毕业设计（论文）-单片机数字温度计设计.doc

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第一章引言

单片机是一种集成电路芯片,采用超大规模集成电路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、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片芯片上,构成一个最小而又完善的计算机系统。单片机有着微处理器所不具备的功能,它可单独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。
不同的单片机有着不同的硬件特征和软件特征,即它们的技术特征均不尽相同,硬件特征取决于单片机芯片的内部结构,用户要使用某种单片机,必须了解该型产品是否满足需要的功能和应用系统所要求的特性指标。这里的之间特征包括功能特性、控制特性和电气特性等等,这些信息需要从生产产商的技术手册中得到。软件特征是指指令系统特性和开发支持环境,指令特性即我们熟悉的单片机的寻址方式、数据处理和逻辑处理方式,输入输出特性及对电源的要求等等。开发支持的环境包括指令的兼容及可移植性,支持软件(包含可支持开发应用程序的软件资源)及硬件资源。要利用某型号单片机开发自己的应用系统,掌握其结构特征和技术特征是必需的。

单片机诞生于20世纪70年代。所谓单片机是利用大规模集成电路技术把中央处理单元(CPU)和数据存储器(RAM)、程序存储器(ROM)及其I/O通信接口集成在一块芯片上,构成一个最小的计算机系统,而现代的单片机则加上了中断单元、定时单元及A/D转换等更加复杂、更完善的电路,使得单片机的功能越来越强大,应用更广泛。
20世纪70年代,微电子技术正处于发展阶段,集成电路属于中规模发展时期,各种新材料新工艺尚未成熟,单片机仍处于在发展阶段,元件集成规模还比较小,功能比较简单,一般均把CPU、RAM,有的还包括了一些简单的I/O口集成到芯片上,像Farichild公司就属于这一类型,它还需配上外围的其他处理电路才构成完整的计算系统,类似的单片机还有Zilog公司的Z80微处理器。
1976年Intel公司推出了MCS-48单片机,这个时期的单片机才是真正的8位单片机微型计算机,并推向市场。它以体积小、功能全、价格低赢得了广泛的应用,为单片机的发展奠定了基础。
20世纪80年代,世界各大公司均竞相研制出品种多、功能强的单片机,约有几十个系列,300多个品种,此时的单片机均属于真正的单片化,大多集成了CPU、RAM、ROM数目繁多的I/O接口、多种中断系统,甚至还有一些带A/K转换器的单片机。功能越来越强大,RAM和ROM的容量也越来越大,寻址空间甚至可以达64KB,可以说,单片机发展到了一个全新阶段,应用领域更广泛,许多电子产品均走向利用单片机控制的智能化发展道路。


单片机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、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。

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、与计算机联网构成二级控制系统等。

现在的家用电器基本上都采用了单片机控制,如电饭褒、洗衣机、冰箱等。

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,例如手机,小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信等。

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。
第二章总体设计方案
方案选择
方案一
智能仪器是单片机应用的一个很广泛的领域,其中温度测量又是其中非常重要的部份。由于本设计是测温电路,传统的中、低测温领域中采用的方法有热敏电阻、半导体温传感器等各种方法。通过这些器件来利用其感温效应,在将随被测温度变化的电压或电流信号采集过来,进行A/D转换后,就可以用单片机进行数据的处理,再用数码管进行显示,就可以将被测温度显示出来,这种设计需要用到A/D转换电路,感温电路比较麻烦,而且A/D转换器价格相当昂贵,这些方法还都有一些缺陷,如线性度、灵敏度差等。
方案二
如今传感技术是现代信息技术三大基础之一,而且在智能仪器上得到了广泛的应用。故在