毕业论文：基于m0的温度报警系统（终稿）

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1、目录第1章系统设计分析11.1系统设计要求11.2任务和实现的功能11.3主要性能指标11.4方案的论证11.5采集电压电路的选择1第2章硬件的设计22.1电源电路22.2电压采集电路22.3温度显示电路32.3.174HC595具有的特点32.3.274HC595管脚图42.3.3数码显示管原理52.4M0介绍62.4.1A/D及数据采集处理7第3章软件设计93.1软件实现功能93.2软件设计9第4章功能测试及结果分析104.1硬件调试分析104.2测试结果分析104.3温度报警实物图10第5章设计心得11参考文献12附录13附录一：

2、元器件明细表13附录二：PT1000温度与电阻的关系13附录三：硬件电路原理图14附录四：参考程序15附录五：实物图2424第1章系统设计分析1.1系统设计要求1、以单片机、CPLD/FPGA、ARM、DSP等为核心器件，组成一个单片机数据采集系统；2、温度范围为0~150°C，测量精度为1°C；3、被测温度通过4位LED数码管显示；4、温度下限为80°C，上限为90°C，超过上下限温度具有报警功能。根据项目的具体要求，经过阅读思考，可对题目的具体任务、功能、技指等作出如下分析。1.2任务和实现的功能实际上项目的任务就是要设计一个温度采

3、集系统，系统的功能是用户可以随意设定某一温度，当前温度超过一定范围时可以报警，温度回到正常值停止报警，并且可动态显示当前的温度。在控制部分，要求系统跟随动态设定的温度而报警，题目并未规定报警反应时间长短，但显然报警要快。1.3主要性能指标1、温度范围为0~200°C，测量精度为1°C，可以估算到0.1°C；2、被测温度通过前4位LED数码管显示，后4位LED数码管显示动态设定的报警温度；3、自己可以通过键盘显示板设置报警温度；1.4方案的论证经过对题目进行深入的分析和思考，可将整个系统分为以下几个部分：模拟温度传感器、A/D转换、ARM

4、、数码显示、温度报警部分组成。系统框图如下（图1.1）。数码显示模拟温度传感器A/D转换ARM温度报警图1.1系统结构框图1.5采集电压电路的选择1、采用差动放大原理运放LM324正反相放大器，利用差动放大原理，对于纯粹的单向放大电路，这是足够的。但是设计匹配相关电阻以及采集后电阻及温度的关系稍显麻烦，并且电路供电是3.3V不太需要放大。2、简单分压电路采集本次采用的温度传感器PT1000在0~100°C之间温度与电阻成十分良好的线性关系，故很适合采用分压原理进行测量，能够很精确的反应出温度的变化，并且电路简单。本次设计电路故采用分压原

5、理设计。24第1章硬件的设计1.1电源电路本次项目用直流5V、3.3V稳压电源，M0工作电压在3.3V而实际电压为3.29V可以满足要求。具体电路如下（图2.1）：图2.1电源电路图1.2电压采集电路本次采用的是分压原理采集电压，故电路很简单，如下所示（图2.2）：图2.2电压采集电路由于这个电路输出的是电压信号，不能直接被ARM利用，因此需经过一个A/D转换器，将电压信号转换为数字量。A/D转换器有很多类型，需要根据精度和转换速度来进行选择。本设计可采用最常用的A/D芯片之一AD0809的应用电路。也可直接选用M0上的A/D转换器，这

6、样可以省去A/D电路的制作，简化了电路，提高了可靠性。值得注意的是ARM系列的微处理器A/D的值要小于3.3V。241.1温度显示电路本次设计使用的键盘显示板主要采用74HC595芯片和数码显示管。显示电路图（图2.3）图2.3键盘显示板的电路图1.1.174HC595具有的特点74HC595是一款漏极开路输出的CMOS移位寄存器，输出端口为可控的三态输出端，亦能串行输出下一级级联芯片。1、高速移位时钟频率Fmax>25MHz;2、标准串行（SPI）接口；3、CMOS串行输出，可用于多个设备的级联；4、低功耗：Ta=25℃时，Icc=4

7、uA（MAX）；241.1.174HC595管脚图图2.474HC595的管脚图下面是74HC595管脚列表：表1：74HC595管脚列表管脚编号管脚名说明1、2、3、4、5、6、7、15QA—QH三态输出管脚8GND电源地9SQH串行数据输出管脚10SCLK移位寄存器清零端11SCK数据输入时钟线12RCK输出存储器锁存时钟线13OE输出使能14SI数据线15VCC电源端输入输出管脚图（图2.5）：图2.5输入输出管脚图24表2:74HC595真值表输入管脚输出管脚SISCKSCLRRCKOEXXXXHQA—QH输出高阻XXXXLQA

8、—QH输出有效值XXLXX移位寄存器清零L上沿HXX移位寄存器存储LH上沿HXX移位寄存器存储HX下沿HXX移位寄存器状态保持XXX上沿X输出存储器锁存移位寄存器中的状态值XXX下沿X输出存储器状态保持1.