摘 要：以溫度的采集處理和顯示為目的，研究了基于AT89C52單片機(jī)的溫度檢測及顯示的設(shè)計(jì)方法。以AT89C52為核心控制芯片，采用A/D轉(zhuǎn)換模塊對8路溫度進(jìn)行巡回采樣檢測，并用RT12864液晶模塊來顯示文字和實(shí)時(shí)變化曲線圖，鍵盤操作設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)，溫度傳感器采用PRT浸入式鉑熱電阻傳感器。經(jīng)過AT89C52的高速運(yùn)算處理，實(shí)現(xiàn)多路溫度值的檢測和相應(yīng)溫度值的曲線顯示。

關(guān)鍵詞：AT89C52;溫度采集;實(shí)時(shí)變化曲線圖;PRT浸入式鉑熱電阻傳感器

中圖分類號(hào)：TP23 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1004373X(2008)1513002

Design of Detection and Demonstration about Temperature Based on AT89C52

LUAN Yaqun1，LI Bingjian2，JU Yongfeng1

(1.School of Electronic and Control Engineering，Chang′an University，Xi′an，710064，China;

2.Ganguyi Oil Extraction Factory，Yanchang Oil Field Jointstock Limited Company，Yan′an，716005，China)

Abstract：This paper takes the temperature gathering and its demonstration as the goal.It studies that control method of temperature examination and its demonstration design based on the AT89C52.This system adopts AT89C52 as the core control chip，it uses A/D transformation module to sample 8 positions temperatures and uses RT12864 liquid crystal module to display characters and the real-time variety graph，the keyboard operation sets system parameters，the temperature sensor uses the PRT immersion temperature sensor.AT89C52′s high speed operation processing realizes multichannel temperature value numeral demonstration and the corresponding temperature value variety plot demonstration.

Keywords：AT89C52;temperature gathering;real-time variety graph;PRT immersion temperature sensor

由于高新技術(shù)的不斷發(fā)展，儀器儀表的微型化，數(shù)字化已得到實(shí)現(xiàn)。90年代高精確度、高性能、多功能儀器儀表都已經(jīng)采用微處理器件^［1］。而作為工業(yè)控制和自動(dòng)化領(lǐng)域的各種新技術(shù)、新方法、新產(chǎn)品的發(fā)展趨勢和顯著標(biāo)志智能化是自動(dòng)化技術(shù)當(dāng)前和今后發(fā)展的動(dòng)向之一。本文采用AT89C52單片機(jī)開發(fā)了鍵盤、液晶顯示器、多路溫度檢測來實(shí)現(xiàn)溫度的采集、溫度的文字顯示和圖形顯示三個(gè)系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)證明，采用AT89C52開發(fā)的系統(tǒng)性能可靠、成本較低、軟件設(shè)計(jì)靈活簡單、硬件接口功能豐富，具有擴(kuò)展性好、通用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

1 元器件的選擇

1.1 核心芯片的選擇

AT89C52單片機(jī)價(jià)格低廉，輸入輸出口豐富，無需再另外擴(kuò)展，簡化了外圍電路。256 B內(nèi)部RAM，8 kB內(nèi)部ROM，程序存儲(chǔ)空間大，防止由于字模過多而造成存儲(chǔ)空間不夠。另外由于前期開發(fā)需要多次的寫入、擦除，而89C52 可以完成1 000次寫/擦，故滿足要求^［2］。

1.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片的選擇

ADC0809是8位的A/D轉(zhuǎn)換芯片，為逐次逼近型。由單一的＋5 V電源供電，片內(nèi)帶有所存功能的8路模擬多路開關(guān)，可對8路0～5 V的輸入模擬電壓信號(hào)分時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，完成一次轉(zhuǎn)換約需100 μs；片內(nèi)的地址譯碼和鎖存電路，將單片機(jī)的三條地址信號(hào)譯碼生成選擇八路模擬通道。輸出具有TTL三態(tài)鎖存緩沖器，可以直接接到單片機(jī)的數(shù)據(jù)線上。

1.3 溫度傳感器的選擇

溫度傳感器類型很多，目前出現(xiàn)的石英體溫度傳感器如AD590具有很高的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確度和良好的線性，抗干擾能力強(qiáng)^［3］。單總線數(shù)字型的溫度傳感器DS18B20直接產(chǎn)生溫度數(shù)字信號(hào)，不需要A/D轉(zhuǎn)換，準(zhǔn)確度、穩(wěn)定性都相當(dāng)高^［4］，但這些傳感器的適用范圍不廣，不利于以后其他功能的擴(kuò)展。所以本次采用TREND公司的鉑熱電阻溫度傳感器T/PI/HT，傳感器的工作電壓為24 V，輸出電流為4～20 mA，外接250 Ω精確電阻用于提取電壓時(shí)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，ADC0809的輸入電壓在1～5 V范圍內(nèi)對應(yīng)的測量溫度范圍為-10～+160 ℃。

2 AT89C52的設(shè)計(jì)應(yīng)用

2.1 硬件設(shè)計(jì)

根據(jù)設(shè)計(jì)儀表的功能要求，本設(shè)計(jì)要完成以下功能：

(1) 數(shù)字化測量，顯示及報(bào)警裝置；

(2) 顯示指定位置溫度的數(shù)值及其動(dòng)態(tài)曲線圖；

(3) 多路模擬數(shù)據(jù)的采集、處理；

(4) 溫度值字體的放縮。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

2.2 軟件設(shè)計(jì)

用C語言進(jìn)行單片機(jī)程序設(shè)計(jì)，采用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)思想：在總體設(shè)計(jì)中采用“自頂而下”(TOP-DOWN)的方法，在程序設(shè)計(jì)中采用模塊化編程^［5］。把整體任務(wù)分成一個(gè)個(gè)子任務(wù)，子任務(wù)再分子任務(wù)，逐層細(xì)分，每個(gè)子程序都完成其規(guī)定的功能，明確輸入輸出。將這些程序連接起來就構(gòu)成整體流程圖。模塊化編程，每個(gè)模塊結(jié)構(gòu)完整，相互獨(dú)立的程序段。如液晶模塊的寫控制指令、寫顯示數(shù)據(jù)、清屏；數(shù)據(jù)處理中的工程量轉(zhuǎn)換，均值濾波等。這些程序可以任意調(diào)用、修改，使整個(gè)程序結(jié)構(gòu)清晰，組合靈活，維護(hù)調(diào)試方便。

2.2.1 主流程圖

主流程圖如圖2所示。主要包括程序初始化部分，主要完成的任務(wù)是初始化液晶顯示屏，初始化單片機(jī)各口狀態(tài)和設(shè)初始閾值，檢測位置為第一路；按確定鍵后系統(tǒng)開始工作，顯示第一路位置的溫度及其動(dòng)態(tài)顯示圖的主頁面；當(dāng)按下設(shè)置鍵時(shí)，液晶屏幕顯示一個(gè)選擇界面，可選擇設(shè)置檢測位置，檢測位置閾值；通過上下鍵可進(jìn)行選擇，選擇界面的箭頭指向設(shè)置位置時(shí)，按確定就可進(jìn)入位置的設(shè)置，設(shè)置完畢后，確定健返回；直接再按確定鍵可顯示放大的溫度字體。

2.2.2 測溫流程圖和曲線顯示流程

啟動(dòng)ADC0809時(shí)需根據(jù)啟動(dòng)的檢測位置不同查表選用不同的通道地址表；設(shè)定ADC0809轉(zhuǎn)換時(shí)間，采用延時(shí)等待后，再讀取它的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)；根據(jù)溫度傳感器的量程得出轉(zhuǎn)換公式；為了便于顯示，需要把各位數(shù)分離，分離出了百位數(shù)、十位、個(gè)位、十分位和百分位；建立一個(gè)0~9的數(shù)字字模表，取模顯示。溫度顯示和曲線顯示流程圖分別如圖3和圖4所示。

2.2.3 閾值設(shè)置流程圖

閾值溫度ft為外部變量，在整個(gè)程序中都有效，每按一次“上”鍵ft=ft+1，按“下”鍵時(shí)ft=ft－1，檢測位置的設(shè)定與其相似。閾值設(shè)置流程圖如圖5所示。

3 結(jié) 語

本文對AT89C52單片機(jī)在智能溫度檢測中的應(yīng)用進(jìn)行了設(shè)計(jì)研究，該系統(tǒng)還可方便接入其他模擬量傳感器，功能擴(kuò)展性好。液晶模塊顯示和鍵盤操作設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)，人機(jī)交互界面好。檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，線性度好，降低了系統(tǒng)成本，增強(qiáng)了系統(tǒng)的通用性。軟件設(shè)計(jì)采用C語言，可移植性好，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，開發(fā)速度快，大大減少了軟件開發(fā)的時(shí)間，具有一定的實(shí)用價(jià)值。

參 考 文 獻(xiàn)

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作者簡介 欒亞群 女，1966年出生，工程師。

巨永鋒 男，1962年出生，教授，博士生導(dǎo)師。研究方向?yàn)橹悄軠y控技術(shù)及應(yīng)用。