基于ＡＴ８９Ｃ５２單片機的溫度檢測及顯示設計

摘 要：以溫度的采集處理和顯示為目的，研究了基于AT89C52單片機的溫度檢測及顯示的設計方法。以AT89C52為核心控制芯片，采用A/D轉換模塊對8路溫度進行巡回采樣檢測，并用RT12864液晶模塊來顯示文字和實時變化曲線圖，鍵盤操作設置系統參數，溫度傳感器采用PRT浸入式鉑熱電阻傳感器。經過AT89C52的高速運算處理，實現多路溫度值的檢測和相應溫度值的曲線顯示。

關鍵詞：AT89C52;溫度采集;實時變化曲線圖;PRT浸入式鉑熱電阻傳感器

中圖分類號：TP23 文獻標識碼：B 文章編號：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

由于高新技術的不斷發展，儀器儀表的微型化，數字化已得到實現。90年代高精確度、高性能、多功能儀器儀表都已經采用微處理器件^［1］。而作為工業控制和自動化領域的各種新技術、新方法、新產品的發展趨勢和顯著標志智能化是自動化技術當前和今后發展的動向之一。本文采用AT89C52單片機開發了鍵盤、液晶顯示器、多路溫度檢測來實現溫度的采集、溫度的文字顯示和圖形顯示三個系統。實驗證明，采用AT89C52開發的系統性能可靠、成本較低、軟件設計靈活簡單、硬件接口功能豐富，具有擴展性好、通用性強等優點。

1 元器件的選擇

1.1 核心芯片的選擇

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

1.2 模數轉換芯片的選擇

ADC0809是8位的A/D轉換芯片，為逐次逼近型。由單一的＋5 V電源供電，片內帶有所存功能的8路模擬多路開關，可對8路0～5 V的輸入模擬電壓信號分時進行轉換，完成一次轉換約需100 μs；片內的地址譯碼和鎖存電路，將單片機的三條地址信號譯碼生成選擇八路模擬通道。輸出具有TTL三態鎖存緩沖器，可以直接接到單片機的數據線上。

1.3 溫度傳感器的選擇

溫度傳感器類型很多，目前出現的石英體溫度傳感器如AD590具有很高的穩定性、準確度和良好的線性，抗干擾能力強^［3］。單總線數字型的溫度傳感器DS18B20直接產生溫度數字信號，不需要A/D轉換，準確度、穩定性都相當高^［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進行A/D轉換，ADC0809的輸入電壓在1～5 V范圍內對應的測量溫度范圍為-10～+160 ℃。

2 AT89C52的設計應用

2.1 硬件設計

根據設計儀表的功能要求，本設計要完成以下功能：

(1) 數字化測量，顯示及報警裝置；

(2) 顯示指定位置溫度的數值及其動態曲線圖；

(3) 多路模擬數據的采集、處理；

(4) 溫度值字體的放縮。

系統結構圖如圖1所示。

2.2 軟件設計

用C語言進行單片機程序設計，采用結構化程序設計思想：在總體設計中采用“自頂而下”(TOP-DOWN)的方法，在程序設計中采用模塊化編程^［5］。把整體任務分成一個個子任務，子任務再分子任務，逐層細分，每個子程序都完成其規定的功能，明確輸入輸出。將這些程序連接起來就構成整體流程圖。模塊化編程，每個模塊結構完整，相互獨立的程序段。如液晶模塊的寫控制指令、寫顯示數據、清屏；數據處理中的工程量轉換，均值濾波等。這些程序可以任意調用、修改，使整個程序結構清晰，組合靈活，維護調試方便。

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，主要完成的任務是初始化液晶顯示屏，初始化單片機各口狀態和設初始閾值，檢測位置為第一路；按確定鍵后系統開始工作，顯示第一路位置的溫度及其動態顯示圖的主頁面；當按下設置鍵時，液晶屏幕顯示一個選擇界面，可選擇設置檢測位置，檢測位置閾值；通過上下鍵可進行選擇，選擇界面的箭頭指向設置位置時，按確定就可進入位置的設置，設置完畢后，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ADC0809時需根據啟動的檢測位置不同查表選用不同的通道地址表；設定ADC0809轉換時間，采用延時等待后，再讀取它的轉換數據；根據溫度傳感器的量程得出轉換公式；為了便于顯示，需要把各位數分離，分離出了百位數、十位、個位、十分位和百分位；建立一個0~9的數字字模表，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 閾值設置流程圖

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

3 結 語

本文對AT89C52單片機在智能溫度檢測中的應用進行了設計研究，該系統還可方便接入其他模擬量傳感器，功能擴展性好。液晶模塊顯示和鍵盤操作設置系統參數，人機交互界面好。檢測數據準確可靠，線性度好，降低了系統成本，增強了系統的通用性。軟件設計采用C語言，可移植性好，結構嚴謹，開發速度快，大大減少了軟件開發的時間，具有一定的實用價值。

參 考 文 獻

［1］趙新民.王祁.智能儀表設計基礎［M］.哈爾濱：哈爾濱工業大學出版社，2007.

［2］鄒逢興.微型計算機原理及應用［M］.長沙：國防科技大學出版社，2005.

［3］孫寶元.楊寶清.傳感器及其應用手冊［M］.北京：機械工業出版社，2004.

［4］金偉正.單線數字溫度傳感器的原理及應用［J］.電子技術應用，2000，26(6)：66-68.

［5］劉文濤.單片機語言C51典型應用設計［M］.北京：人民郵電出版社，2005.

［6］劉靜波.基于AT89C2051的溫度測控系統設計分析 ［J］.電子技術應用，2008，31(1):121-123，126.

［7］張海.基于AT89C51和DS18B20的最簡溫度測量系統的設計 ［J］.現代電子技術，2007，30(9):85-86，89.

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，博士生導師。研究方向為智能測控技術及應用。