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基于单片机数字温度计设计制作 第2页

更新时间:2008-6-28:  来源:毕业论文

基于单片机数字温度计设计制作 第2页

 

科技发展到今天,人们的生活中涌现出各种各样的科技产品,各种各样的电子产品更是花样百出、遍及人们生活中的每一部分,现在人们更是感觉到了科技给人们带来的巨大发展,科学技术作为第一生产力在人类社会的发展中起了很大的推动作用,人类从原始向先进的发展都伴随着科学的发展。当今微型计算机技术发展形成两大分支,一是以微处理器(Micro Processor Unit)为核心所构成的通用微机系统,主要用于科学计算、数据处理、图形图像处理、数据库管理、人工智能、数字模拟与仿真等领域。另一分支是为控制器( Micro Controller Unit),俗称单片机。单片机主要用于工业测控,如家用电器、计算机外围设备、工业智能化仪表、机器人、生产过程的自动控制、农业、化工、军事、航空航天等领域。

作为21世纪的工科大学生,不仅要熟练的使用通用微机进行各种数据处理,还要把计算机技术运用到本专业领域或相关领域,即具有“开发能力”。本次课题(模拟电视信号中断测量仪)的设计具有两方面的意义:1、充分肯定了我们的“开发能力”;2、锻炼了我们的动手与操作能力,熟练了单片机知识。

信息技术革命的火炬是由微电子技术革命点燃的,它促进了计算机技术、通信技术及其他微电子技术的更新换代,至今,尚未有尽期。信息技术革命推动产业革命,是人类社会经历了农业、工业社会后进入了信息社会,在现代社会中,信息越来越显示出它在经济上和社会上的重要作用。人们对于信息的行为,自觉的认识信息,逐渐过度到积极的获取信息,又进而广泛的利用信息。

电视信号中断测量仪(采用本课题原理)为电视信号是否有中断、什么时候中断以及中断了多长时间提供了依据。可以运用到监控系统中,从而可提高防盗能力,也可以运用到电视台,监视电视信号,从而提高其质量。

 

一、序 

  1.1单片机简介

当今在全世界范围内,已经形成了以计算机(Computer)通信(Communication)和消费类电子(Consumptive Electron)三足鼎立的发展新格局,而我作为做21世纪的工科大学生,而我们又是学的电子这门专业,无论是从事科学研究工作,还是开办电子电器制造企业,抑或是经营电子元器件贸易,不仅要熟练地使用通用微机进行各种数据处理,还要把计算机技术运用到本专业领域或相关领域,即具有“开发”能力。所以新世纪的工科大学生既要掌握通用微机,又要掌握“单片机”。

 单片机是一种集成电路芯片,采用超大规模技术把具有数据处理能力(如算术运算,逻辑运算、数据传送、中断处理)的微处理器(CPU),随机存取数据存储器(RAM),只读程序存储器(ROM)输入输出电路(I/O),可能还包括定时计数器,串行通信口(SCI),显示驱动电路(LCDLED驱动电路),脉宽调制电路(PWM),模拟多路转换器及A/D转换器等电路集成到一块单块芯片上,构成一个最小然而完善的计算机系统。这些电路能在软件的控制下准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规定的任务。

由此来看,单片机有着微处理器所不具备的功能,它可单独地完成现代工业控制所要求的智能化控制功能,这是单片机最大的特征。

单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域。正是因为单片机功能之强大,应用范围之广,我们要努力掌握它。

1.2单片机的产生与发展

1974 ,美国仙童(Firchild)公司研制的世界第一台单片微型机F8.该机有两块集成电路芯片组成,结构奇特,具有与众不同的指令系统,深受民用电器和仪器仪表领域的欢迎和重视.从此,单片机开始迅速发展,应用领域也在不断扩大.现已成为微型计算机的重要分支,单片机的发展过程通常可以分为一下几个发展过程.

(1) 第一代单片机(1974-1976):这是单片机发展的起步阶段.在这个时期生产的单片机特点是,制造工艺落后和集成度低,而且采用了双片形式.典型的代表产品有Fairchild公司的F8Mostek387公司的3870.

2) 第二代单片机(1976-1978):这是单片机的第二发展阶段.这个时代生产的单片机随眼已能在单块芯片内集成CPU,并行口,定时器,RAMROM等功能部件,但性能低,品种少,应用范围也不是很广,典型的产品有Inrel公司的MCS-48系列机.

(3) 第三代单片机(1979-1982):这是八位单片机成熟的阶段.这一代单片机和前两代相比,不仅存储容量和寻址范围大,而且中断源,并行I/O口和定时器/计数器个数都有了不同程度的增加,更有甚者是新集成了全双工穿行通信接口电路.在指令系统方面,普遍增设了惩处法和比较指令.这一时期生产的单片机品种齐全,可以满足各种不同领域的需要.代表产品有Intel公司的MCS-51系列机,Motorola公司的MC6801系列机,TI公司的TMS7000系列机,此外,Rockwell,NS,GI和日本松下等公司也先后生产了自己的单片机系列.

(4) 第四代单片机(1983年以后):这是十辣位单片机和八位高性能单片机并行发展的时代,十辣位机的特点是,工艺先进,集成度高和内部功能强,加法运算速度可达到1us以上,而且允许用户采用面向工业控制的专用语言,PL/MPLUS CForth语言等.代便产品有intel公司的MCS-96系列,TI公司的TMS9900,NEC公司的783××系列和NS公司的HPC16040.

然而,由于十辣位单片机价格比较贵, 销售量不大,大量应用领域需要的是高性能,大容量和多功能新型八位单片机.这些单片机有Intel公司的88044(CPU工作),Zilog公司的Super8(DMA通道),Motorola公司的MC68CH11(内含E2promA/D电路)WDC公司的65C124(内含网络接口电路),等等。

 1.3单片机的应用

 单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域,大致可分如下几个范畴:

1.在智能仪器仪表上的应用

单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点,广泛应用于仪器仪表中,结合不同类型的传感器,可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化,且功能比起采用电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设备(功率计,示波器,各种分析仪)。

2.在工业控制中的应用

用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管理,电梯智能化控制、各种报警系统,与计算机联网构成二级控制系统等。

3.在家用电器中的应用

可以这样说,现在的家用电器基本上都采用了单片机控制,从电饭褒、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备,五花八门,无所不在。

4.在计算机网络和通信领域中的应用

现代的单片机普遍具备通信接口,可以很方便地与计算机进行数据通信,为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件,现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制,从手机,电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到日常工作中随处可见的移动电话,集群移动通信,无线电对讲机等。

5.单片机在医用设备领域中的应用

单片机在医用设备中的用途亦相当广泛,例如医用呼吸机,各种分析仪,监护仪,超声诊断设备及病床呼叫系统等等。

此外,单片机在工商,金融,科研、教育,国防航空航天等领域都有着十分广泛的用途。

本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比,具有读数方便,测温范围广,测温准确,其输出温度采用数字显示,主要用于对测温比较准确的场所,或科研实验室使用,该设计控制器使用单片机AT89S51,测温传感器使用DS18B20,用3位共阳极LED数码管以并口传送数据,实现温度显示,能准确达到以上要求。

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