电子工程设计第二阶段设计报告
1
电子工程设计第二阶段报告
题目：温度测量系统
专业： 通信工程 小组： 14 姓名学号： 张亦驰 于伦
指导教师： 司农
完成日期：2011.12.20
1
电子工程设计第二阶段设计报告
2
目录
温度控制系统
一 总述………………………………………………………3
二 设计任务与要求…………………………………………3
三 单片机……………………………………………………4
四 D/A转换电路……………………………………………8
五 A/D转换电路……………………………………………11
六 显示键盘电路……………………………………………14
七 温度测量系统……………………………………………22
八 心得体会…………………………………………………25
九 附录………………………………………………………26
2
电子工程设计第二阶段设计报告
3
摘要：
第一阶段我们已经完成了电源板和变送器。本学期的第二阶段要求是完成这个系统中单片机，A/D，D/A转换电路和显示与键盘控制电路部分。
温度控制系统总体概述
（一）、总述
电子工程设计训练是一门综合理论知识，实践操作，电子电路系统的设计、实现、调试、故障排查等方面的综合性训练。第一阶段只完成了电源以及变送器部分。本阶段工作量非常大，需要完成单片机，数模，模数转换电路和显示与键盘控制电路部分，并且完成测温系统的测试。
（二）设计任务与要求
一、设计任务
设计、制作并调试单片机，数模，模数转换电路和显示电路共四个模块。
二、设计要求
1． 温度测量范围：0°C ~ +100°C。 2． 温度测量误差：不大于 ± 2°C
3． 单片机：具有独立电路板结构。
片选信号：4个， 地址信号：4个，
数据总线：AD0~AD7， I/O口线：P3口，P1口。
4． 数/模(D/A)转换电路：具有独立电路板结构。
输入范围：00H ~ 0FFH，
对应输出：-10V~+10V，
误差：1%，响应时间：< 1ms， 电源供电：+5V，±12V。
5． 模/数(A/D)转换电路: 独立电路板结构 输入信号范围： 0V~+5V 分辨率： 8bit 精度：1LSB
3
电子工程设计第二阶段设计报告
4
转换时间：< 1ms
6． 显示与键盘控制电路:
4 位7 段数码显示，
前 3 位含小数点独立电路板安装结构 0 ~ 9数字输入键及若干功能设置按键控制
（三）单片机
一、电路工作原理及主要元件的功能
1，芯片的介绍和参数
MCS-51系列单片机性能优异，因此单片机芯片采用MCS-51系列中的89C51。 在单片机的40条引脚中有2条专用于主电源的引脚，2条外接晶体的引脚，4条控制或与其它电源复用的引脚，32条输入/输出（I/O）引脚。 下面按其引脚功能分为四部分叙述这40条引脚的功能。
1) 主电源引脚VCC和VSS：
VCC——（40脚）接+5V电压；
VSS——（20脚）接地。
2) 外接晶体引脚XTAL1和XTAL2：
XTAL1（19脚）接外部晶体的一个引脚。在单片机内部，它是一个反相放大器的输入端，这个放大器构成了片内振荡器。当采用外部振荡器时，对HMOS单片机，此引脚应接地；对CMOS单片机，此引脚作为驱动端。
XTAL2（18脚）接外晶体的另一端。在单片机内部，接至上述振荡器的反相放大器的输出端。采用外部振荡器时，对HMOS单片机，该引脚接外部振荡器的信号，即把外部振荡器的信号直接接到内部时钟发生器的输入端；对XHMOS，此引脚应悬浮。
3) 控制或与其它电源复用引脚RST/VPD、ALE/PROG、PSEN和EA/VPP：
RST/VPD（9脚）当振荡器运行时，在此脚上出现两个机器周期的高电平将使单片机复位。
ALE/PROG（30脚）：当访问外部存贮器时，ALE（允许地址锁存）的输出用于锁存地址的低位字节。即使不访问外部存储器，ALE端仍以不变的频率周期性地出现正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此，它可用作对外输出的时钟，或用于定时目的。
PSEN（29脚）：此脚的输出是外部程序存储器的读选通信号。在从外部程序存储器取指令（或常数）期间，每个机器周期两次PSEN有效。但在此期间，每当访问外部数据存储器时，这两次有效的PSEN信号将不出现。
4
电子工程设计第二阶段设计报告
5
EA/VPP（31脚）：当EA端保持高电平时，访问内部程序存储器，但在PC（程序计数器）值超过0FFFH（对851/8751/80C51）或1FFFH（对8052）时，将自动转向执行外部程序存储器内的程序。当EA保持低电平时，则只访问外部程序存储器，不管是否有内部程序存储器。输入/输出（I/O）引脚P0、P1、P2、P3（共32根）：
P0口（39脚至32脚）：是双向8位三态I/O口，在外接存储器时，与地址总线的低8位及数据总线复用，能以吸收电流的方式驱动8个LS型的TTL负载。
P1口（1脚至8脚）：是准双向8位I/O口。由于这种接口输出没有高阻状态，输入也不能锁存，故不是真正的双向I/O口。P1口能驱动（吸收或输出电流）4个LS型的TTL负载。对8052、8032，P1.0引脚的第二功能为T2定时/计数器的
P2口（21脚至28脚）：是准双向8位I/O口。在访问外部存储器时，它可以作为扩展电路高8位地址总线送出高8位地址。
P3口（10脚至17脚）：是准双向8位I/O口，在MCS-51中，这8个引脚还用于专门功能，是复用双功能口。
2、电路方案的比较、选择和确定
全部地址参与译码，产生的控制信号对应唯一地址。部分地址参与译码，产生的控制信号对应某一地址区域，而不是唯一地址。部分地址参与译码，产生的控制信号对应某一地址区域，而不是唯一地址。 三种电路方案
（1） 部分地址译码、带有总线驱动电路，产生的控制信号对应某一地址区域。
U274LS245234567891A0A1A2A3A4A5A6A7DIRU374LS373P00P01P02P03P04P05P06P07ALE/PP20P21P22P23P24P25P26P27393837363534333230L42122232425262728ALEA131A142A153U189C51+5C310uFR18.2KP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6R3R5R7R9R11R13R2312345678910111213141516171918+5293120P10P11P12P13P14P15P16P17RESETRXDTXDINT0INT1T0T1WRRDX1X2PSENEA/VPGNDVCC+540B0B1B2B3B4B5B6B7E181716151413121119L7L9L11L13L15L17L19L21D0D1D2D3D4D5D6D7R19RXDR21TXDRSTP3.2P3.4WDRDL5L3L23L6L8C122pCY111.059C222pP3.3P3.5R17R1534781314171811D0D1D2D3D4D5D6D7LEU374LS138ABCQ0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7OE2569121516191A0A1A2A3A4A5A6A7L16L14L12L10A1A2A3A4VCC645E3E1E2Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y715141312111097L24L22L20L18C1C2C3C4
图示部分地址译码、带有总线驱动电路
5