计算机控制课程设计说明书之微机测控系统设计

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1、中北大学计算机与控制工程学院课程设计说明书1引言在现代测控系统中，由于PC机具有强大的数据处理能力和良好的用户交互界面，单片机具有较强的现场抗干扰能力及良好的性价比，因此以PC机为上位机实施用户控制和以单片机为下位机进行实时数据采集的分布式智能化控制系统无疑具有很好的应用前景。本文中单片机实现了温度检测，具有较好的实时性；PC机完成了数据显示、存储及统计分析，绘制了实时温度曲线，并对系统目前所处状况做出了评判。两者之间以串行口进行通信联络。温度控制广泛应用于人们的生产与生活中，人们使用温度计来采集温度，通过人工操作加热、通风和降温设备来控制温度，这样不但控制精度低、实时性差，而

2、且操作人员的劳动强度大。即使有些用户采用半导体二极管做温度传感器，但由于其互换性差，效果也不理想。在某些行业对温度的要求较高，由于工作温度不合理而引发的事故时有发生，对工业生产可靠进行造成影响，甚至威胁到操作人员的安全。为了避免这些缺点，需要在某些特定的环境里安装温度测量及控制设备。本设计由于采用微机对温度进行控制，以其测量精度高，操作简单，可运行性强等优点，特别适用于生活，医疗，工业生产等方面的温度测量及控制。本设计由于采用了微机控制系统系统，能测柜内的温度，并能在超限的情况下进行控制、调整，并报警。第14页共14页中北大学计算机与控制工程学院课程设计说明书2设计要求及内容2

3、.1设计要求本课题要求设计一个微机测控系统，要求如下：下位机要求：1）、用A/D芯片进行温度采集2路温度(要求以一定周期巡回检测)2）、温度测量范围为0-200ºC,测量精度为±1ºC3）、当温度参数超限并失调时，能声音报警。4）、能实现下位机与上位机的实时通讯；上位机要求：1）、能实现与下位机的通讯2）、用VB搭建一个良好的界面3）、能显示下位机采集到的2路温度的实时曲线2.2设计要求硬件设计(1)用滑动变阻器（代替温度传感器PT100），STC89C51、ADC0809、RS232或RS485、串口及相关电子元件设计完整的硬件电路，并焊接于万能板上；(2)完成相关程序的编写

4、并调试。2)软件设计(1)用VB搭建良好的界面；(2)实时显示硬件电路采集到的2温度曲线3)课程设计说明书3元件介绍3.189C51芯片介绍中央微处理器AT89S51：AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4kBytesISP(In-systemprogrammable)的可反复擦写1000次的Flash第14页共14页中北大学计算机与控制工程学院课程设计说明书只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80S51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISPFlash存储单元，功能强大的微型计算机

5、的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。AT89S51具有如下特点：40个引脚，4kBytesFlash片内程序存储器，128bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。此外，AT89S51设计和配置了振荡频率，并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该

6、芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式。AT89S51单片机综合了微型处理器的基本功能。按照实际需要，同时也考虑到设计成本与整个系统的精巧性，所以在本系统中就选用价格较低、工作稳定的AT89S51单片机作为整个系统的控制器。89C51芯片及晶振电路第14页共14页中北大学计算机与控制工程学院课程设计说明书报警电路复位电路①电源引脚Vcc（40脚）：典型值＋5V。Vss（20脚）：接低电平。②外部晶振X1、X2分别与晶体两端相连接。当采用外部时钟信号时，X2接振荡信号，X1接地③输入输出口引脚：P0口：I/O双向口。作输入口时，应先软件置“1”。P1口：I/O双向口

7、。作输入口时，应先软件置“1”。P2口：I/O双向口。作输入口时，应先软件置“1”。P3口：I/O双向口。作输入口时，应先软件置“1”。④控制引脚：RST/Vpd、ALE/-PROG、-PSEN、-EA/Vpp组成了MSC-51的控制总线。RST/Vpd（9脚）：复位信号输入端（高电平有效）。第二功能：加+5V备用电源，可以实现掉电保护RAM信息不丢失。ALE/-PROG(30脚）：地址锁存信号输出端。第14页共14页中北大学计算机与控制工程学院课程设计说明书第二功能：编程脉冲输入。-PSE