排在第一列，这样就确定了该点的横轴位置，纵轴的位置由数字信号大小按比例换算而来。由于采样频率一定，所以每2个点之间的时间间隔相同，下一个点排第二列，以此类推。
3.4 数字存储部分
数字存储芯片选择了Atmel公司推出的AT24C512，其作用是存储不同时刻的信号大小，克服了模拟示波器只能显示当前波形的缺点。由于该芯片采用I2C总线传输数据，所以需要单片机的I/O口用来模拟该总线。
本文设计的以AT89S52单片机为控制核心的数字示波器，在软硬件有机结合下，可以达到所要求的性能指标，运行稳定可靠。测试表明该数字示波器具有较高的实时采样率，可以将采集到的数据经过硬件电路、软件程序转换成相应的波形很好的显示在液晶显示屏上。该数字示波器能够实现波形的采集、调理、存储、显示等功能，通过键盘对波形进行相应的功能设置，具有体积小、操作简单、方便、设备廉价等特点。在后续的改进中，可以利用分频合成技术进行采样频率合成，提高其采样频率，同时该数字示波器还具有一定的扩展能力，具有广阔的应用前景和实用价值。
作者：刘杨斌 刘其峰 华慧& &来源：现代电子技术
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