第一篇：膨脹計(jì)法測(cè)定聚合物的玻璃化溫度實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)五 膨脹計(jì)法測(cè)定聚合物的玻璃化溫度

聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變是指非晶態(tài)聚合物從玻璃態(tài)到高彈態(tài)的轉(zhuǎn)變，是高分子鏈段開(kāi)始自由運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)變。在發(fā)生轉(zhuǎn)變時(shí)，與高分子鏈段運(yùn)動(dòng)有關(guān)的多種物理量（例如比熱、比容、介電常數(shù)、折光率等）都將發(fā)生急劇變化。顯而易見(jiàn)，玻璃化轉(zhuǎn)變是聚合物非常重要的指標(biāo)，測(cè)定高聚物玻璃化溫度具有重要的實(shí)際意義。目前測(cè)定聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的主要有扭擺、扭辮、振簧、聲波轉(zhuǎn)播、介電松弛、核磁共振和膨脹計(jì)等方法。本實(shí)驗(yàn)則是利用膨脹計(jì)測(cè)定聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，即利用高聚物的比容－溫度曲線上的轉(zhuǎn)折點(diǎn)確定高聚物的玻璃化溫度（Tg）。

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求

1、掌握膨脹計(jì)法測(cè)定聚合物Tg的實(shí)驗(yàn)基本原理和方法。

2、了解升溫速度對(duì)玻璃化溫度的影響。

3、測(cè)定聚苯乙烯的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。

二、實(shí)驗(yàn)原理

當(dāng)玻璃化轉(zhuǎn)變時(shí)，高聚物從一種粘性液體或橡膠態(tài)轉(zhuǎn)變成脆性固體。根據(jù)熱力學(xué)觀點(diǎn)，這一轉(zhuǎn)變不是熱力學(xué)平衡態(tài)，而是一個(gè)松弛過(guò)程，因而玻璃態(tài)與轉(zhuǎn)變的過(guò)程有關(guān)。描述玻璃化轉(zhuǎn)變的理論主要有自由體積理論、熱力學(xué)理論、動(dòng)力學(xué)理論等。本實(shí)驗(yàn)的基本原理來(lái)源于應(yīng)用最為廣泛的自由體積理論。

根據(jù)自由體積理論可知：高聚物的體積由大分子己占體積和分子間的空隙，即自由體積組成。自由體積是分子運(yùn)動(dòng)時(shí)必需空間。溫度越高，自由體積越大，越有利于鏈段中的短鏈作擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)而不斷地進(jìn)行構(gòu)象重排。當(dāng)溫度降低，自由體積減小，降至玻璃化溫度以下時(shí)，自由體積減小到一臨界值以下，鏈段的短鏈擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)受阻不能發(fā)生（即被凍結(jié)）時(shí)，就發(fā)生玻璃化轉(zhuǎn)變。圖5-1高聚物的比容—溫度關(guān)系曲線能夠反映自由體積的變化。圖中上方的實(shí)線部分為聚合物的總體積，下方陰影區(qū)部分則是聚合物己占體積。當(dāng)溫度大于Tg時(shí)，高聚物體積的膨脹率就會(huì)增加，可以認(rèn)為是自由體積被釋放的結(jié)果，圖中?r段部分。當(dāng)T

階段，聚合物容積隨溫度線性增大，如圖?g段部分。顯然，兩條直線的斜率發(fā)生極大的變化，出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，這個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度就是玻璃化溫度Tg。

圖5-1 聚合物的比容—溫度關(guān)系曲線

圖5-2 膨脹計(jì)構(gòu)造圖

Tg值的大小與測(cè)試條件有關(guān)，如升溫速率太快，即作用時(shí)間太短，使鏈段來(lái)不及調(diào)整位置，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度就會(huì)偏高。反之偏低，甚至檢測(cè)不到。所以，測(cè)定聚合物的玻璃化溫度時(shí)，通常采用的標(biāo)準(zhǔn)是1~2℃/min。Tg大小還和外力有關(guān)，單向的外力能促使鏈段運(yùn)動(dòng)。外力越大，Tg降低越多。外力作用頻率增加，則Tg升高。所以，用膨脹計(jì)法所測(cè)得的Tg比動(dòng)態(tài)法測(cè)得的要低一些。除了外界條件，Tg值還受聚合物本身的化學(xué)結(jié)構(gòu)的影響，同時(shí)也受到其它結(jié)構(gòu)因素如共聚交聯(lián)、增塑以及分子量等的影響。

現(xiàn)設(shè)自由體積占總體積的分率即自由體積分率為f，則溫度在Tg附近并大于Tg時(shí)，滿足下式：

f?fg???(T?Tg)

（5-1）

式中，fg－為T(mén)g時(shí)自由體積分率；????r??g，自由體積膨脹部分；?r和?g分別為玻璃化溫度上、下聚合物整體的膨脹系數(shù)。根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果，有人提出聚合物粘度與玻璃化溫度經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式，即WLF方程：

logC1(T?Tg)?(T)??

（5-2）?(Tg)C2?(T?Tg)式中，C1=17.44，C2=51.6，?(T)和?(Tg)分別為溫度T和Tg時(shí)聚合物的粘度。該式適用的溫度范圍Tg~Tg?100℃。關(guān)于C1和C2的物理意義，可與Doolittle粘度方程進(jìn)行對(duì)照賦予：

??AeB(Vf/V)?Ae1/f

（5-3）

式中，A、B均為常數(shù)，Vf是自由體積，V為總體積，一般可以為B=1。

將式（5-3）代入式（5-2），即有：

logfg/2.303(T?Tg)?(T)??

（5-4）?(Tg)fg/???(T?Tg)?4?1由此可得：fg?0.025，???4.8?10DEG。即表明大部分線性柔性鏈，在玻璃化轉(zhuǎn)變時(shí)自由體積分率恒定為2.5%。根據(jù)這一點(diǎn)可以定量解釋分子量、增塑劑、共聚等對(duì)玻璃化溫度的影響。其中分子量對(duì)Tg影響有如下關(guān)系：

Tg(M)?Tg(?)?K

（5-5）Mn式中，Tg(?)為分子量為無(wú)限大時(shí)的Tg，可以作圖外推得到；Mn為數(shù)均分子量；K—為常數(shù)，其物理意義可有自由體積理論得到?？紤]到每一個(gè)端基對(duì)自由體積的額外貢獻(xiàn)θ，試樣密度ρ和阿弗加得羅常數(shù)NA，當(dāng)分子量為M時(shí)，單位體積試樣中分子量的末端對(duì)自由體積的額外貢獻(xiàn)為2ρNA /M。根據(jù)自由體積理論，分子量為M和∞兩個(gè)試樣在玻璃化轉(zhuǎn)變時(shí)的自由體積是相等的，即：

2??NA???Tg(?)?Tg(M)

（5-6）M??或?qū)懗桑?/p>

Tg(M)?Tg(?)??4?12?NA?1()

（5-7）??Mn式中，???4.8?10DEG。?可由Tg對(duì)1/Mn作圖求得。

三、儀器藥品

1、膨脹儀、甘油油浴鍋、溫度計(jì)、電爐、調(diào)壓器和電動(dòng)攪拌器等。

2、聚苯乙烯，工業(yè)級(jí)；乙二醇和真空密封油。

四、實(shí)驗(yàn)步驟

1、先在洗凈、烘干的膨脹計(jì)樣品管中加入PS顆粒，加入量約為樣品管體積的4/5。然后緩慢加入乙二醇，同時(shí)用玻璃棒輕輕攪拌驅(qū)趕氣泡，并保持管中液面略高于磨口下端。

2、在膨脹計(jì)毛細(xì)管下端磨口處涂上少量真空密封油，將毛細(xì)管插入樣品管，使乙二醇升入毛細(xì)管柱的下部，不高于刻度10小格，否則應(yīng)適當(dāng)調(diào)整液柱高度，用滴管吸掉多于乙二醇。

3、仔細(xì)觀察毛細(xì)管內(nèi)液柱高度是否穩(wěn)定，如果液柱不斷下降，說(shuō)明磨口密封不良，應(yīng)該取下擦凈重新涂敷密封油，直至液柱刻度穩(wěn)定，并注意毛細(xì)管內(nèi)不留氣泡。

4、將膨脹計(jì)樣品管浸入油浴鍋，垂直夾緊，謹(jǐn)防樣品管接觸鍋底。

5、打開(kāi)加熱電源開(kāi)始升溫，并開(kāi)動(dòng)攪拌機(jī)，適宜調(diào)節(jié)加熱電壓，控制升溫速度為1℃/min左右。間隔5min記錄一次溫度和毛細(xì)管液柱高度。當(dāng)溫度升至60℃以上時(shí)，應(yīng)該每升高2℃，就要記錄一次溫度和毛細(xì)管液柱高度，直至110℃，停止加熱。

6、取下膨脹計(jì)及油浴鍋，當(dāng)油浴溫度降至室溫，可另取一支膨脹計(jì)裝好試樣，改變升溫速率為3℃/min，按上述操作要求重新實(shí)驗(yàn)。

7、以毛細(xì)管高度為縱軸、溫度橫軸左圖，在轉(zhuǎn)折點(diǎn)兩邊做切線，其交點(diǎn)處對(duì)應(yīng)溫度即為玻璃化溫度。

8、如果采用三個(gè)膨脹計(jì)在確保相同條件下同時(shí)測(cè)定三個(gè)試樣，即可以這三個(gè)試樣的Tg對(duì)1/Mn左圖，求得Tg（∞）和K及θ。

五、注意事項(xiàng)

1、注意選取合適測(cè)量溫度范圍。因?yàn)槌瞬ＡЩD(zhuǎn)變外，還存在其它轉(zhuǎn)變。

2、測(cè)量時(shí)，常把試樣在封閉體系中加熱或冷卻，體積的變化通過(guò)填充液體的液面升降而讀出。因此，要求這種液體不能和聚合物發(fā)生反應(yīng)，也不能使聚合物溶解或溶脹。

六、思考題

1、作為聚合物熱膨脹介質(zhì)應(yīng)具備哪些條件？

2、聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度受到哪些因素的影響？

3、若膨脹計(jì)樣品管內(nèi)裝入的聚合物量太少，對(duì)測(cè)試結(jié)果有何影響？

4、膨脹計(jì)還有哪些應(yīng)用？

第二篇：扭擺法測(cè)定物體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量實(shí)驗(yàn)報(bào)告

扭擺法測(cè)定物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>

1.測(cè)定扭擺的儀器常數(shù)（彈簧的扭轉(zhuǎn)常數(shù)）K。

2.測(cè)定熟料圓柱體、金屬圓筒、木球與金屬細(xì)長(zhǎng)桿的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。

3.驗(yàn)證轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的平行軸定理。

二、實(shí)驗(yàn)器材

扭擺、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)試儀、金屬圓筒、實(shí)心塑料圓柱體、木球、驗(yàn)證轉(zhuǎn)動(dòng)慣量平行軸定理用的金屬細(xì)桿（桿上有兩塊可以自由移動(dòng)的金屬滑塊）、游標(biāo)卡尺、米尺 托盤(pán)天平。

三、實(shí)驗(yàn)原理

1.測(cè)量物體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的構(gòu)思與原理

將物體在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)以角度 θ 后，在彈簧的恢復(fù)力矩作用下物體就開(kāi)始繞垂直軸作往返扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。更具胡克定律，彈簧受扭轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的恢復(fù)力矩 M 與所轉(zhuǎn)過(guò)的角度 θ 成正比，即 M K ? ? ?

式中 K 為彈簧的扭轉(zhuǎn)常數(shù)。

若使 I 為物體繞轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，β 為角加速度，由轉(zhuǎn)動(dòng)定律 M I ? ? 可得 M KI I? ? ? ? ?

令2KI? ?，忽略軸承的磨察阻力距，得 222ddt?? ? ? ? ? ?

上式表示扭擺運(yùn)動(dòng)具有角簡(jiǎn)諧振動(dòng)的特性，角加速度與角位移成正比，且方向相反。方程的解為 cos()A t ? ? ? ? ?

式中 A 為簡(jiǎn)諧振動(dòng)的角振幅，? 為初相位角，? 為角速度。諧振動(dòng)的周期為 22ITK???? ?

由上式可知，只要通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得物體扭擺的擺動(dòng)周期，并在 I 和 K 中任何一個(gè)量已知時(shí)即可計(jì)算出另外一個(gè)量。

本實(shí)驗(yàn)使用一個(gè)幾何形狀規(guī)則的小塑料圓柱，它的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可以根據(jù)質(zhì)量和幾何尺寸用理論公式直接計(jì)算得到，將其放在扭擺的金屬載物盤(pán)上，通過(guò)測(cè)定其在扭擺儀上擺動(dòng)時(shí)的周期，可算出儀器彈簧的 K 值。若要測(cè)定其他形狀物體的轉(zhuǎn)動(dòng)

慣量，只需將待測(cè)物體安放在同一扭擺儀頂部的各種夾具上，測(cè)定其擺動(dòng)周期，即可算出該物體繞轉(zhuǎn)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。

假設(shè)扭擺上只放置金屬載物圓盤(pán)時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為0I，周期為0T，則 220 04T IK??

若在載物圓盤(pán)上放置已知轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為“1I 的小塑料圓柱后，周期為1T，由轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的可加性，總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為”0 1I I ?，則 2 22 “ 2 ”1 0 1 0 14 4()T I I T IK K? ?? ? ? ?

解得 “212 21 04IKT T? ?? 以及 ” 21 002 21 0I TIT T??

若要測(cè)量任何一種物體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，可將其放在金屬載物盤(pán)上，測(cè)出擺動(dòng)周期T，就可算出其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 I，即 2024KTI I?? ?

本實(shí)驗(yàn)測(cè)量木球和金屬細(xì)桿的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量時(shí)，沒(méi)有用金屬載物盤(pán)，分別用了支架和夾具，則計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)慣量時(shí)需要扣除支架和夾具的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。

2.驗(yàn)證物體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的平行軸定理

本實(shí)驗(yàn)利用金屬細(xì)桿和兩個(gè)對(duì)稱放置在細(xì)桿兩邊凹槽內(nèi)的滑塊來(lái)驗(yàn)證平行軸定理。測(cè)量整個(gè)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)周期，可得整個(gè)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的實(shí)驗(yàn)值為 224KTI??

當(dāng)滑塊在金屬細(xì)桿上移動(dòng)的距離為 x 時(shí)，根據(jù)平行軸定理，整個(gè)系統(tǒng)對(duì)中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的理論計(jì)算公式應(yīng)為 “ 2+2 +2m I I I I x ? ?細(xì)桿 夾具 滑塊 滑塊 式中 I 滑塊 為滑塊通過(guò)滑塊質(zhì)心軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量理論值。

如果測(cè)量值 I 與理論計(jì)算值”I 相吻合，則說(shuō)明平行軸定理得證。

四、實(shí)驗(yàn)步驟

1.熟悉扭擺的構(gòu)造及使用方法，熟悉轉(zhuǎn)動(dòng)慣量測(cè)試儀的使用方法。

2.測(cè)出塑料圓柱體的外徑，金屬圓筒的內(nèi)、外徑，木球直徑，金屬細(xì)長(zhǎng)桿長(zhǎng)度及個(gè)物體質(zhì)量（各測(cè)量 3 次）。

3.調(diào)整扭擺基座底腳螺絲，使水平儀的氣泡位于中心。

4.裝上金屬載物盤(pán)，調(diào)整光電探頭的位置使載物盤(pán)上的擋光桿處于其缺口中央且能遮住發(fā)射、接受紅外光線的小孔。測(cè)定擺動(dòng)周期0T。

5.將塑料圓柱體垂直放在載物盤(pán)上，測(cè)定擺動(dòng)周期1T 。

6.用金屬圓筒代替塑料圓柱體，測(cè)定擺動(dòng)周期3T 。

7.取下載物盤(pán)、裝上木球，測(cè)定擺動(dòng)周期4T （在計(jì)算木球的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量時(shí)，應(yīng)扣除支架的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量）。

8.取下木球，裝上金屬細(xì)桿（金屬細(xì)桿中心必須與轉(zhuǎn)軸重合），測(cè)量擺動(dòng)周期5T （在計(jì)算金屬細(xì)桿的轉(zhuǎn)動(dòng)管糧食以扣除夾具的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量）。

9.將滑塊對(duì)稱放置在細(xì)桿兩邊的凹槽內(nèi)，此時(shí)滑塊質(zhì)心理轉(zhuǎn)軸的距離分別為5.00cm，10.00cm，15.00cm，20.00cm，25.00cm，測(cè)定擺動(dòng)周期 T，驗(yàn)證轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的平行軸定理（在計(jì)算轉(zhuǎn)動(dòng)慣量時(shí)，應(yīng)扣除夾具的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量）。

五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄

剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)定 物體名稱 質(zhì) 量/kg 幾何尺寸/210 m? 周期/s 轉(zhuǎn) 動(dòng) 慣 量/-4 210 kg m（）

實(shí)驗(yàn)值/-4 210 kg m（）

百分差 金屬載物盤(pán)

01T

“ 21 002 21 0I TIT T??

02T

03T

0T

小塑料圓柱

11D

11T

2”1 11= m8I D 211 024KTI I?? ?

12D

12T

13D

13T

1D

1T

大塑料圓柱

21D

21T

2“2 21= m8I D 222 024KTI I?? ?

22D

22T

23D

23T

2D

2T

剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)定 物體名稱 質(zhì) 量/kg 幾何尺寸/210 m? 周期/s 轉(zhuǎn) 動(dòng) 慣 量/-4 210 kg m（）

實(shí)驗(yàn)值/-4 210 kg m（）

百分差 金屬圓筒

1D 外

31T2”31= m +8I D D外 內(nèi)（）

233 024KTI I?? ?

2D 外

3D 外

32T

D 外

1D 內(nèi)

33T

2D 內(nèi)

3D 內(nèi)

3T

D 內(nèi)

剛體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的測(cè)定 物體名稱 質(zhì) 量/kg 幾何尺寸/210 m? 周期/s 轉(zhuǎn) 動(dòng) 慣 量/-4 210 kg m（）

實(shí)驗(yàn)值/-4 210 kg m（）

百分差 木球

1D 直

41T

2“41= m10I D 直 24 4240.187KI T II?? ??支座支座

2D 直

42T

3D 直

43T

D 直

4T

金屬細(xì)桿

1L

51T

2”51= m10I L 25 5240.321KI T II?? ??夾具夾具

2L

52T

3L

53T

L

5T

平行軸定理的驗(yàn)證 2/10 x m? 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 1/ T s

2/ T s

3/ T s

/ T s

實(shí)驗(yàn)值/-4 210 kg m（）

224KTI??

理論值/-4 210 kg m（）

" 2 2522 242 =0.753KI T mx II?? ? ?滑塊滑塊

百分差

第三篇：溫度采集,,實(shí)驗(yàn)報(bào)告

課

程

設(shè)

計(jì)

任

務(wù)

書(shū)

題 題

目

基于Ａ0 D590 得溫度測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系 系

（（部 部)

信息科學(xué)與電氣工程學(xué)院

專 專

業(yè)

電氣工程及其自動(dòng)化

班 班

級(jí)

電氣 092

學(xué)生姓名

劉玉興

學(xué) 學(xué)

號(hào)

090 ８192 １0

月

日至

月

日

共

周 周指導(dǎo)教師（簽字)

系 系 主 任 任（簽字)

****年**月**日 一、設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 在單片機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)上實(shí)現(xiàn)智能溫度采集系統(tǒng)得設(shè)計(jì).要求利用溫度傳感器 AD5９0 采集溫度信號(hào),并調(diào)理放大采集到得電壓信號(hào)，用ＡDC0８09 進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換,實(shí)現(xiàn)溫度采集,并將采集溫度用數(shù)碼管靜態(tài)方式顯示出來(lái)。

設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：1）AＤ590 溫度采集電路;２)ADＣ08０9 接口電路;3)數(shù)碼管靜態(tài)方式實(shí)時(shí)顯示溫度;４)可按鍵設(shè)置報(bào)警上下限。

設(shè)計(jì)要求:1)能演示;2)能回答答辯過(guò)程中提問(wèn)得問(wèn)題;３）完成設(shè)計(jì)報(bào)告.二、設(shè)計(jì)原始資料 單片機(jī)原理及應(yīng)用教程

范立南

２006 年 １月 單片機(jī)原理及應(yīng)用教程

劉瑞新

200３年 07 月

三、設(shè)計(jì)完成后提交得文件與圖表

１.計(jì)算說(shuō)明書(shū)部分 1)方案論證報(bào)告打印版或手寫(xiě)版 2)程序流程圖 3)具體程序

2.圖紙部分: 具體電路原理圖打印版

四、進(jìn)程安排

教學(xué)內(nèi)容

地點(diǎn) 資料查閱與學(xué)習(xí)討論

現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室 分散設(shè)計(jì)

現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室 編寫(xiě)報(bào)告

現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室 成果驗(yàn)收

現(xiàn)代電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室

五、主要參考資料 《電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)基礎(chǔ)》馬建國(guó)、孟憲元編 清華大學(xué)出版

２0０4 年 4 月

《實(shí)用電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》

姜威

2008 年 1 月

《單片機(jī)系統(tǒng)得 PRＯTEUS 設(shè)計(jì)與仿真》

張靖武

2007 年 4月

摘要

? 溫度就是工業(yè)生產(chǎn)與自動(dòng)控制中最常見(jiàn)得工藝參數(shù)之一。過(guò)去溫度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,大多采用模擬技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣就不可避免地遇到諸如傳感器外圍電路復(fù)雜及抗干擾能力差等問(wèn)題;而其中任何一環(huán)節(jié)處理不當(dāng)，就會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)性能得下降。隨著半導(dǎo)體技術(shù)得高速發(fā)展,特別就是大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)得發(fā)展，數(shù)字化、微型化、集成化成為了傳感器發(fā)展得主要方向。

以單片機(jī)為核心得控制系統(tǒng).利用匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)得控制過(guò)程。在軟件方面，結(jié)合AＤC0809并行8位A/D轉(zhuǎn)換器得工作時(shí)序,給出8０Ｃ51單片機(jī)與ADC０90８并行

A/Ｄ轉(zhuǎn)換器件得接口電路圖，提出基于器件工作時(shí)序進(jìn)行匯編程序設(shè)計(jì)得基本技巧。本系統(tǒng)包括溫度傳感器,數(shù)據(jù)傳輸模塊,溫度顯示模塊與溫度調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)電路，其中溫度傳感器為數(shù)字溫度傳感器AD５90，包括了單總線數(shù)據(jù)輸出電路部分.文中對(duì)每個(gè)部分功能、實(shí)現(xiàn)過(guò)程作了詳細(xì)介紹。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)、匯編語(yǔ)言、ADＣ0809、溫度傳感器ＡD５90 Ａ Ａbs ｔｒact

Temｐeraｔurｅ ｉs the most ｍon one of proｃess ｐaramｅters in automatic coｎtｒol and inｄustriaｌ produｃtion、、In the ｔｒaｄitiｏｎａl tempｅｒaｔuｒe meａsureｍｅnt system desｉgｎ, often ｕsiｎg ｓiｍｕlａｔｉoｎ ｔecｈnoloｇy tｏ ｄｅsigｎ, anｄ this will inｅｖitably enｃounｔｅr error ｐensatioｎ, ｓｕｃh as leaｄ,plex outside circuｉt,pｏor antｉ-ｊammｉｎｇ and otｈｅr ｉssues, aｎd part ｏf ａ ｄeal ｗiｔh thｅm Improｐerly，couｌｄ ｃauｓe the entire system ｏf tｈe dｅｃｌine、With modeｒn scienｃe aｎd technｏloｇy of semｉｃondｕctｏｒ dｅｖｅloｐment, espｅcｉaｌｌy ｌargｅ-scale integrated cirｃuit design ｔeｃhnologies, ｄiｇitaｌ, ｍiniatｕrizatｉon, ｉｎｔegrａt(yī)ion sensors are being an ｉmｐortant ｄiｒeｃtioｎ of dｅｖelopmenｔ、Ｉn ｔhe ｃontrｏl systeｍs with ｔhe coｒｅ of SCM,ａｓｓeｍｂｌｙ ｌaｎguaｇｅ proｇraｍmiｎg is ｕsed to achieve tｈｅ conｔｒｏl ｏｆ thｅ wｈole sｙsｔem.biｎｉng ｗith the operatｉon seqｕence ｏf ADC08０9,the ｉntｅrｆaｃｅ ciｒｃuｉｔ diagraｍs ｏf 80C5１ SＣＭ ａｎd ADC０80９ paｒallel A／D conｖeger ale given。Ｔhｅ bａsic ｓｋｉlls oｆ assｅmbly languaｇe proｇraｍmiｎg ｂased on tｈｅ oｐeratｉｏｎ ｓｅ—ｑｕｅnee ｏf tｈe chip aｌｅ pｕt foｒwａrd。This sｙstｅm ｉnclude teｍｐeｒatｕre ｓenｓｏr and data tｒａnsmissｉon, the mｏdulediｓｐlayｓ module aｎｄ therｍoｒegulatｉon dｒiven cirｃｕｉt frｏm thｅ senｓors intｏｆigures oｆ tｈｅ teｍpeｒature sensoｒs AD590, iｎclｕdinｇ a ｌiｓt ｏf thｅ datａ outputcircuｉｔ、The text oｆ every ｐarｔ of the funｃtions aｎd ｐroｃedure at prｅseｎt、Ｋ Ｋey wordｓ:ｓｉngｌe-cｈip;assｅｍbly laｎguａgｅ;paralｌel A/D ｃonveｒsion;ＡDＣ080９;Teｍpeｒａt(yī)ure sensor AD５９0 目錄 摘要誤錯(cuò)? 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

Aｂｓtｒact.....................................................................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

第一章 系統(tǒng)功能原理及硬件介紹誤錯(cuò)? 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

1、1 80C５1 單片機(jī)介紹......................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

1、2 ADC0８09 介紹—-誤錯(cuò)? 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

l、２、１ ＡDC０8０9 得主要特點(diǎn)............................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

1、2、2 ＡDＣ0809 芯片得工作原理7?

1、3 ＡＤ590 得介紹............................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

第二章

理論分析誤錯(cuò)? 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

2、1

各模塊接線及原理說(shuō)明誤錯(cuò)? 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

2、1、1 AD５9０采集溫度信號(hào)模塊........................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

2、1、2

ADC08０９ A／D(模數(shù))轉(zhuǎn)換模塊.............錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

2、１、３動(dòng)態(tài)數(shù)碼管顯示模塊....................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

2、1、4

蜂鳴器超量程報(bào)警模塊................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

2、２最小分度、量程及報(bào)警溫度得算法誤錯(cuò)? 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

２、2、1 最小分度、量程得算法誤錯(cuò)? 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

第三章

各模塊電路設(shè)計(jì)誤錯(cuò)? 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

3、1 溫度測(cè)量采集及加熱電路模塊....................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

3、2

并行 A/Ｄ（模數(shù))轉(zhuǎn)換模塊......................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

3、3

蜂鳴器超量程報(bào)警模塊誤錯(cuò)? 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

３、4

可按鍵設(shè)置報(bào)警模塊誤錯(cuò)? 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

第四章 電路與程序設(shè)計(jì)誤錯(cuò)? 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

４、１ 程序流程圖.............................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

4、2 程序清單.......................................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

總結(jié)誤錯(cuò)? 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

參考文獻(xiàn)..........................................................................................................錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。

第一章 系統(tǒng)功能原理及 硬件介紹 該數(shù)字溫度計(jì)利用ＡD５９０集成溫度傳感器及其接口電路完成溫度得測(cè)量并轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號(hào),經(jīng)由模數(shù)轉(zhuǎn)換器 AＤC0809 轉(zhuǎn)換成單片機(jī)能夠處理得數(shù)字信號(hào),然后送到單片機(jī) 80C51 中進(jìn)行處理變換，最后將溫度值顯示在 LED 顯示器上。系統(tǒng)以 80C51 單片機(jī)為控制核心,加上 AD５9０測(cè)溫電路、AＤC０809 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、溫度數(shù)據(jù)顯示電路以及外圍電源等組成。系統(tǒng)組成框圖如圖 1 所示.圖 1 系統(tǒng)組成框圖

80C51 溫度顯示 電源及復(fù)位電路等 ADC0809 模數(shù)轉(zhuǎn)化 AD590 測(cè)溫電路 超量程報(bào)警

１、１ ８0C ５1 單片機(jī)介紹 80C5１就是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)得低電壓,高性能ＣMOＳ8位單片機(jī),可提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4Ｋ 字節(jié)閃存，128 字節(jié)內(nèi)部ＲAM，3２個(gè) I/O 口線,兩個(gè) 16 位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè) 5 向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)，8０C５1 可降至０HＺ得靜態(tài)邏輯操作,并支持兩種軟件可選得節(jié)電工作模式。空閑方式停止 CPU 得工作，但允許ＲＡＭ,定時(shí)/計(jì)數(shù)器,串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作.掉電方式保存 RAM 中得內(nèi)容,但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。

圖 2 8０C５1 引腳圖 引腳功能說(shuō)明 Ｖcc：電源電壓

GND：地

Ｐ0 口:P0 口就是一組 8 位漏極開(kāi)路型雙向 I/Ｏ口,即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)位口.作為輸出口用時(shí),每位能吸收電流得方式驅(qū)動(dòng) 8 個(gè)邏輯門(mén)電路，對(duì)端口寫(xiě)“1”可 作為高阻抗輸入端用．在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址(低 8 位）與數(shù)據(jù)總線復(fù)用,此時(shí) P0 激活內(nèi)部得上拉電阻。

P1 口:P1 就是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻得８位雙向Ｉ/Ｏ口。P1 得輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)(輸入或輸出）４個(gè) TTL 邏輯門(mén)電路。對(duì)端口寫(xiě)“1“,通過(guò)內(nèi)部得上拉電阻把端口拉到高電平,此時(shí)可做輸入口。因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻,某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。

P２口：P2 就是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻得 8 位雙向 I/O 口,P2 得輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)(輸入或輸出電流）４個(gè) TＴＬ邏輯門(mén)電路。對(duì)端口寫(xiě)“1”,通過(guò)內(nèi)部得上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作為輸入口.因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻,某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器獲 1６位地址得外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 ＭOＶＸ

DＰTＲ指令)時(shí),Ｐ2 口送出高８位地址數(shù)據(jù)。在訪問(wèn) 8 位地址得外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(如執(zhí)行 MOVX ＲI指令）時(shí)，Ｐ2 口線上得內(nèi)容(也即特殊功能寄存器（SＦR）區(qū)中 R2 寄存器得內(nèi)容)，在整個(gè)訪問(wèn)期間不改變。

P3 口:P３口就是一組帶有內(nèi)部上拉電阻得 8 位雙向 I/Ｏ口。P3 口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)(輸入或輸出)4 個(gè) TTL 邏輯門(mén)電路.對(duì)Ｐ3 口寫(xiě)入“１”時(shí)，她們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入口。此時(shí),被外部拉低得 P３口將用上拉電阻輸出電流。

RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。

ALE/ＰROG：當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí),ALE(地址鎖存允許)輸出脈沖用于鎖存地址得低 8 位字節(jié)。即使不訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器,AＬＥ仍以時(shí)鐘振蕩頻率得 1/６輸出固定得正脈沖信號(hào),因此它可對(duì)輸出時(shí)鐘信號(hào)或用于定時(shí)。要注意得就是:當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè)ＡLE 脈沖。閃存編程期時(shí),該引腳還用于輸入編程脈沖.PSEN:程序存儲(chǔ)允許輸出就是外部程序存儲(chǔ)器得讀選通信號(hào),當(dāng) 80C51 由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù))時(shí),每個(gè)機(jī)器周期兩個(gè) PSEＮ有效,即輸出兩個(gè)脈沖。在此期間，當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，這兩次有效得ＰSEN 信號(hào)不出現(xiàn)。

EＡ/VＰP：外部訪問(wèn)允許.要使 CＰＵ僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器(地址為０000H-—-FFＦFH）,EＡ端必須保持低電平（接地)。需注意得就是;如果加密位 LB1 被編程,復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存ＥA 端狀態(tài)。如 ＥＡ端為高電平（接 VCC 端)，CPU 則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中得指令。

ＸTAＬ1：振蕩器反相放大器及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器得輸入端。

XTAL2 :振蕩器反相放大器得輸出端。、2 A ＤC080 ９介紹 l、、２、1 ADC0 ８０9 得主要特點(diǎn) ADC0８０9 模數(shù)轉(zhuǎn)換器，ADC0809 就是 8 通道８位ＣMOS 逐次逼近式 A／Ｄ轉(zhuǎn)換芯片,片內(nèi)有模擬量通道選擇開(kāi)關(guān)及相應(yīng)得通道鎖存、譯碼電路,A/Ｄ轉(zhuǎn)換后得數(shù)據(jù)由三態(tài)鎖存器輸出,由于片內(nèi)沒(méi)有時(shí)鐘需外接時(shí)鐘信號(hào)。

芯片得引腳如圖 21－1，各引腳功能如下：

ＩN0～I(xiàn)N７:八路模擬信號(hào)輸入端.ADＤ—A、ADD－B、ADD-Ｃ:三位地址碼輸入端。

ＣＬO(píng)CK:外部時(shí)鐘輸入端。CLOCK 輸入頻率范圍在 1０～12８0KHz,典型值為 640KHz,此時(shí) A／D 轉(zhuǎn)換時(shí)間為100uｓ。51 單片機(jī) ALE 直接或分頻后可與ＣLOCK 相連。

D０～D７：數(shù)字量輸出端.OＥ：A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果輸出允許控制端.當(dāng) OE 為高電平時(shí)，允許 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果從 D０~Ｄ7 端輸出。

圖21—1 ＡＤC0809 引腳 AＬE：地址鎖存允許信號(hào)輸入端。

八路模擬通道地址由 A、B、C 輸入,在ＡLE 信號(hào)有效時(shí)將該八路地址鎖存.ＳＴAＲT：?jiǎn)?dòng) A/Ｄ轉(zhuǎn)換信號(hào)輸入端。

當(dāng) SＴAＲT 端輸入一個(gè)正脈沖時(shí)，將進(jìn)行Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換。

EＯＣ：A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號(hào)輸出端。

當(dāng) A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)束后，ＥＯC 輸出高電平。

Ｖreｆ（＋)、Vrｅf（—)：正負(fù)基準(zhǔn)電壓輸入端。

基準(zhǔn)正電壓得典型值為＋５V.1、2、2

ＡＤC0809 芯片得工作原理

AＤＣ0809帶有片內(nèi)系統(tǒng)時(shí)鐘,該時(shí)鐘與I／OCLOCK就是獨(dú)立工作得,無(wú)需特殊得速度或相位匹配。當(dāng)ＣＳ為高時(shí),數(shù)據(jù)輸 D 端處于高阻狀態(tài)，此時(shí) I/O CLOCＫ不起作用。這種 CS控制作用允許在同時(shí)使用多片 ADC0809 時(shí),共用 I／ＯcLOCK，以減少多路(片)A／D 使用時(shí)得I／O 控制端口。一組通常得控制時(shí)序操作圖如下:

圖 4 TＬC５4９得工作時(shí)序 1、3 ＡD ５90 得介紹 AD５90就是AD公司利用ＰN結(jié)構(gòu)正向電流與溫度得關(guān)系制成得電流輸出型兩端溫度傳感器、（熱敏器件)AD590 就是美國(guó)模擬器件公司生產(chǎn)得單片集成兩端感溫電流源.它得主要特性如下：

１、流過(guò)器件得電流（ｍA)等于器件所處環(huán)境得熱力學(xué)溫度(開(kāi)爾文)度數(shù),即:mA/K 式中:-流過(guò)器件(AＤ59０）得電流，單位為 mA;T—熱力學(xué)溫度，單位為 K。

2、AD590 得測(cè)溫范圍為—５5℃～+15０℃。

3、AＤ５9０得電源電壓范圍為 4Ｖ～３0V。電源電壓可在 4V~6V 范圍變化,電流 變化 1mA，相當(dāng)于溫度變化 1K。AD590 可以承受 4４Ｖ正向電壓與２0Ｖ反向電壓，因而器件反接也不會(huì)被損壞.4、輸出電阻為 7１０MW。

5、精度高。AD5９0 共有 I、J、K、L、M 五檔，其中 M 檔精度最高,在－55℃~+1５0℃范圍內(nèi),非線性誤差為±0、3℃。

AD5９0 溫度感測(cè)器就是一種已經(jīng) IＣ化得溫度感測(cè)器，它會(huì)將溫度轉(zhuǎn)換為電流，在 8051得各種課本中常瞧到它,相當(dāng)常用到.其規(guī)格如下:

溫度每增加 1℃,它會(huì)增加 1μＡ輸出電流.可量測(cè)范圍—５5℃至 15０℃。

供應(yīng)電壓范圍＋4V 至 30Ｖ.AD59０得輸出電流值說(shuō)明如下:

其輸出電流就是以絕對(duì)溫度零度（-273℃）為基準(zhǔn),每增加 1℃,它會(huì)增加 1μＡ輸出電流,因此在室溫 25℃時(shí),其輸出電流 Io=(2７3＋25）＝298μA。

Vo 得值為Ｉｏ乘上 10K，以室溫 25℃而言,輸出值為２、98V(１0Ｋ×298μA）。

量測(cè) Vo 時(shí),不可分出任何電流,否則量測(cè)值會(huì)不準(zhǔn)。

AD５90 得輸出電流 I=(27３+T)μＡ（T 為攝氏溫度），因此量測(cè)得電壓 V 為(273+T)μA ×1０Ｋ=（2、7３＋Ｔ／100）V。為了將電壓量測(cè)出來(lái)又需使輸出電流 I 不分流出來(lái),我們使用電壓追隨器其輸出電壓 V2 等于輸入電壓Ｖ。

由于一般電源供應(yīng)較多零件之后,電源就是帶雜訊得，因此我們使用齊納二極體作為穩(wěn)壓零件，再利用可變電阻分壓,其輸出電壓Ｖ1 需調(diào)整至 2、73V．

接下來(lái)我們使用差動(dòng)放大器其輸出 Vo 為(100Ｋ/10Ｋ）×(Ｖ2-V1)＝T／１0V。如果現(xiàn)在為攝氏 28 度,輸出電壓為 2、8V．

圖 5

AD59０得封裝及其基本應(yīng)用電路

圖 6

ＡD５９０內(nèi)部電路原理圖 第二章

理論分析 ADC０80９９溫度采集系統(tǒng)采用了 AD59０采集溫度信號(hào)，ADＣ0８09 轉(zhuǎn)換溫度模擬信號(hào)，80C51（偉福仿真器仿真)控制 ADＣ０809 轉(zhuǎn)換，靜態(tài)數(shù)碼管顯示，超量程報(bào)警。2、、1 1

各模塊接線及原理說(shuō)明 ２、1、1 AD ５90 采集溫度信號(hào)模塊 將 T-DETEＣT 接到 AＤC0８09 得ＩN—0 端口,然后用Ｔ-ＣON 控制電路加熱與否。不需要進(jìn)行其她得控制。、1、2

A ＤC0809 A/D(模數(shù)）轉(zhuǎn)換模塊 ADC０８09 得三個(gè)Ｉ／Ｏ口分別為 EOＣ、CＬＫ與 CS 端口,其中 CＬＫ為時(shí)鐘、CS 為片選、EOＣ為轉(zhuǎn)換結(jié)束狀態(tài)信號(hào)。、1、３靜態(tài)數(shù)碼管顯示模塊 靜態(tài)數(shù)碼管顯示電路由四只７4ＬS164、四只共陰極ＬED 數(shù)碼管組成.輸入只有兩個(gè)信號(hào)，它們就是串行數(shù)據(jù)線 DIN 與移位信號(hào) CLＫ.單片機(jī)得Ｐ3 口輸出顯示段碼，經(jīng)由一片７

4LＳ１６4 驅(qū)動(dòng)輸出給 LEＤ 管,由 P3、0 口輸出位碼,經(jīng)由７4L１６４ 輸出給 LED 管.2、1、4

蜂鳴器超量程報(bào)警模塊 由 AT89C51 得 I/O 口直接輸出信號(hào)到蜂鳴器得控制信號(hào)輸入端口 C,當(dāng)輸入信號(hào)為高點(diǎn)平時(shí),蜂鳴器報(bào)警。、2 最小分度、量程及報(bào)警溫度得算法

２、2 、1 最小分度、量程得算法 ＡDC080９工作溫度為 0℃～８0℃，溫度與電壓成正比.當(dāng)設(shè)定量程與８0℃接近時(shí)測(cè)量所得溫度與實(shí)際溫度才能相符。

ADC０809 得Ａ／D 輸出為 00Ｈ到 FFＨ,可進(jìn)行 256 等分,3 能被 25６整除，以此算法設(shè)定最小分度為 0、３3℃,量程為 0℃~80、0℃，比較符合要求。、2、2 報(bào)警溫度得算法 設(shè)定最小溫度分度為 0、33℃，量程為 0℃~8０、0℃,所以,15、0℃時(shí)Ａ/D 輸出得數(shù)字量為 2DH,6３、６７℃時(shí) A／D 輸出得數(shù)字量為０BFH。報(bào)警溫度為:15、0℃～63、67℃ 第三章

各模塊電路設(shè)計(jì) 溫度采集系統(tǒng)由溫度采集模塊、AD 轉(zhuǎn)換模塊與溫度值顯示模塊三大部分組成。其中溫度采集模塊主要用 AD５90 采集溫度，并輸出一個(gè)模擬電壓信號(hào),ＡDC０８09 接收到模擬信號(hào)后,進(jìn)行Ａ／D 轉(zhuǎn)換把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換位數(shù)字信號(hào)，并行輸出(一個(gè)時(shí)鐘下降沿輸出一次），單片機(jī)接到數(shù)據(jù)后存入累加器Ａ,經(jīng)過(guò)一定得轉(zhuǎn)化,經(jīng)過(guò)７4LＳ164 輸入到七位數(shù)碼管中,并靜態(tài)顯示出來(lái),當(dāng)溫度超過(guò)設(shè)定得報(bào)警溫度,蜂鳴器報(bào)警裝置自動(dòng)報(bào)警． ３、1 1 溫度測(cè)量采集及加熱電路模塊 T—DETECＴ接到 ADC０80９模擬信號(hào)輸入端 IN-０，T-CＯN 接高電平時(shí)開(kāi)始加熱。

圖 7

溫度測(cè)量采集及加熱電路原理圖

圖 8

參考電壓電路

3.2 并行Ａ/D(模數(shù))轉(zhuǎn)換模塊

圖 9

并行模數(shù)轉(zhuǎn)換電路 3 3、4

蜂鳴器超量程報(bào)警模塊

圖 11

蜂鳴器超量程報(bào)警原理電 3、５

可按鍵報(bào)警模塊 通過(guò) I/O 口控制按鍵輸入,暫存在寄存器 B，并由 P2 口通過(guò)顯示燈顯示出來(lái)。與暫存在寄存器 A 中數(shù)對(duì)比,若 A 高于 B 就報(bào)警,否則正常顯

示。

第四章 電路與程序設(shè)計(jì) 4、1

程序流程圖 開(kāi)始 溫度采集 啟動(dòng)轉(zhuǎn)換 進(jìn)行標(biāo)度轉(zhuǎn)換 將十位、個(gè)位、小數(shù)位分開(kāi) 處理小數(shù)位 各位暫存在單片機(jī) 就是否達(dá)到 報(bào)警下限溫度 執(zhí)行報(bào)警子程序 查段碼,送靜態(tài)顯示管 觀察示數(shù) 結(jié)束 就是否達(dá)到 報(bào)警上限溫度 Y N Y N 4、2 2

程序清單 ORG 0000H

SJMP MAIＮ

MAIN:MOV DＰTR,#7FF８Ｈ

;DPTR 指向 0 通道 MＯVX ＤPTＲ,A

；啟動(dòng) A/D 轉(zhuǎn)換

JNB Ｐ3、2,$

；等待 MＯVＸ Ａ，ＤＰＴR

;讀數(shù)

MOＶ 40H,A

;存數(shù) LCALＬ DNＯW

;設(shè)置下限 LＯP0:ＬCAＬL UＰ

;設(shè)置上限 LＯP1:LCＡＬL TRAN

;模數(shù)—數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 ＬCALＬ DIＳＰ

;數(shù)據(jù)得靜態(tài)顯示 LCALL DELAY１s ＳJＭP MAＩＮ DNOW：ＭOV A,40H CJNE A,#２DH,LOP2

LＯP2:JＮC LＯP0

;Cｙ＝0,轉(zhuǎn)ＬＯP0 ＡJＭＰ LＯP4

;Cy=１,轉(zhuǎn) LOP4 ＵP:MOV A,40Ｈ CJNＥ Ａ,#0BFH,LＯＰ3 ＬO(píng)P３:JＮＣ LOP4

;Cy＝0，轉(zhuǎn) LOP４ AＪMP ＬO(píng)Ｐ1

；Cy=１,轉(zhuǎn) LＯＰ１ LOP4：MOＶ SＰ,#6０Ｈ

;給堆棧指針賦初值 ACALＬ MＵSIC ＡJMＰ ＬＯP１ ；；；;；;;;;;蜂鳴器輸出聲子程序;;；;；;;;;;;MUＳIC:ＭOV ４ＡH,＃３4H LOP6：MＯV Ｒ5,#60H

;控制音長(zhǎng) ＭIC：ＣＰL P1、5 ＡCAＬL ＤＥＬAＹ5ms

;控制音調(diào) DＪＮＺ R5，MIC ＤＪＮＺ 4ＡH，LOＰ6 RＥT

;；;;;;;;；；;;;；;;數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換;；；;；;；；;;;；;;； ?TRＡN:ＭOV R0，＃４０H

MOＶ Ｒ3，＃30H

；用來(lái)存放小數(shù)位

ＭＯＶ A,Ｒ0

;把Ｒ0 中得數(shù)給Ａ MＯV B,#03Ｈ

ＤIV AB

;標(biāo)度變換 3 格一度 MＯＶ R3,Ｂ

;存小數(shù)

MＯV B,#0AH

DＩV ＡB;

? 開(kāi)分位個(gè)與位十得果結(jié)換變度標(biāo)將?

MOＶ R0,A

；將十位數(shù)送顯示緩沖單元 IＮＣ R0

;指向緩沖單元下一地址 ＭOV Ｒ０,B

；將個(gè)位數(shù)送顯示緩沖單元 MＯV Ａ，Ｒ3

;標(biāo)度轉(zhuǎn)換結(jié)果小數(shù)部分處理 MＯV B,＃03H

MUL AB

;實(shí)現(xiàn)三格一度 INC R０

；指向下一個(gè)緩沖單元

MOV Ｒ0，A

;將小數(shù)送顯示緩沖單元 LOP8：RET

；返回

；；；；；;;;;;靜態(tài)顯示子程序—串入并出；;;;;;； ＤＩSP:MＯＶ DPTＲ，＃TＡB

；段碼表首地址

MOV Ｒ０,#40H

;Ｒ0 指向緩存區(qū)首地址 MＯV A，Ｒ0

;將整數(shù)位數(shù)給 A MOＶＣ A，A＋DPＴＲ

;查十位段碼 ＭOV 40H,A

;將段碼結(jié)果送入 40H INC R0

;R0 指向緩存區(qū)下一地址 MＯV A,R0

;將個(gè)位數(shù)給 A MＯＶC A,Ａ+DＰTR

;查個(gè)位段碼 ＭOＶ 41Ｈ,Ａ

;將段碼結(jié)果送入 41Ｈ IＮC R0

;R0 指向緩存區(qū)下一地址 MOV A，Ｒ0

;將小數(shù)給Ａ MOVC Ａ,A+DPTR

;查小數(shù)段碼 ＭOV 4２H,A

;將段碼結(jié)果送入 4２Ｈ;；;;;;;;;;;最后一位清零；；；;；;;;；;；； MOＶ 43H,＃００H ＭOＶ A，4３H MＯV R7,#０8Ｈ ＣCC:ＪB ＡCC、7,AＡA CLR Ｐ3、0 ＪMP BBB AAA:ＳＥTB Ｐ３、０ ＢBＢ:SEＴB Ｐ３、1

;CLK 下降沿觸發(fā) CＬR P3、１ ＲL Ａ

DJNZ R７,CCC;；；；；;;;小數(shù)位數(shù)顯示;;；;;；;MOV A,42H

ＭOV R7，#08H

CC:JB ＡCC、7,ＡＡ ＣLR Ｐ３、0 ＪＭP BB AA：SEＴB P3、0 BB:SETＢ Ｐ3、１

；CLK 下降沿觸發(fā) CLR Ｐ3、1

RL A DJＮＺ R７,ＣC

；所有位檢測(cè)后順序執(zhí)行 ；;；;;;;;;;;；個(gè)位數(shù)顯示;;;;;;;；；;;ＯRL 4１H，＃80H

；個(gè)位數(shù)后置小數(shù)點(diǎn) MOV A,4１Ｈ MOV Ｒ7，#０８H ＤD:JB ACC、7,ＥE CＬR P3、0 JMP FF ＥＥ：SETB P3、0 ＦF:SETB P３、1

;CLK 下降沿觸發(fā) ＣＬR P３、1 RL Ａ

DJＮZ R7,DD

；所有位檢測(cè)后順序執(zhí)行

；;；;十位數(shù)數(shù)顯示；;;；;ＭＯV A，4０Ｈ MOＶ R7，＃08H GG:JB ACC、7,HＨ ＣLＲ P3、0 JMＰ IＩ ＨＨ:ＳＥＴB P3、０ ＩI:SETB Ｐ3、1

；CLK 下降沿觸發(fā)

CLR Ｐ3、1 RL A

DＪNZ Ｒ7，ＧG

;所有位檢測(cè)后順序執(zhí)行 TAB：

ＤB 3FH,06H,5BH,４ＦＨ,６6H

DB 6ＤH,7DＨ，0７H，７ＦＨ，6FH LＯP9:RET;；;;；；;;;；為使數(shù)據(jù)顯示穩(wěn)定延時(shí)１秒；;;;;;;； ＤELAY1s：MＯV R4，#10 ＤＨ０：ＭＯV R5,＃１00 ＤH１:ＭOV Ｒ７，#249 ＤH２:NOＰ ＮOＰ DJNＺ Ｒ7，ＤH2 DＪNZ R5，DＨ1 DJNZ R4,DH0 Ｌ0Ｐ10:RＥT ；;;；;;;；；;;;；;延時(shí)子程序;；;;;;;;;；;;;;；；;DELAY５ms：MOＶ R7,#０３H DELAY０:MOV R６，＃40H DEＬAY1:DＪNZ R6,ＤELAY1 ＤJNZ R7,ＤELAY0 LＯP11:REＴ

ＥND 總結(jié)

在這一周得課程設(shè)計(jì)與實(shí)習(xí)中，我從中學(xué)到了很多很多、首先,感謝潘老師對(duì)我們得得指導(dǎo)與她對(duì)我們嚴(yán)格得要求。起初得兩天,我們查閱資料,從書(shū)中找，上網(wǎng)查,但就是始終沒(méi)有一個(gè)具體方案，經(jīng)過(guò)潘老師第二天下午對(duì)我們得指點(diǎn),我們可以從宏觀把握整個(gè)實(shí)驗(yàn),大體分成四部分做:1 設(shè)計(jì) AD５9０溫度采集電路；2 ＡDC08０９接口電路;３ 數(shù)碼管靜態(tài)方式實(shí)時(shí)顯示溫度；４ 可按鍵設(shè)置報(bào)警上下限。

之后幾天，我們逐個(gè)問(wèn)題攻破，把每塊都制作出來(lái)，然后整合成我們所需要得程序,剛開(kāi)始還調(diào)試不出來(lái)，經(jīng)過(guò)我們小組成員得努力，最后我們終于弄好了。

老師還告訴我門(mén),設(shè)計(jì)要注重軟件與硬件得結(jié)合,尤其就是硬件,有了硬件，軟件程序很好寫(xiě)。這次課程設(shè)計(jì)讓我受益匪淺,也實(shí)實(shí)在在得學(xué)到了不少東西,尤其就是那嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脩B(tài)度.參考文獻(xiàn) ［１] 李全利《單片機(jī)原理及接口技術(shù)》北京：高等教育出版社,2009、１ ［2] 張靖武 周靈彬 《單片機(jī)原理、應(yīng)用與 PRＯTＥUS 仿真 》電子工業(yè)出版社，2008 [3］ 趙全利 肖興達(dá)《單片機(jī)原理及應(yīng)用教程》機(jī)械工業(yè)出版社,200７ [4] 何立民、單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編[M]、北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2004、[５］ 邱關(guān)源、電路 第五版、高等教育出版社 ［6］ 實(shí)驗(yàn)臺(tái)原理圖

［7］ 實(shí)驗(yàn)臺(tái)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

[8] 網(wǎng)絡(luò) 指導(dǎo)老師成績(jī) 答辯小組成績(jī) 總成績(jī)

第四篇：計(jì)組實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求

計(jì)組實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求

實(shí)驗(yàn)報(bào)告并不要求非常嚴(yán)格的格式，大家參考實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)的格式即可。

實(shí)驗(yàn)一的實(shí)驗(yàn)報(bào)告除了參考實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)上的內(nèi)容以外，最重要的是大家要把上次實(shí)驗(yàn)時(shí)的針對(duì)每一個(gè)小實(shí)驗(yàn)寫(xiě)出你的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，例如138譯碼器的實(shí)驗(yàn)，在三個(gè)使能端開(kāi)關(guān)以及其他三個(gè)輸入開(kāi)關(guān)A、B、C輸入不同電平時(shí),Y0、Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7各是什么樣的輸出（高電平還是低電平）（高電平、低電平分別用1、0表示）；

我們下一次的實(shí)驗(yàn)室做RAM的那個(gè)實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)前，請(qǐng)大家先把實(shí)驗(yàn)報(bào)告寫(xiě)好，以后的這三個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告中要把實(shí)驗(yàn)的原理圖畫(huà)清楚，以便于在做實(shí)驗(yàn)時(shí)可以直接根據(jù)你畫(huà)的圖進(jìn)行連接，較快的完成實(shí)驗(yàn)，這是很重要的。

這些要求僅是我根據(jù)老師說(shuō)的話總結(jié)的，僅供大家參考，有什么建議可以及時(shí)的補(bǔ)充，與大家一起分享。

第五篇：計(jì)組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通路實(shí)驗(yàn)報(bào)告

存儲(chǔ)器實(shí)驗(yàn)

預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

疑問(wèn)：

1、數(shù)據(jù)通路是干嘛的？

2、數(shù)據(jù)通路如何實(shí)現(xiàn)其功能？

3、實(shí)驗(yàn)書(shū)上的存儲(chǔ)器部分總線開(kāi)關(guān)接在高電平上，是不是錯(cuò)了？

一、波形圖：參數(shù)設(shè)置：

信號(hào)設(shè)置：

clk：

bus_sel:

alu_sel:

ld_reg:

pc_sel:

we_rd:

k：

d:

d~result:

ar:

pc:

仿真波形

實(shí)驗(yàn)報(bào)告

Endtime:2.0us

Gridsize:100.0ns

時(shí)鐘信號(hào)，設(shè)置周期為100ns占空比為50%。

sw|r4|r5|alu|pc_bus的組合，分別代表的是總線（sw_bus）開(kāi)關(guān),將

存儲(chǔ)器r4的數(shù)據(jù)顯示到總線上，將存儲(chǔ)器r5的數(shù)據(jù)顯示到總線上，將alu的運(yùn)算結(jié)果顯示到總線上，將pc的數(shù)據(jù)打入AR中二進(jìn)制輸入，低電平有效。

m|cn|s[3..0]的組合，代表運(yùn)算器的運(yùn)算符號(hào)選擇，二進(jìn)制輸入，高

電平有效。

lddr1|lddr2|ldr4|ldr5|ld_ar的組合，分別表示將總線數(shù)據(jù)載入寄存器

r1,r2,r4, r5或AR中，二進(jìn)制輸入，高電平有效。

pc_clr|ld|en的組合，分別代表地址計(jì)數(shù)器PC的清零（pc_clr）、裝

載（pc_ld）和計(jì)數(shù)使能信號(hào)（pc_en），二進(jìn)制輸入，低電平有效。信號(hào)we和rd的組合，分別代表對(duì)ram的讀(we)與寫(xiě)(rd)的操作，二進(jìn)制輸入，高電平有效

k [7]~ k [0]，數(shù)據(jù)輸入端信號(hào)，十六進(jìn)制輸入。

d[7]~d[0]，數(shù)據(jù)輸出中間信號(hào)，十六進(jìn)制雙向信號(hào)。

d [7] result ~d[0] result，最終的數(shù)據(jù)輸出信號(hào)，十六進(jìn)制輸出。ar[7]~ ar[0]，地址寄存器AR的輸出結(jié)果，十六進(jìn)制輸出。pc [7]~ pc [0]，地址計(jì)數(shù)器PC的輸出結(jié)果，十六進(jìn)制輸出。

以在01H單元中寫(xiě)入05H、02H單元中寫(xiě)入0AH并進(jìn)行【（A加B）減（非A與B）加B】為例：

1)初始狀態(tài):bus_sel=11111,alu_sel=00000,ld_reg=00000,pc_sel=100,we_rd=00,k=00H,總線上無(wú)數(shù)據(jù)，呈高阻態(tài)。2)讀取01H單元的05A：

① 置數(shù)法PC=01H：bus_sel=01111,pc_sel=101 ② PC->AR：bus_sel=11110，ld_reg=00001 ③ 讀01H單元的數(shù)據(jù)放入R1中：bus_sel=11111，ld_reg=10000，we_rd=01 3)讀取02H單元的0AH：

① PC+1，PC->AR：bus_sel=11110,ld_reg=00001,pc_sel=111 ② 讀01H單元的數(shù)據(jù)放入R2中：bus_sel=11111，ld_reg=01000，we_rd=01 4)將地址加到03H :bus_sel=11110，ld_reg=00001，pc_sel=111 5)驗(yàn)證數(shù)據(jù)并運(yùn)算： bus_sel=11101 ① 讀取R1中的數(shù)據(jù)：alu_sel=010000，得到R1=05H ② 讀取R2中的數(shù)據(jù)：alu_sel=101010，得到R2=0AH ③ 計(jì)算（A加B）結(jié)果存于R4中：alu_sel=011001，ld_reg=00100，結(jié)果為0FH ④ 計(jì)算（非A與B）結(jié)果存于03H單元中：alu_sel=100010，we_rd=10，結(jié)果為0AH ⑤ 計(jì)算（（A加B）加B）結(jié)果存于04H單元中：

? R4->R1：bus_sel=10111，ld_reg=10000 ? PC+1，PC->AR：bus_sel=11110,ld_reg=00001,pc_sel=111 ? 計(jì)算（（A加B）加B）結(jié)果存于04H單元中：bus_sel=11101，alu_sel=011001，we_rd=10 ⑥ 計(jì)算（（（A加B）加B）減（非A與B））結(jié)果存于05H中：

?（（A加B）加B）->R1：bus_sel=11111，ld_reg=10000，we_rd=01 ?（非A與B）->R2：

? PC=03H：k=03H，bus_sel=01111，pc_sel=101 ? PC->AR：bus_sel=11110，ld_reg=00001 ?（非A與B）->R2：bus_sel=11111，ld_reg=01000，we_rd=01 ? PC=05H：

? PC=05H：k=03H，bus_sel=01111，pc_sel=101 ? PC->AR：bus_sel=11110，ld_reg=00001 ?

?（（（A加B）加B）減（非A與B））結(jié)果存于05H中：bus_sel=11101，alu_sel=000110，we_rd=10 最后結(jié)果為0FH。結(jié)論：

本實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)能結(jié)合了運(yùn)算器和存儲(chǔ)器，能實(shí)現(xiàn)在mif文件中進(jìn)行初始化，將固定地址單元中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)讀取到運(yùn)算器中進(jìn)行（（（A加B）加B）減（非A與B））的運(yùn)算并將結(jié)果存于指定的內(nèi)存單元中，與實(shí)驗(yàn)要求一致，故電路設(shè)計(jì)正確。

二、實(shí)驗(yàn)日志

預(yù)習(xí)疑問(wèn)解答：

１．通路是干嘛的？

在數(shù)字系統(tǒng)中,各個(gè)子系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)總線連接形成的數(shù)據(jù)傳送路徑稱為數(shù)據(jù)通路.２．通路如何實(shí)現(xiàn)其功能？

在這次的實(shí)驗(yàn)中,數(shù)據(jù)通路主要是由運(yùn)算器部分和存儲(chǔ)器部分組成的,通過(guò)運(yùn)算器的運(yùn)算結(jié)合存儲(chǔ)器在mif文件的中的操作進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸與存儲(chǔ),從而構(gòu)成一個(gè)數(shù)據(jù)通路.錯(cuò)

３．書(shū)上的存儲(chǔ)器部分總線開(kāi)關(guān)接在高電平上，是不是錯(cuò)了？ 事實(shí)證明沒(méi)有接錯(cuò)．

思考題：

1． 畫(huà)數(shù)據(jù)通路電路圖時(shí)，如何連結(jié)單一總線？ 如圖:

ALU模塊的sw_bus依然連接bus_sel,存儲(chǔ)器部分的sw_bus連接高電平.2． 如何統(tǒng)一兩個(gè)模塊的總線輸入端k[7..0]及inputd[7..0]？

答:如圖: 輸入放在運(yùn)算器部分,存儲(chǔ)器部分無(wú)輸入,存儲(chǔ)器部分的數(shù)據(jù)要么來(lái)自總線傳輸,要么從mif文件中讀取.實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題：

1.把之前的alu和ram的原理圖拷到了當(dāng)前工程下面。直接生成該工程的符號(hào)文件，連接起來(lái)，但是仿真有問(wèn)題。

幾乎是在每一次和總線交換數(shù)據(jù)的時(shí)候都得不到正確的值。下面是解決的過(guò)程：

我懷疑是兩個(gè)模塊之間通過(guò)總線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)沒(méi)有傳輸成功，于是把a(bǔ)lu模塊的d引了一個(gè)輸出端口d_alu，從ram模塊的d引出了一個(gè)輸出端口d_ram，在仿真波形圖上，然后就可以看到了數(shù)據(jù)到達(dá)總線上了，而且這個(gè)時(shí)候d的值也能看到了，只是后面的最后一個(gè)讀操作出來(lái)的數(shù)據(jù)不對(duì)，本來(lái)應(yīng)該是寫(xiě)進(jìn)去的07，但現(xiàn)在是17，再仿真就會(huì)變成別的數(shù)據(jù)。

2.在連接電路圖的時(shí)候，我以為存儲(chǔ)器部分的sw_bus連在高電平上是錯(cuò)的,然后又連到了bus_sel[4],所以得到了上一個(gè)部分的仿真結(jié)果,后來(lái)不研究了一下那個(gè)高電平,發(fā)現(xiàn)是用來(lái)處理單一總線問(wèn)題的,就改成了與書(shū)上一樣的圖,我以為上面出現(xiàn)的錯(cuò)誤結(jié)果和這個(gè)有關(guān),改了之后波形圖有變化,但是,還是是錯(cuò)誤的.但是在兩種情況下功能仿真的結(jié)果都是正確的:

問(wèn)題解決了~

原因是周期太短，計(jì)算結(jié)果還來(lái)不及存入到內(nèi)存單元中，把寫(xiě)入內(nèi)存的時(shí)間周期延長(zhǎng)一個(gè)周期結(jié)果就出來(lái)了。電路本身沒(méi)有問(wèn)題。

實(shí)驗(yàn)心得：