基于单片机双路信号检测系统设计综合设计

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1、-基于单片机的双路信号检测系统综合设计摘要：通过单片机编程实现对电压和温度两路信号进行实时检测并且显示，同时设置不同的工作状态，使得可以单独显示电压或者温度值，当然也能同时显示两路信号。其中电压由外部电路输入进行测试，温度由温度传感器进行输入测试为了测试方便记录显示，还应设计一个等待状态。关键字：单片机温度显示电压显示1．设计任务概述设计一个能同时对环境温度和0V～2.5V直流电压进行检测的系统，压的检测采用TLC549串行ADC器件；对温度的检测采用LM75A数字温度感器；检测结果以动态扫描方式

2、显示在一个8位LED数码显示器上（可以同时显示，也可以轮流显示）。结合Quick51核心板和SmartSOPC教学实验开发平台的有关实验电路完成系统原理图设计与程序设计；程序的调试在实验箱上完成。2．硬件电路设计2.1系统总体框图设计综合实验系统主要由以下几部分组成：AT89C51单片机及其仿真系统，温度、电压模拟量传感器及其接口电路，A／D转换模块，数据存储模块，微控制器AT89C51、数字温度计LM75A、数字电压表TLC549、LED数码显示器、键盘等组成，框图如图1所示：图1系统采用AT8

3、9C51单片机作为主控芯片，A／D转换模块将两.---路模拟号转换为数字信号；外部数据存储模块为该系统采集的数据提供存储空间；按键控制模块向CPU传回键值，用来设置工作状态和方式；时钟芯片不仅可以给系统提供准确的时间；看门狗电路模块为系统提供了精确复位和低电压监控功能，一旦系统出现故障或程序跑飞，它就可以在超时周期之后使CPU复位，提高系统的整体可靠性和抗干扰能力;LCD液晶显示模块可同时显示温度和电压，也可以单独显示其中一项数据。2.2微控制器AT89C51微控制器AT89C51模块如图2所示：

4、图2单片机仿真系统可以模拟CPU在仿真机上运行用户程序(程序和数据存器借用仿真机的)，也可以连接外部电路来实现动态监测与控制功能．仿真机一般都具有单片机的基本功能部件，如CPU、RAM、用户程序存储区、键盘等；具有单步、设置断点(以便随时观察内部各RAM、特殊功能寄存器的数据变化)、连续运行用户程序的功能。该机可以仿真8031、89C2051、89C51等类型的单片机，该机的调试软件可以直接编辑汇编源程序．通过仿真机进行编程和调试减少了对芯片的频繁写人、擦除和修改操作，只有当程序调试顺利通过才将程

5、序写入芯片，编程方便且节省时间．AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器（FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个

6、芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器。2.3LM75A数字温度计LM75A数字温度计模块如图3所示：.---图3LM75A是一个使用了内置带隙温度传感器和∑-△模数转换技术温度-数字转换器。它也是一个温度检测器，可提供一个过热检测输出。LM75A包含许多数据寄存器：配置寄存器（Conf），用来存储器件的某些配置，如器件的工作模式、OS工作模式、OS极性和OS故障队列等（在功能描述一节中有详细描述）；温度寄存器（Temp），用来存储读取的数字温度；设定点寄存器（Tos&Thyst），

7、用来存储可编程的过热关断和滞后限制，器件通过2线的串行I2C总线接口与控制器通信。LM75A还包含一个开漏输出（OS），当温度超过编程限制的值时该输出有效。LM75A有3个可选的逻辑地址管脚，使得同一总线上可同时连接8个器件而不发生地址冲突，LM75A可配置成不同的工作条件。它可设置成在正常工作模式下周期性地对环境温度进行监控或进入关断模式来将器件功耗降至最低。OS输出有2种可选的工作模式：OS比较器模式和OS中断模式。OS输出可选择高电平或低电平有效。故障队列和设定点限制可编程，为了激活OS输出

8、，故障队列定义了许多连续的故障。温度寄存器通常存放着一个11位的二进制数的补码，用来实现0.125℃的精度。这个高精度在需要精确地测量温度偏移或超出限制范围的应用中非常有用。正常工作模式下，当器件上电时，OS工作在比较器模式，温度阈值为80℃，滞后75℃，这时，LM75A就可用作一个具有以上预定义温度设定点的独立的温度控制器。特性：器件可以完全取代工业标准的LM75，并提供了良好的温度精度（0.1℃单个器件的电源可超出2.8V～5.5V的范围。小型8脚封装：SO8和TSSOP8。具