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1、基于單片機(jī)的溫度測(cè)量?jī)x設(shè)計(jì)摘要：?jiǎn)纹⑿陀?jì)算機(jī)(SingleChipMicrocomputer)簡(jiǎn)稱(chēng)單片機(jī),又稱(chēng)MCU(MicroControllerUnit),是將計(jì)算機(jī)的基本部分微型化,使之集成在一塊芯片上的微機(jī).片內(nèi)含有CPU、ROM、RAM、并行I/O、串行I/O、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷控制、系統(tǒng)時(shí)鐘及系統(tǒng)總線(xiàn)等。隨著科技的發(fā)展，單片機(jī)已不是一個(gè)陌生的名詞，它的出現(xiàn)是近代計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展史上的一個(gè)重要里程碑，因?yàn)閱纹瑱C(jī)的誕生標(biāo)志著計(jì)算機(jī)正式形成了通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)兩大分支。單片機(jī)單芯片的微小體積和低的成本，可廣泛地嵌入到如玩具、家用電器、機(jī)器人、儀器儀表、汽車(chē)電子系統(tǒng)、工業(yè)控

2、制單元、辦公自動(dòng)化設(shè)備、金融電子系統(tǒng)、艦船、個(gè)人信息終端及通訊產(chǎn)品中，成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)中最重要的智能化工具。本文所涉及的是市場(chǎng)占有率最高的是MCS51系列，因?yàn)槭澜缟虾芏嘀腎C生產(chǎn)廠家都生產(chǎn)51兼容的芯片。生產(chǎn)MCS51系列單片機(jī)的廠家如美國(guó)AMD公司、ATMEL公司、INTEL公司、WINBOND公司、PHILIPS公司、ISSI公司、TEMIC公司及南韓的LG公司、日本NEC、西門(mén)子公司等。到目前為止，MCS51單片機(jī)已有數(shù)百個(gè)品種，還在不斷推出功能更強(qiáng)的新產(chǎn)品。關(guān)鍵字：?jiǎn)纹瑱C(jī)A/D溫度測(cè)控MCS-80C51Basedonthetemperatureofthe51SCMmeasurem

3、entinstrumentAbstract:SingleChipMicrocomputerhereinafterreferredtoasthesinglechipmicrocomputer,alsoknownasMCU(MicroControllerUnit),thecomputeristhebasicpartofminiaturization,makeintegrationonasinglechipmicrocomputer.PiececontainsCPU、ROM、RAM、ParallelI/O、serialportsI/O、thetimer/counter、interruptcontro

4、l、Thesystemclockandthesystembus,etc.Withthedevelopmentoftechnology,SCMisnotastrangenouns,Itistheemergenceofthehistoryofmoderncomputertechnology,Becausethebirthofthesinglechipmicrocomputermarksformalformthecomputergeneralcomputersystemsandembeddedcomputersystemtwobranches.Singlechipmicrocontrollertin

5、ysizeandlowcost,Canbewidelyembeddedinsuchastoyshouseholdappliancesrobotinstrumentsautomotiveelectronicindustrialcontrolunitofficeautomationequipmentfinancialelectronicsystemshipterminalsandpersonalinformationcommunicationproduct,becomeamodernelectronicsystemisthemostimportantintelligenttool.Thispape

6、risrelatedtothemarketshareisthehighestMCS51series,becausemuchoftheworldfamousICmanufacturersareproduction51compatiblechipproductionMCS51seriesmicrocontrollermanufacturerssuchastheAMDATMELcompanyINTELcompanyWINBONDcompanyPHILIPScompanyTEMICcompanyandSouthKoreaISSIcompanyLGcompanyJapanNECSiemensag,etc

7、sofar,MCS51SCMhashundredsofspecies,alsoincontinuouslyintroducemorepowerfulnewproducts.Keyword:singlechipA/DtemperaturemeasurementandcontrolMCS-80C51目錄一.選題背景11.單片機(jī)的歷史12.MCS-51單片機(jī)應(yīng)用43.芯片的介紹4二.方案論證61A/D轉(zhuǎn)換原理6（1）逐次逼近式轉(zhuǎn)換原理6（2）積分轉(zhuǎn)換原理62A/D轉(zhuǎn)換器的主要性能指標(biāo)和參數(shù)8（1）分辨率(Resolution)8（2）量化誤差(QuantizingError)8（3）線(xiàn)性度(Line

8、arity)9（4）絕對(duì)精度(AbsoluteAccuracy)9（5）轉(zhuǎn)換時(shí)間(ConversionTime)93A/D轉(zhuǎn)換器的基本工作原理及器件介紹9三.過(guò)程論述111.數(shù)據(jù)定標(biāo)112.信號(hào)放大13四.結(jié)果分析14五.總結(jié)15六.致謝16七.附錄17八.參考文獻(xiàn).20一背景1單片機(jī)的歷史自1971年美國(guó)INTEL公司制造出第一塊4位微處理器以來(lái)，其發(fā)展十分迅猛，到目前為止，大致可分為以下五個(gè)階段：（1）4位單片機(jī)（19711974）（2）低檔8位單片機(jī)（19741978）（3）高檔8位單片機(jī)（19781982）（4）16位單片機(jī)（19821990）（5）新一代單片機(jī)（90年代以來(lái)）2單片機(jī)

9、的應(yīng)用因單片機(jī)具有體積小、重量輕、價(jià)格便宜、功耗低、控制功能強(qiáng)及運(yùn)算速度快等特點(diǎn)，故在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、軍事及家用電器等領(lǐng)域均得到廣泛的應(yīng)用。按照單片機(jī)的特點(diǎn)，單片機(jī)可分為單機(jī)應(yīng)用和多機(jī)應(yīng)用。在一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)中，只用一個(gè)單片機(jī)，這是目前應(yīng)用最多的方式，主要應(yīng)用領(lǐng)域有：（1）單機(jī)應(yīng)用：測(cè)控系統(tǒng)。用單片機(jī)可構(gòu)成各種工業(yè)控制系統(tǒng)、自適應(yīng)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等。例如，溫室人工氣候控制、水閘自動(dòng)控制、電鍍生產(chǎn)線(xiàn)自動(dòng)控制、汽輪機(jī)電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)、車(chē)輛檢測(cè)系統(tǒng)、機(jī)器人軸處理器等2。智能儀表。用單片機(jī)改造原有的測(cè)量、控制儀表，能迥數(shù)字化、智能化、多功能化、綜合化、柔性化發(fā)展。如溫度、壓力、流量、濃度等的測(cè)量、顯示及儀表控

10、制。通過(guò)采用單片機(jī)軟件編程技術(shù)，使測(cè)量?jī)x表中長(zhǎng)期存在的誤差修正、線(xiàn)性化處理等難題迎刃而解。機(jī)電一體化產(chǎn)品。單片機(jī)與傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品結(jié)合，使傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，控制智能化。這類(lèi)產(chǎn)品如：簡(jiǎn)易數(shù)控機(jī)床，電腦繡花機(jī)，醫(yī)療器械等。智能接口。在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)（特別是較大型的工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)）中，普遍采用單片機(jī)進(jìn)行接口的控制與管理，因單片機(jī)與主機(jī)是并行工作，故能大大提高了系統(tǒng)的運(yùn)行速度。例如：在大型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，用單片機(jī)對(duì)ADC接口進(jìn)行控制不僅可提高采集速度，而且還能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，如數(shù)字濾波、線(xiàn)性化處理、誤差修正等。智能民用產(chǎn)品。在家用電器、玩具、游戲機(jī)、聲像設(shè)備、電子秤、收銀機(jī)、辦公設(shè)備、廚房設(shè)備等產(chǎn)品

11、中引入單片機(jī)，不僅使產(chǎn)品的功能大大增強(qiáng)，而且獲得了良好的使用效果。（2）多機(jī)應(yīng)用：?jiǎn)纹瑱C(jī)的多機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)可分為功能集散系統(tǒng)、并行多機(jī)處理及局部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。功能集散系統(tǒng)。多功能集散系統(tǒng)是為了滿(mǎn)足工程系統(tǒng)多種外圍功能的要求而設(shè)置的多機(jī)系統(tǒng)。例如：一個(gè)加工中心的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)除完成機(jī)床加工運(yùn)行控制外，還要控制對(duì)刀系統(tǒng)、坐標(biāo)系統(tǒng)、刀庫(kù)管理、狀態(tài)監(jiān)視、伺服驅(qū)動(dòng)等結(jié)構(gòu)。并行多控制系統(tǒng)。并行多控制系統(tǒng)主要解決工程應(yīng)用系統(tǒng)的快速問(wèn)題，以便構(gòu)成大型實(shí)時(shí)工程應(yīng)用系統(tǒng)。典型的有快速并行數(shù)據(jù)采集、處理系統(tǒng)、實(shí)時(shí)圖像處理系統(tǒng)等。局部網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的出現(xiàn)，使單片機(jī)應(yīng)用進(jìn)入了一個(gè)新的水平。目前該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要是分布式測(cè)控系

12、統(tǒng)，單片機(jī)主要用于系統(tǒng)中的通信控制，以及構(gòu)成各種測(cè)控子級(jí)系統(tǒng)。典型的分布式測(cè)控系統(tǒng)有兩種類(lèi)型：樹(shù)狀網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與位總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。單片機(jī)是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、電子技術(shù)的新興領(lǐng)域，無(wú)論是單片機(jī)本身還是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法都會(huì)隨時(shí)代不斷發(fā)生變化。綜上所述，單片機(jī)已成為計(jì)算機(jī)發(fā)展和應(yīng)有的一個(gè)重要方面。另一方面，單片機(jī)應(yīng)用的重要意義還在于，它從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。從前必須由模擬電路或數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)的大部分功能，現(xiàn)在已能用單片機(jī)通過(guò)軟件方法來(lái)實(shí)現(xiàn)了。這種用軟件代替硬件的控制技術(shù)也稱(chēng)為微控制技術(shù)，是對(duì)傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。3設(shè)計(jì)的各種芯片介紹先對(duì)本次設(shè)計(jì)需要用到的芯片進(jìn)行大致介紹。第一塊芯片：圖180C51的內(nèi)部結(jié)構(gòu)