单片机应用系统设计——温度巡检系统.doc
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单片机应用系统设计——温度巡检系统,论文标准word格式排版 73页摘要本论文采用台湾凌阳公司生产的’nsp系列16位spce061a单片机，设计了用于检测炉窑温度的温度巡检系统, 该系统在冶金、化工等领域应用较为广泛。课题主要内容包括硬件设计（热电偶温度传感器、热电偶温度变送器、驱动芯片、led显示器等）以及软件程序设计（模拟量的采集、a/d转换模块、...
内容介绍
此文档由会员 莎士比亚 发布
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摘要
本论文采用台湾凌阳公司生产的’nSP系列16位SPCE061A单片机，设计了用于检测炉窑温度的温度巡检系统, 该系统在冶金、化工等领域应用较为广泛。课题主要内容包括硬件设计（热电偶温度传感器、热电偶温度变送器、驱动芯片、LED显示器等）以及软件程序设计（模拟量的采集、A/D转换模块、定时器、I/O模块等）。
该系统可以在一个采样周期内实现四个温度采集点的巡回检测、各个采集点的温度的LED显示、温度的超限报警功能。论文详细阐述了软件设计的思路，并对硬件接口电路和程序流程图进行了详细的分析，并对系统的抗干扰性能进行了优化设置。
大部分程序采用了C语言编程，相较于汇编语言来说它具有结构灵活，数字信号处理能力强的特点，而且只要修改参数就可以方便地应用于其它类似的系统。
关键字：SPCE061A单片机，采样，A/D转换
The Design of System for Itinerant Temperature Measurement Using MCU
Abstract
The author of the paper designs a itinerant measurement system of temperature in measuring the furnace temperature using the SPCE061A 16-bit MCU in the ’nSP series made by Taiwan Sunplus Ltd , which is used widely in the filed of metallurgical engineering and chemical industry. This paper contains the designs of hardware (the thermocouple sensor, the thermocouple convert, the driver, the LED displayer etc.) and the software (the analog data collect, the ADC convert unit, the Timer，the I/O unit etc.).
The system can measure the furnace temperature of the four points in a sample period, display the temperature data of each point on the LED displayer and give an alarm when the temperature oversteps the normal boundaries. The paper tells the designing thought in detail and analyses the circuit diagrams and charts with clarity.
Most of the programs are described by C language, which has the advantages of agility structure and strong Digital Signal Processing ability to the assemble language. The program can be transplanted conveniently to other similar system just by modifying the parameters.
Keywords: SPCE061A MCU, sample，analogy-digital-convert
目录
1 绪论1
1.1 课题的提出1
1.2 单片机的发展及现状1
1.3 课题的系统构成2
2 系统基本硬件4
2.1 凌阳16位单片机SPCE061A介绍4
2.1.1 SPCE061A的性能5
2.1.2 SPCE061A的内部结构和最小系统6
2.1.3 定时器和计数器8
2.1.4 输入输出接口11
2.1.5 A/D转换器13
2.1.6 凌阳SPCE061A的指令系统15
2.2 温度传感器17
2.2.1热电偶的测温原理18
2.2.2 热电偶传感器的选型18
2.2.3 热电偶的结构形式19
2.2.4 热电偶的冷端补偿19
2.3 温度变送器21
3 系统硬件设计24
3.1 电路方框图其说明24
3.2 SPCE061A与计算机的接口24
3.3 SPCE61A与外部传感器、变送器的接口25
3.3.1 被测温度的输入通道25
3.3.2 温度传感器和温度变送器与SPCE061A的接口电路26
3.4 LED显示器接口电路26
3.4.1 七段数码管27
3.4.2 静态显示方式和动态显示方式27
3.4.3 LED显示器的接口电路28
3.4.4驱动芯片BIC781829
3.5声光报警电路30
3.5.1 通道1～4的报警电路接口30
3.5.2 SPCE061A的DAC输出通道与扬声器的接口31
3.6 SPCE061A的电源模块32
4 系统的软件程序设计33
4.1 主程序33
4.2 FIQ中断子程序35
4.3 采样及A/D转换子程序36
4.4数字滤波子程序38
4.5标度转换子程序39
4.6报警子程序39
4.6.1 报警子程序Sgbj（）40
4.6.2报警子程序Alarm（）41
4.7 LED显示子程序42
4.7.1 LED显示子程序Display（）42
4.7.2 LED显示器的段选码43
4.7.3 LED显示子程序F＿show（）43
4.8 放音子程序44
4.9 编程工作的总结45
5 系统调试47
5.1编程工具’nSP IDE的简介47
5.2 程序的调试51
6 总 结53
参考文献54
附录55
附录一：SPCE061A引脚说明（PLCC84封装形式）55
附录二：源程序代码57
附录三：系统硬件电路图67
致谢68
摘要
本论文采用台湾凌阳公司生产的’nSP系列16位SPCE061A单片机，设计了用于检测炉窑温度的温度巡检系统, 该系统在冶金、化工等领域应用较为广泛。课题主要内容包括硬件设计（热电偶温度传感器、热电偶温度变送器、驱动芯片、LED显示器等）以及软件程序设计（模拟量的采集、A/D转换模块、定时器、I/O模块等）。
该系统可以在一个采样周期内实现四个温度采集点的巡回检测、各个采集点的温度的LED显示、温度的超限报警功能。论文详细阐述了软件设计的思路，并对硬件接口电路和程序流程图进行了详细的分析，并对系统的抗干扰性能进行了优化设置。
大部分程序采用了C语言编程，相较于汇编语言来说它具有结构灵活，数字信号处理能力强的特点，而且只要修改参数就可以方便地应用于其它类似的系统。
关键字：SPCE061A单片机，采样，A/D转换
The Design of System for Itinerant Temperature Measurement Using MCU
Abstract
The author of the paper designs a itinerant measurement system of temperature in measuring the furnace temperature using the SPCE061A 16-bit MCU in the ’nSP series made by Taiwan Sunplus Ltd , which is used widely in the filed of metallurgical engineering and chemical industry. This paper contains the designs of hardware (the thermocouple sensor, the thermocouple convert, the driver, the LED displayer etc.) and the software (the analog data collect, the ADC convert unit, the Timer，the I/O unit etc.).
The system can measure the furnace temperature of the four points in a sample period, display the temperature data of each point on the LED displayer and give an alarm when the temperature oversteps the normal boundaries. The paper tells the designing thought in detail and analyses the circuit diagrams and charts with clarity.
Most of the programs are described by C language, which has the advantages of agility structure and strong Digital Signal Processing ability to the assemble language. The program can be transplanted conveniently to other similar system just by modifying the parameters.
Keywords: SPCE061A MCU, sample，analogy-digital-convert
目录
1 绪论1
1.1 课题的提出1
1.2 单片机的发展及现状1
1.3 课题的系统构成2
2 系统基本硬件4
2.1 凌阳16位单片机SPCE061A介绍4
2.1.1 SPCE061A的性能5
2.1.2 SPCE061A的内部结构和最小系统6
2.1.3 定时器和计数器8
2.1.4 输入输出接口11
2.1.5 A/D转换器13
2.1.6 凌阳SPCE061A的指令系统15
2.2 温度传感器17
2.2.1热电偶的测温原理18
2.2.2 热电偶传感器的选型18
2.2.3 热电偶的结构形式19
2.2.4 热电偶的冷端补偿19
2.3 温度变送器21
3 系统硬件设计24
3.1 电路方框图其说明24
3.2 SPCE061A与计算机的接口24
3.3 SPCE61A与外部传感器、变送器的接口25
3.3.1 被测温度的输入通道25
3.3.2 温度传感器和温度变送器与SPCE061A的接口电路26
3.4 LED显示器接口电路26
3.4.1 七段数码管27
3.4.2 静态显示方式和动态显示方式27
3.4.3 LED显示器的接口电路28
3.4.4驱动芯片BIC781829
3.5声光报警电路30
3.5.1 通道1～4的报警电路接口30
3.5.2 SPCE061A的DAC输出通道与扬声器的接口31
3.6 SPCE061A的电源模块32
4 系统的软件程序设计33
4.1 主程序33
4.2 FIQ中断子程序35
4.3 采样及A/D转换子程序36
4.4数字滤波子程序38
4.5标度转换子程序39
4.6报警子程序39
4.6.1 报警子程序Sgbj（）40
4.6.2报警子程序Alarm（）41
4.7 LED显示子程序42
4.7.1 LED显示子程序Display（）42
4.7.2 LED显示器的段选码43
4.7.3 LED显示子程序F＿show（）43
4.8 放音子程序44
4.9 编程工作的总结45
5 系统调试47
5.1编程工具’nSP IDE的简介47
5.2 程序的调试51
6 总 结53
参考文献54
附录55
附录一：SPCE061A引脚说明（PLCC84封装形式）55
附录二：源程序代码57
附录三：系统硬件电路图67
致谢68
