單片機(jī)多通道溫度采集測控系統(tǒng)

摘要3
Abstract4
第一章前言5
第二章?單片機(jī)多通道溫度采集測控系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)6
2.1?總體分析6
2.2?AT89C51單片機(jī)的性能及應(yīng)用6
2.3?控制框圖的設(shè)計(jì)系統(tǒng)7
第三章?單片機(jī)多通道溫度采集測控系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)的硬件9
3.1?輸入電路的設(shè)計(jì)9
3.1.1?集成溫度傳感器AD590的簡單介紹9
3.1.2?放大電路的設(shè)計(jì)10
3.2?單通道，循環(huán)檢測工作方式選擇電路的設(shè)計(jì)12
3.3??A/D0809與AT89C51接口電路的設(shè)計(jì)13
3.4?輸出電路設(shè)計(jì)15
3.4.1?四位LED數(shù)碼管驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)15
3.4.2?超溫報(bào)警電路的設(shè)計(jì)17
3.4.3?溫度控制電路的設(shè)計(jì)17
3.6?電路板的制作與調(diào)試19
3.6.1電路原理圖的繪制過程19
3.6.2??PCB板的制作21
3.6.3?電路的焊接24
第四章?單片機(jī)多通道溫度采集測控系統(tǒng)的軟件25
4.1?主程序的逐步25
4.1.1?初始化和工作方式選擇程序的設(shè)計(jì)25
4.1.2?顯示程序的設(shè)計(jì)27
4.1.3?二進(jìn)制溫度值轉(zhuǎn)化成BCD碼溫度顯示值的程序設(shè)計(jì)28
4.1.4?延時(shí)子程序的設(shè)計(jì)30
4.1.5?數(shù)模轉(zhuǎn)換測量子程序的設(shè)計(jì)30
4.1.6?按鍵檢測子程序的設(shè)計(jì)32
4.1.7?超溫報(bào)警程序及繼電器控制程序的設(shè)計(jì)33
4.2??CPU抗干擾技術(shù)的程序設(shè)計(jì)34
4.2.1數(shù)字濾波35
4.2.2　指令冗余和“看門狗”技術(shù)35
4.2.3　提高RAM?資料可靠性35
4.2.4?總　結(jié)35
4.3?程序的匯編與調(diào)試35
第五章?結(jié)束語39
5.1?本次設(shè)計(jì)心得體會39
5.2?總結(jié)40
5.3?謝詞43
參考文獻(xiàn)、資料：44
附錄一?圖和表45
附錄二?外文資料翻譯47
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摘要
溫度測量與控制在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用。利用單片機(jī)技術(shù)的溫度測控系統(tǒng)以其體積小，可靠性高而被廣泛采用。本文對該測控系統(tǒng)進(jìn)行了分析設(shè)計(jì)。
????首先，本文針對系統(tǒng)所使用的單片機(jī)的性能和發(fā)展情況做了簡單介紹；對系統(tǒng)使用的模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC0809做了性能方面的簡單說明；同時(shí)對測量溫度在-55～150之間的集成型恒流測溫元件AD590做了介紹。
????其次，本文重點(diǎn)對測控硬件、軟件的組成進(jìn)行了分項(xiàng)、模塊化逐步分析設(shè)計(jì)。對各部分的電路一一進(jìn)行了介紹，最終實(shí)現(xiàn)了該系統(tǒng)的硬件電路。繪制了電路原理圖，繪制了印制電路板圖，并將制成的線路板焊接上了元件，完成了硬件調(diào)試。根據(jù)硬件的設(shè)計(jì)和測控系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的功能，本設(shè)計(jì)對軟件也進(jìn)行了一一設(shè)計(jì)，并經(jīng)過反復(fù)的模擬運(yùn)行、調(diào)試，修改簡化了軟件系統(tǒng)，最后形成了一套完整的程序系統(tǒng)。
??　關(guān)鍵詞：?單片機(jī)、ADC0809、AD590、軟件系統(tǒng)、硬件系統(tǒng)

第一章前言
溫度測量在工業(yè)，農(nóng)業(yè)，國防等行業(yè)有著廣泛的應(yīng)用，而且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展對溫度測量的精度要求愈來愈高。由于AT89C51單片機(jī)的設(shè)計(jì)時(shí)間有限其精度不是很高，它的測溫范圍在0~100℃之間，可以直接應(yīng)用在對溫度精度要求不高的各種現(xiàn)場。
????單片機(jī)多通道溫度采集測控系統(tǒng)采用集成溫度傳感器滿足溫度測量，并將溫度信號轉(zhuǎn)換成電流，轉(zhuǎn)換為電壓信號，通過放大電路最終交由模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號經(jīng)單片機(jī)處理并經(jīng)輸出驅(qū)動電路顯示于共陽極數(shù)碼管。該測量儀可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)（8點(diǎn)）不同區(qū)域測量，單通道，循環(huán)測量。還具有超溫報(bào)警和自動控制功能，當(dāng)溫度超過某一設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)控制繼電器來關(guān)閉加溫設(shè)備。
????除此之外，考慮到測控會用于工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，可靠性要求比較重要，并要具有抗干擾能力和避免、消除干擾的能力，以保證系統(tǒng)平穩(wěn)工作。
????由以上大致分析，整個(gè)系統(tǒng)控制將由AT89C51單片機(jī)為核心構(gòu)成。選用ADC0809作為模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，各個(gè)檢測信號、控制信號、顯示信號可由單片機(jī)的I/O口進(jìn)行，并由程序保證系統(tǒng)抗干擾的能力。
?　　設(shè)計(jì)任務(wù)為：用單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)測溫范圍在0～100的多通道溫度測量儀。設(shè)計(jì)要求：完成該系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)掌握單片機(jī)采集測控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，提高學(xué)習(xí)新知識、新技能的能力，培養(yǎng)獨(dú)立設(shè)計(jì)的能力。?





第二章?單片機(jī)多通道溫度采集測控系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)
2.1?總體分析
?????由于AT89C51單片機(jī)的設(shè)計(jì)時(shí)間有限其精度不是很高，它的測溫范圍在0~100℃之間，可以直接應(yīng)用在對溫度精度要求不高的各種現(xiàn)場。
????單片機(jī)多通道溫度采集測控系統(tǒng)采用集成溫度傳感器滿足溫度測量，并將溫度信號轉(zhuǎn)換成電流，轉(zhuǎn)換為電壓信號，通過放大電路最終交由模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號經(jīng)單片機(jī)處理并經(jīng)輸出驅(qū)動電路顯示于共陽極數(shù)碼管。該測量儀可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)（8點(diǎn)）不同區(qū)域測量，單通道，循環(huán)測量。還具有超溫報(bào)警和自動控制功能，當(dāng)溫度超過某一設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)控制繼電器來關(guān)閉加溫設(shè)備。
????除此之外，考慮到測控會用于工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，可靠性要求比較重要，并要具有抗干擾能力和避免、消除干擾的能力，以保證系統(tǒng)平穩(wěn)工作。
????由以上大致分析，整個(gè)系統(tǒng)控制將由AT89C51單片機(jī)為核心構(gòu)成。選用ADC0809作為模/數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，各個(gè)檢測信號、控制信號、顯示信號可由單片機(jī)的I/O口進(jìn)行，并由程序保證系統(tǒng)抗干擾的能力。
2.2?AT89C51單片機(jī)的性能及應(yīng)用
????單片機(jī)是早期Single?Chip?Microcomputer的直譯，它反映了早期單片機(jī)的形態(tài)和本質(zhì)。然后，按照面向?qū)ο螅怀隹刂乒δ埽谄瑑?nèi)集成了許多外圍電路及外設(shè)接口，突破了傳統(tǒng)意義上的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，發(fā)展成microcontroller的體系結(jié)構(gòu)，目前國外已普遍稱之為微控制器MCU（Microcontroller?Unit）。鑒于它完全作嵌入應(yīng)用，故又稱為嵌入式微控制器(Embedded?Microcontrolle)。
????大多數(shù)單片機(jī)采用哈佛（Harvard）結(jié)構(gòu)體系，即數(shù)據(jù)存儲空間與程序存儲空間相互獨(dú)立的結(jié)構(gòu)體系。它不同于一般通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，即程序和數(shù)據(jù)共用一個(gè)空間的馮•諾伊曼(Von?Neumann)結(jié)構(gòu)。
?????AT89C51單片機(jī)溫度測控儀采用Atmel公司的AT89C51單片機(jī)，采用雙列直插封裝（DIP），有40個(gè)引腳。該單片機(jī)采用Atmel公司的高密度非易失性存儲技術(shù)制造，與美國Intel公司生產(chǎn)的MCS—51系列單片機(jī)的指令和引腳設(shè)置兼容。其主要特征如下：
○18位CPU
○2內(nèi)置4K字節(jié)可重復(fù)編程Flash，可重復(fù)擦寫1000次
○3完全定態(tài)操作：0Hz~24Hz，可輸出時(shí)鐘信號
○4128B的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器
○532根可編程I/O線
○62個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器
○7中斷系統(tǒng)有6個(gè)中斷源，可編為兩個(gè)優(yōu)先級
○8一個(gè)全雙工可編程串行通道
○9具有兩種節(jié)能模式：閑置模式和掉電模式
????值得注意的是，P0、P1、P2、P3口作為普通I/O口使用時(shí)都是準(zhǔn)雙向口結(jié)構(gòu)，其輸入操作和輸出操作本質(zhì)不同，輸入操作是讀引腳狀態(tài)，輸出是對鎖存器的寫入操作。當(dāng)內(nèi)部總線給口鎖存器置0或1時(shí)，鎖存器中的0、1狀態(tài)立即反映到引腳上。但在輸入操作時(shí)，如果鎖存器狀態(tài)為0引腳被鉗位0狀態(tài)，導(dǎo)致無法讀出引腳的高電平輸入。因此，準(zhǔn)雙向口作為輸入口時(shí)，應(yīng)先使鎖存器置1（稱之為置輸入方式）。然后，再讀引腳，例如：要將P1口的狀態(tài)讀入到累加器A中，應(yīng)執(zhí)行以下兩條指令：?
MOV?P1，#0FFH?；P1口置入方式
MOV?A，?P1?；讀P1口引腳狀態(tài)到A
????另外，I/O口的端口自動識別功能，保證了無論是P1口（低8位地址）P2口（高8位地址）的總線復(fù)用，還是P3口的功能復(fù)用，內(nèi)部資源自動選擇而不需要用指令進(jìn)行狀態(tài)選擇。
????近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)的功能越來越強(qiáng)大。由于單片機(jī)的壽命長、速度快、低功耗、低噪聲、可靠性高的特點(diǎn)及16位、32位單片機(jī)的出現(xiàn)，在工業(yè)領(lǐng)域仍具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?br>2.3?控制框圖的設(shè)計(jì)系統(tǒng)
主要包括對A/D0809的數(shù)據(jù)采集，檢測單通道、循環(huán)檢測工作方式，溫度的顯示等，這幾項(xiàng)功能的信號通過輸入輸出電路經(jīng)單片機(jī)處理。此外還有復(fù)位電路，晶振電路，啟動電路等。故現(xiàn)場輸入硬件有通道選擇鍵、溫度設(shè)置鍵、自動方式鍵、A/D轉(zhuǎn)換芯片。執(zhí)行機(jī)構(gòu)有4位數(shù)碼管、繼電器等。系統(tǒng)框圖如圖2.1：




2．1?控制框圖





第三章?單片機(jī)多通道溫度采集測控系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)的硬件
在硬件的設(shè)計(jì)前期，根據(jù)框圖對電路中可能出現(xiàn)的電路，進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對后期的硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行了合理化的修改完善。在第二章中已分析了系統(tǒng)并繪制了框圖，下面將根據(jù)框圖分別設(shè)計(jì)各部分電路。
3.1?輸入電路的設(shè)計(jì)
溫度信號的采集電路。放大電路輸入口連接溫度傳感器AD590的兩個(gè)引腳。AD590是一種具有良好溫度特性的電壓輸入/電流輸出型溫度傳感器。可以在-55℃~150℃溫度范圍內(nèi)正常工作。當(dāng)輸入從+4V～+30V的寬范圍電壓時(shí)，將按1μA/℃的比例輸出反映當(dāng)前溫度的電流信號。如當(dāng)感應(yīng)溫度為0℃時(shí)，輸出的電流為273μA。本設(shè)計(jì)中給AD590提供了?12V的電壓，以保證其能正常工作，溫度監(jiān)控范圍可在0℃～100℃范圍內(nèi)由控制部分自定義。
3.1.1?集成溫度傳感器AD590的簡單介紹
集成溫度傳感器實(shí)質(zhì)上是一種半導(dǎo)體集成電路，它是利用晶體管的b-e結(jié)壓降的不飽和值VBE與熱力學(xué)溫度T和通過發(fā)射極電流I的下述關(guān)系實(shí)現(xiàn)對溫度的檢測：??
式中，K—波爾茲常數(shù)；q—電子電荷絕對值。
集成溫度傳感器具有線性好、精度適中、靈敏度高、體積小、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，得到廣泛應(yīng)用。集成溫度傳感器的輸出形式分為電壓輸出和電流輸出兩種。電壓輸出型的靈敏度一般為10mV/K，溫度0℃時(shí)輸出為0，溫度25℃時(shí)輸出2.982V。電流輸出型的靈敏度一般為1mA/K。
AD590是美國模擬器件公司生產(chǎn)的單片集成兩端感溫電流源。它的主要特性如下：
1、流過器件的電流（mA）等于器件所處環(huán)境的熱力學(xué)溫度（開爾文）度數(shù)，即：
?mA/K
式中：??—流過器件（AD590）的電流，單位為mA；
T—熱力學(xué)溫度，單位為K。
2、AD590的測溫范圍為-55℃～+150℃。
3、AD590的電源電壓范圍為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正向電壓和20V反向電壓，因而器件反接也不會被損壞。
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測量熱力學(xué)溫度、攝氏溫度、兩點(diǎn)溫度差、多點(diǎn)最低溫度、多點(diǎn)平均溫度的具體電路，廣泛應(yīng)用于不同的溫度控制場合。由于AD590精度高、價(jià)格低、不需輔助電源、線性好，常用于測溫和熱電偶的冷端補(bǔ)償。
圖3.1?AD590的封裝形式與基本應(yīng)用電路
3.1.2?放大電路的設(shè)計(jì)

在許多需要A/D轉(zhuǎn)換和數(shù)字采集的單片機(jī)系統(tǒng)中，很多情況下，傳感器輸出的模擬信號都很微弱，必須通過一個(gè)模擬放大器對其進(jìn)行一定倍數(shù)的放大，才能滿足A/D轉(zhuǎn)換器對輸入信號電平的要求，這種情況下，就必須選擇一種符合要求的放大器。儀表器的選型很多，在這里介紹一種用途非常廣泛的儀表放大器，其實(shí)就是典型的差動放大器。它只需三個(gè)廉價(jià)的普通運(yùn)算放大器和幾只電阻器，即可構(gòu)成性能優(yōu)越的儀表用放大器。廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動控制、儀器儀表、電氣測量、醫(yī)療器械及其它數(shù)字采集的系統(tǒng)中。
電路圖參見圖3.?2。電路原理并不復(fù)雜。要使電路滿足平衡，則R1=R2、R3=R4、R5=R6，因?yàn)槊總€(gè)運(yùn)放的特性不可能完全一致，在A和A2的Pin1、Pin8增設(shè)了調(diào)零電位器VR1和VR2，這在實(shí)際的應(yīng)用中是非常有用的。假設(shè)A1、A2的失配、失調(diào)電壓和電流均為零的情況下，其差模電壓增益為：?整個(gè)電路采用正負(fù)兩組電源供電，這樣可對正或負(fù)輸入電壓進(jìn)行放大。電源電壓一般可取±5—±15V，但對其穩(wěn)定度有一定的要求。圖1中的電容C用于除抖動和抗干擾，其取值應(yīng)以實(shí)際的用途，根據(jù)放大的信號特性決定。
????可選用的運(yùn)算放大器相當(dāng)多，如OP-07，OP-725，如果要求不高，甚至可選價(jià)廉的uA741等通用運(yùn)算放大器。
本設(shè)計(jì)的放大電路采用高精度集成運(yùn)放OP-07做放大元件,OP-07為一種具有低失調(diào)電壓、低失調(diào)電流和低溫漂的超低失調(diào)運(yùn)算放大器，其廣泛地應(yīng)用于穩(wěn)定積分、精密加法、比較、闔值電壓檢測、微弱信號精確放大等場合，是一種通用性極強(qiáng)的運(yùn)算放大器。
OP-07的電源電壓范圍?3～?18V，輸入電壓范圍為0～?14V，其引線圖如圖3.?2。

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3.3?OP-07管腳圖
3.2?單通道，循環(huán)檢測工作方式選擇電路的設(shè)計(jì)?
通道選擇工作方式由獨(dú)立式按鍵實(shí)現(xiàn)。獨(dú)立式按鍵就是各按鍵相互獨(dú)立，每個(gè)按鍵各接一根輸入線，一根輸入線上的按鍵工作狀不會影響其它輸入線上的工作狀態(tài)。因此，通過檢測輸入線的電平狀態(tài)可以很容易判斷哪個(gè)健被按下了。獨(dú)立式按鍵電路配置靈活，軟件結(jié)構(gòu)簡單。但每個(gè)按鍵需占用一根輸入口線，在按鍵數(shù)量多時(shí)，輸入口浪費(fèi)大，電路結(jié)構(gòu)顯得很繁雜，故此種鍵盤適用于按鍵較少或操作速度較高的合。用查詢方式的獨(dú)立式按鍵工作，按鍵直接與AT89C51的I／O口線相接，通過讀I／O口，判定各I／O口線的電平狀態(tài)，即可識別按下的按鍵。
?獨(dú)立式按鍵電路中，各按鍵開關(guān)均采用了上拉電阻，這是為了保證在按鍵斷開時(shí)，各I／O口線有確定的高電平，當(dāng)然如輸入口線內(nèi)部已有上拉電阻，則外電路的上拉電阻可省去。
對獨(dú)立按鍵盤進(jìn)行編程，采用軟件消抖的方法，以查詢工作方式檢測各按鍵的狀態(tài)。當(dāng)有且僅有一鍵按下時(shí)才予以識別，如有兩個(gè)或多個(gè)鍵同時(shí)按下將不予以處理。通道選擇由按鍵選擇，由P3.5、P3.6掃描實(shí)現(xiàn)
3.3??A/D0809與AT89C51接口電路的設(shè)計(jì)?
ADC0809是美國國家半導(dǎo)體公司（National?Semiconduct?Corporation）產(chǎn)品。是逐次逼近型芯片，片內(nèi)帶有鎖存功能的8路模擬多路開關(guān)，可對8路0~~5V的輸入模擬電壓信號分時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，片內(nèi)具有多路開關(guān)的地址譯碼和鎖存電路、比較器、256R電阻T型網(wǎng)絡(luò)、樹狀電子開關(guān)、逐次逼近寄存器SAR，控制與時(shí)序電路等。輸出具有TTL三態(tài)鎖存緩沖器，可直接連到單片機(jī)數(shù)據(jù)總線。ADC0809的分辨率為8位，單一5V供電，功耗為15mW，圖3.4??ADC0809管腳圖
不必進(jìn)行零點(diǎn)和滿刻度調(diào)整，外部時(shí)鐘頻率范圍為10KHz~~1280KHz,?ADC0809和
AT89C51的硬件接口有三種方式：查詢方式，中斷方式，等待延時(shí)方式。此測量儀采用中斷方式。雖然ADC0809走過了自己的輝煌時(shí)期，已經(jīng)不是目前功能最好的模數(shù)轉(zhuǎn)換器件，但是他的廉價(jià)和品質(zhì)在許多領(lǐng)域被廣泛使用。
A∕D轉(zhuǎn)換器ADC0809與單片機(jī)的連接如圖3.5所示。ADC0809的8個(gè)模擬量輸入都用了，分別連接溫度傳感器的測量和放大電路的輸出。ADC0809的時(shí)鐘由AT89C51的ALE圖3.5??ADC0809與AT89C51的接口線路
信號提供，根據(jù)ACD0809對工作時(shí)鐘的要求和控制器對漏電和短路信號的反應(yīng)速度的要求，ADC0809時(shí)鐘頻率通過4024分頻器分頻，這樣，若A∕D轉(zhuǎn)換的時(shí)間為0．1ms，則控制器循環(huán)采樣完8個(gè)仿真輸入信號需要0．8ms時(shí)間。這樣的采樣速度足夠滿足漏電和短路的保護(hù)要求。
3.4?輸出電路設(shè)計(jì)
3.4.1?四位LED數(shù)碼管驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)
在單片機(jī)系統(tǒng)中，常用的顯示器有：發(fā)光二極管顯示器，簡稱LED(LightEmittingDiode)，液晶顯示器，簡稱LCD(LiquidCrystalDisplay)；熒光管顯示器。近年來也開始使用簡易的CRT接口，顯示一些漢字及圖形。前三種顯示器都有兩種顯示結(jié)構(gòu)；段顯示(7段，“米”字型等)和點(diǎn)陣顯示(5X?，5X8，8X8點(diǎn)陣等)。而發(fā)光二極管顯示又分為固定段顯示和可以拼裝的大型字段顯示，此外還有共陽極和共陰極之分等。
???三種顯示器中，以熒光管顯示器亮度最高，發(fā)光二極管次之，而液晶顯示器最弱，為被動顯示器，必須有外光源。
???LED顯示塊是由發(fā)光二極管顯示字段組成的顯示器，有8字段和“米”字段之分。顯示塊都有dp顯示段，用于顯示小數(shù)點(diǎn)。7段LED的字型碼，由于只有7個(gè)段發(fā)光二極管，所以字型碼為一個(gè)字節(jié)。“米”字段LED的字型碼由于有15個(gè)段發(fā)光二極管，所以字型碼為兩個(gè)字節(jié)。這種顯示塊有共陽極和共陰極兩種。共陰極LED顯示塊的發(fā)光二極管的陰極連接在一起，通常此公共陰極接地，當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陽極為高電平時(shí)，發(fā)光二極管點(diǎn)亮，相應(yīng)的段被顯示。同樣，共陽板LED顯示塊的發(fā)光二極管的陽極連接在一起，通常此公共陽極接正電壓。
由N片LED顯示塊可拼接成N位LED顯示器。本設(shè)計(jì)是4位LED顯示器的結(jié)構(gòu)，原理圖如3.2.1所示：
????N位LED顯示器有N根位選線和8XN(或16XN)根段選線。根據(jù)顯示方式的不同，位選線和段選線的連接方法也各不相同。段選線控制顯示字符的字型，而位選線則控制顯示位的亮、暗；
????
圖3.6??4位顯示器的構(gòu)成

LED顯示器有靜態(tài)顯示和動態(tài)顯示兩種顯示方式，一是LED靜態(tài)顯示方式、二是動態(tài)顯示。????‘
LED顯示器工作于靜態(tài)顯示方式時(shí)，各位的共陰極(或共陽極)連接在一起并接地(或+5v)，每位的段選線(a～dp)分別與一8位的鎖存輸出相連。之所以稱為靜態(tài)顯示，是由于顯示器中的各位相互獨(dú)立，而且各位的顯示字符一經(jīng)確定，相應(yīng)鎖存器的輸出將維持不變，直到顯示另一個(gè)字符為止。也正因?yàn)槿绱耍o態(tài)顯示器的亮度都較高。本設(shè)計(jì)用的是陽極驅(qū)動。
圖3.5所示為一個(gè)四位動態(tài)態(tài)LED顯示器電路。該電路各位可獨(dú)立顯示，只要在該位的段選線上保持段選碼電平，該位就能保持相應(yīng)的顯示字符。由于各位分別由一個(gè)8位輸出口控制段選碼，故在同一時(shí)間里，每一位顯示的字符可以各不相同。這種顯示方式接口，編程容易，管理也簡單，付出的代價(jià)是占用口線資源較多。如圖3.5電路所示，若用I/O口線接口，則要占用4個(gè)8位I/O口，若用鎖存器(如74LS244)接口，則要用1片74LS244芯片。而如果用“米”字段的LED顯示器，則靜態(tài)顯示方式需要更多的硬件資源。如果顯示器位數(shù)增多，則靜態(tài)顯示方式更是無法適應(yīng)。因此在顯示位數(shù)較多的情況下，一般都采用動態(tài)顯示方式。
3.4.2?超溫報(bào)警電路的設(shè)計(jì)?
聲音是由震動所產(chǎn)生的，?一定頻率的震動就產(chǎn)生了一定頻率的聲音。這個(gè)實(shí)驗(yàn)是喇叭里發(fā)出滴答一長一短的報(bào)警聲音,送出的端口是p2.7輸出1khz,2khz變頻信號報(bào)警,每一秒交換一次。
接線方法：?用一根1PIN數(shù)據(jù)線一端插入CPU部分JP53（P2口）的P2.7另外一端插入小喇叭部分的輸入端JP16。如圖3.6。
3.7超溫報(bào)警電路的實(shí)現(xiàn)
3.4.3?溫度控制電路的設(shè)計(jì)?
利用P2.6輸出高低，控制繼電器的開合，實(shí)現(xiàn)對外部裝置的控制。
現(xiàn)代自動控制設(shè)備中，都存在一個(gè)電子電路與電氣電路的互相連接問題，一方面要使電子電路的控制信號能夠控制電氣電路的執(zhí)行元件（電動機(jī)，電磁鐵，電燈等），另一方面又要為電子線路的電氣電路提供良好的電隔離，以保護(hù)電子電路和人身的安全。電子繼電器便能完成這一橋梁作用。
????繼電器電路中一般都要在繼電器的線圈兩頭加一個(gè)二極管以吸收繼電器線圈斷電時(shí)產(chǎn)生的反電勢，防止干擾。本電路的控制端為JD，當(dāng)JD為高電平時(shí)，繼電器不工作，當(dāng)JD為低電平時(shí)，繼電器工作，常開觸點(diǎn)吸合。執(zhí)行時(shí)，對應(yīng)的LED將隨繼電器的開關(guān)而亮滅。


?3.8?繼電器控制電路

3.5?電源的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)
電源要對單片機(jī)和各種芯片提供5V,要對運(yùn)放及傳感器提供正負(fù)12V。電源通過對220V的交流電源降壓，出12V交流；再通過全波整流，輸出12V直流。
如圖3.9：

3.9?電源電路圖
3.6?電路板的制作與調(diào)試
????PCB板的制作在proter?99?se中進(jìn)行，Protel?99SE采用數(shù)據(jù)庫的管理方式。Protel?99SE軟件沿襲了Protel以前版本方便易學(xué)的特點(diǎn)，內(nèi)部界面與Protel?99大體相同，新增加了一些功能模塊，功能更加強(qiáng)大。新增的層堆棧管理功能，可以設(shè)計(jì)32個(gè)信號層，16個(gè)地電層，16個(gè)機(jī)械層。新增的3D功能讓您在加工印制版之前可以看到板的三維效果。增強(qiáng)的打印功能，使您可以輕松修改打印設(shè)置控制打印結(jié)果。Protel?99SE容易使用的特性還體現(xiàn)在“這是什么”幫助，按下右上角的小問號，然后輸入你所要的信息，可以很快地看到特性的功能，然后用到設(shè)計(jì)中，按下狀態(tài)欄末端的按鈕，使用自然語言幫助顧問。
3.6.1電路原理圖的繪制過程?
????在PCB板制作之前，先進(jìn)行了原理圖的繪制。
1新建設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫文件
雙擊Protel?99SE?圖標(biāo)，點(diǎn)擊File(文件)中new項(xiàng)，新建設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫。
新建設(shè)計(jì)文件，有兩種方式：一種為MS?Access?Database方式，全部文件存儲在單一的數(shù)據(jù)庫中，同原來的99文件格式。另一種為Windows?File?System方式，全部文件被直接保存在對話框底部指定的磁盤驅(qū)動器中的文件夾中，在資源管理器中可以直接看到所建立的原理圖或PCB文件。
在Browse選項(xiàng)中選取需要存儲的文件夾，然后點(diǎn)擊OK即可建立自己的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫。然后新建文檔，給文檔取與設(shè)計(jì)相同的文件名。雙擊打開，這樣就可以開始工作了。
2?原理圖圖紙?jiān)O(shè)計(jì)
打開“設(shè)計(jì)”??“選項(xiàng)”???“圖紙選項(xiàng)”就可以設(shè)定圖紙了，由于本設(shè)計(jì)原理圖不是太大，所以選用A4紙，便于安放器件，所以抓取和可視都選用“5”。圖紙放大就可以進(jìn)行下一步的器件安放了。
3?器件的安放
器件的安放先要添加庫，庫文件在系統(tǒng)盤下，在99?se下的lib文件夾下。具體路徑為“設(shè)計(jì)”????“添加/刪除庫”?????然后對話筐打開就可以直接添加了。
庫添加完后，就尋找器件，找到后單擊，然后“放置”，在器件浮動的狀態(tài)可以對器件進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，“空格”順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度，“x”左右翻轉(zhuǎn)180度，“y”上下翻轉(zhuǎn)180度。然后根據(jù)電路需求進(jìn)行安放。由于電子產(chǎn)品的日新月異，不是每個(gè)都也有圖庫了，所以有的需要自己建。
當(dāng)器件按需要安放完后就開始連線了。
3?原理圖連線設(shè)計(jì)
確定起始點(diǎn)和終止點(diǎn)，Protel99?SE就會自動地在原理圖上連線，從菜單上選擇“Place/Wire”后，按空格鍵切換自動連線方式。觀察狀態(tài)欄就可以看出“Auto?Wire”Protel99?SE?自動連線、任意角度、45連線、90連線，使得設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)時(shí)更加輕松自如。只要簡單地定義AutoWire方式。自動連線可以從原理圖的任何一點(diǎn)進(jìn)行，不一定要從管腳到管腳。
4、同步設(shè)計(jì)
在Protel99SE中使得原理圖與PCB同步是容易的。Protel99SE包含一個(gè)強(qiáng)大的設(shè)計(jì)同步工具，使得非常容易地在原理圖和PCB之間轉(zhuǎn)移設(shè)計(jì)信息。
同步設(shè)計(jì)是更新目標(biāo)文件的過程，它基于參考文件中上一次的設(shè)計(jì)信息。當(dāng)你執(zhí)行同步時(shí)，通過以下選擇告訴它要轉(zhuǎn)換的方向：
從原理圖到PCB的更新
從PCB到原理圖的更新
同步設(shè)計(jì)執(zhí)行設(shè)計(jì)信息的初始化轉(zhuǎn)移，還有正向和反向標(biāo)注處理、替換創(chuàng)建的網(wǎng)絡(luò)表—加載網(wǎng)絡(luò)表順序、反向標(biāo)注—在PCB設(shè)計(jì)中習(xí)慣使用的重標(biāo)注順序。
5、在原理圖上標(biāo)注漢字或使用國標(biāo)標(biāo)題欄
在原理圖上放漢字，可以直接點(diǎn)擊“Place”選鄉(xiāng)下的“Annotation”放置漢字。
如果想要使用國標(biāo)圖紙做標(biāo)題欄，選擇“Design”下的“Template”里的“Set?Template?File”，找到國標(biāo)標(biāo)題欄所在的目錄，打開圖紙的標(biāo)題欄將被切換為國標(biāo)形式。
3.6.2??PCB板的制作
1、將原理圖中的選擇傳遞到PCB中
在原理圖中選擇一組器件，點(diǎn)擊\\Tool\Select?pcb?components選項(xiàng)，PCB中相同的元件也將被選中。
2、?生成網(wǎng)絡(luò)表
當(dāng)設(shè)計(jì)好原理圖，在進(jìn)行了ERC電氣規(guī)則檢查正確無誤后，就要生成網(wǎng)絡(luò)表，為PCB布線做準(zhǔn)備。網(wǎng)表生成非常容易，只要在“Design”下選取“Create?Netlist”對話框，設(shè)置為那種格式的網(wǎng)絡(luò)表。網(wǎng)表生成后，就可以進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)了。

3、板框?qū)Ш?br>當(dāng)設(shè)計(jì)了原理圖，生成了網(wǎng)表，下一步就要進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)。首先要畫一個(gè)邊框，可以借助板框?qū)Ш剑瑏懋嬤吙颉Ｔ凇癋ile”下選擇“New”中的“Wizards”,在選取“Printed?Circuit?Board?Wizard”，點(diǎn)擊“OK”即可，按照顯示對話框的每一步提示，完成板框設(shè)計(jì)。
4、?建立PCB文件
要進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)，必須有原理圖，根據(jù)原理圖才能畫出PCB圖。按照上述板框?qū)Ш缴梢粡垺癐BM?XT?bus?format”形式的印制板邊框。選擇PCB設(shè)計(jì)窗口下的“Design”中的“Add/Remove?Library”,在對話框上選擇“4?Port?Serial?Interface.ddb”,在“\Design?Explorer?99SE\Examples”文件夾中選取，點(diǎn)取“Add”,然后“OK”關(guān)閉對話框。在左側(cè)的導(dǎo)航樹上，打開“4?Port?Serial?Interface.prj”原理圖文件，選擇“Design”下的“Update?PCB”，點(diǎn)取“Apply”,“Update?Design”對話框被打開，點(diǎn)取“Execute”選項(xiàng)。對話框“Confirm?Component?Associations”對話框?qū)⒈淮蜷_，網(wǎng)絡(luò)連接表列出，選擇應(yīng)用“Apply”更新PCB文件，由于Protel99SE采用同步設(shè)計(jì)，因此，不用生成網(wǎng)表也可以直接到PCB設(shè)計(jì)。這時(shí)，一個(gè)新的帶有網(wǎng)絡(luò)表的PCB文件將生成。
5、布局設(shè)計(jì)
布線的關(guān)鍵是布局，多數(shù)設(shè)計(jì)者采用手動布局的形式。“Room”定義規(guī)則，可以將指定元件放到指定區(qū)域。Protel99?SE在布局方面新增加了一些技巧。新的交互式布局選項(xiàng)包含自動選擇和自動對齊。使用自動選擇方式可以很快地收集相似封裝的元件，然后旋轉(zhuǎn)、展開和整理成組，就可以移動倒板上所需位置上了。當(dāng)簡易的布局完成后，使用自動對齊方式整齊地展開或縮緊一組封裝相似的元件。
6、?布線設(shè)置
在布線之前先要設(shè)置布線方式和布線規(guī)則。Protel99?SE有三種布線方式：忽略障礙布線（Ignore?obstacle），避免障礙布線（Avoid?obstacle），推擠布線（Push?obstacle）。可以根據(jù)需要選用不同的布線方式，在“Tools”工具菜單下選擇“Preferences”優(yōu)選項(xiàng)中選擇不同的布線方式。也可以使用“SHIFT+R”快捷鍵在三種方式之間切換。
接著選擇布線規(guī)則，在“Design”下選擇“Rules”對話框，選擇不同網(wǎng)絡(luò)布線的線寬，布線方式，布線的層數(shù)，安全間距，過孔大小等。
有了布線規(guī)則，就可進(jìn)行自動布線或手動布線了。如果采用自動布線，選擇“Auto?Route”菜單，Protel?99SE支持多種布線方式，可以對全板自動布線，也可以對某個(gè)網(wǎng)絡(luò)、某個(gè)元件布線，也可手動布線。手動布線可以直接點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵下拉菜單“Place?track”，按鼠標(biāo)左鍵一下確定布線的開始點(diǎn)，按“BackSpace”取消剛才畫的走線，雙擊鼠標(biāo)左鍵確定這條走線，按“ESC”退出布線狀態(tài)。用“Shift”加空格鍵可以切換布線形式，“45°”“90°”弧形布線等方式之間切換。Protel99?SE提供了很好的在線檢查工具“Online?DRC”隨時(shí)檢查布線錯誤（在工具菜單的優(yōu)選項(xiàng)下面）。如果修改一條導(dǎo)線，只需重畫一條線，確定后，原來的導(dǎo)線就會自動被刪除。
7?電氣規(guī)則檢查
當(dāng)一塊線路板已經(jīng)設(shè)計(jì)好，要檢查布線是否有錯誤，Protel99?SE提供了很好的檢查工具“DRC”?自動規(guī)則檢查。只要運(yùn)行“Tools”下的“Design?Rlue?Check”，計(jì)算機(jī)會自動將檢查結(jié)果列出來。
8?可以在PCB中修改元件封裝。
????操作步驟：
??①增加焊盤，將焊盤設(shè)置為被選中狀態(tài)；
　②將需要增加的元件恢復(fù)原始圖素；
　③選\Tools\Covert\Add?Selected?Prmitives?to?Component；
　④提問要增加焊盤的元件，確認(rèn)即可。
9?建立新的PCB器件封裝
由于硬件廠家發(fā)展速度非常快，器件的不斷更新，經(jīng)常需要從庫里增加器件封裝，或增加封裝庫。Protel99?SE提供了很好的導(dǎo)航器，幫助完成器件的添加。根據(jù)文件產(chǎn)生PCB封裝庫
打開“LCD?Controller.ddb”設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫，選中“LCD?Controller.pcb”并打開。在“Tools”下選擇“Make?Libray”，建立一個(gè)新庫文件“LCD?controller.lib”,所有PCB中的器件封裝被自動抽取出來，保存在庫文件中。在這個(gè)新庫文件中建立器件封裝，點(diǎn)擊左側(cè)導(dǎo)航樹上的“Browse?PCBlib”,可以瀏覽這個(gè)庫里現(xiàn)有的元件，創(chuàng)建一個(gè)新的元件選擇“Tools”下的“New?Component”，彈出一個(gè)器件封裝模板，按照提示，生成需要的器件封裝。
10?打印預(yù)覽
在Protel?99SE中可以觀看打印效果，通過\\File\Print/Preview控制打印參數(shù)，修改打印結(jié)果。可以在打印預(yù)覽中任意添加層或刪除層。
這樣，一張完整的pcb圖就可以打印出來了。
3.6.3?電路的焊接
當(dāng)電路板腐蝕出來后，先檢查，然后打磨，再搽上松香水。就可以開始按原理圖焊接了。焊接時(shí)要注意虛焊和短路情況出現(xiàn)。
焊接是要先焊單片機(jī)的主電路，以便于對各部分電路的測試。當(dāng)焊完一部分子電路后，要先輸入子程序進(jìn)行檢測，看是否有輸入或輸出。焊完后，就可以進(jìn)行電路總體性能測試了。
在測試之前，一定要先對電路檢測，看是否有短路情況出現(xiàn)，以免芯片損壞。電源輸入電壓也是關(guān)鍵因素，在供電之前先量量。
這樣，完整的電路就出來了。
第四章?單片機(jī)多通道溫度采集測控系統(tǒng)的軟件
4.1?主程序的逐步?






圖4.1?主程序框圖
4.1.1?初始化和工作方式選擇程序的設(shè)計(jì)?
系統(tǒng)上電時(shí)，初始化程序?qū)?0h～77h內(nèi)存單元清零，P2口置0。
ORG0000H
LJMPSTART
ORG0003H
RETI
ORG000BH
RETI
ORG0013H
RETI
ORG001BH
RETI
ORG0023H
RETI
ORG002BH
RETI
CLERMEMICLRA
MOVP2,A
MOVR0,#7OH
MOVR2,#0DH
LOOPMEM:MOV@R0,A
INCR0
DJNZR2,LOOPMEM
MOV20H,#00H
MOVA,#0FFH
MOVP0,A
MOVP1,A
MOVP2,A
RET
START:LCALLCLEARMEMIO；初始化
LCALLTEST；測量一次
LCALLDISPLAY；顯示數(shù)據(jù)一次
AJMPMAIN
NOP??????????????????????????????；PC值出錯處理
NOP
NOP
LJMPSTART
4.1.2?顯示程序的設(shè)計(jì)?
?顯示子程序采用動態(tài)掃描法實(shí)現(xiàn)四位共陽極數(shù)碼管的數(shù)值顯示，測量所得的Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)放在70h～77h內(nèi)存單元中，測量數(shù)據(jù)在顯示時(shí)轉(zhuǎn)換為溫度值十進(jìn)制BCD碼放在78h～7bh內(nèi)存單元中，其中7bh存放通道標(biāo)志數(shù)。寄存器R3用作八路循環(huán)控制，R0用作顯示數(shù)據(jù)地址指針。
DISPLAY:JB00H,DISP11；標(biāo)志位為1，則轉(zhuǎn)單路顯示控制程序
MOVR3,#08H；8路信號循環(huán)顯示控制子程序
MOVR0,#70H；顯示數(shù)據(jù)初值70H~77H
MOV7BH,#00H；顯示通道數(shù)初始值
DISLOOP1:LCALLYNCD；顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為三位BCD碼存入7AH，79H，78H
MOVR2,#0FFH；每路顯示時(shí)間控制在4ms*255，約1s
DISLOOP2:LCALLDISP；調(diào)四位顯示程序
LCALLKEYWORK1；按鍵檢測
DJNZR2,DISLOOP2
INCR0；顯示下一路
INC7BH；通道數(shù)據(jù)加1
DJNZR3,DISLOOP1
RET
DISP11:MOVA,7BH；單路顯示控制子程序
SUBBA,#01H
MOV7BH,A
ADDA,#70H
MOVR0,A
DISLOOP11:LCALLTUNBCD；顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為三位BCD碼存入7AH，79H，78H
MOVR2,#0FFH；每路顯示時(shí)間控制在4ms*25
DISLOOP22:LCALLDISP；調(diào)四位顯示程序
LCALLKEYWORK2；按鍵檢測
DJNZR2,DISLOOP22
INC7BH；通道顯示數(shù)據(jù)加1
RET
4.1.3?二進(jìn)制溫度值轉(zhuǎn)化成BCD碼溫度顯示值的程序設(shè)計(jì)
TUNBCD:MOVA,@R0；255/51=5.00V運(yùn)算
MOVB,#51
DIVAB
MOV7AH,A；個(gè)位數(shù)放入7AH
MOVA,B；余數(shù)大于19H，F(xiàn)0為1，乘法溢出，結(jié)果加5
CLRF0
SUBBA,#1AH
MOVF0,C
MOVA,#10
MULAB
MOVB,#51
DIVAB
JBF0,LOOP2
ADDA,#5
LOOP2:MOV79H,A；小數(shù)后第1為放入79H
MOVA,B
CLRF0
SUBBA,#1AH
MOVF0,C
MOVA,#10
MULAB
MOVB,#51
DIVAB
JBF0,LOOP3
ADDA，#5
LOOP3:MOV78H,A；小數(shù)后第2位放入78H
RET
DISP:MOVR1，#78H；共陽極顯示子程序，顯示內(nèi)容只78H~7BH
MOVR5，#0FFH；數(shù)據(jù)在P1口輸出
PLAY：MOVP1，#0FFH
MOVA，R5
ANLP3，A
MOVA，@R1
MOVDPTR,#TAB
MOVCA,@A+DPTR
MOVP1，A
JBP3.2,PLAY1；小數(shù)點(diǎn)處理
CLRP1.7；小數(shù)點(diǎn)顯示
PLAY1:LCALLDL1MS
INC?R1
MOVA,P3
JNBACC.3,ENDOUT
RLA
MOVR5,A
MOVP3,#0FFH
AJMPPLAY
ENDOUT:MOVP3,#0FFH
MOVP1,#0FFH
RET
TAB:DB?0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,0FFH
4.1.4?延時(shí)子程序的設(shè)計(jì)
DL10MS:MOVR6,#0D0H
DL1:MOVR7,#19H
DL2:DJNZR7,DL2
DJNZR6,DL1
RET
DL1MS:MOVR4,#0FFH
LOOP11:DJNZR4,LOOP11
MOVR4,#0FFH
LOOP22:DJNZR4,LOOP22
RET
4.1.5?數(shù)模轉(zhuǎn)換測量子程序的設(shè)計(jì)?
TEST:CLRA；數(shù)模轉(zhuǎn)換子程序
MOVP2,A；轉(zhuǎn)換值放入首值
MOVR0,#70H??????????；轉(zhuǎn)換8次控制
MOVR7,#08H；啟動測試
LCALLTESTART；等A/D轉(zhuǎn)化結(jié)束信號
WAIT:JBP3.7,MOVD
AJMPWAIT
TESTART:SETBP2.3；測試啟動
NOP
NOP
NOP
CLRP2.3
SETBP2.4
NOP
NOP
CLRP2.4
NOP
NOP
NOP
NOP
RET
MOVD:SETBP2.5；取A/D轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)
MOVA,P0
MOV@R0,A
CLRP2.5
INCR0
MOVA,P2`；通道地址加1
INCA
MOVP2,A
CJNEA,#08H,TESTEND；等八路A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束
TESTEND:JCTESTCON
CLRA；結(jié)束恢復(fù)窗口
MOVA,0FFH
MOVP0,A
MOVP1,A
MOVP3,A
RET
TESTCON:LCALLTESTART
LJMPWAIT
4.1.6?按鍵檢測子程序的設(shè)計(jì)
KEYWORK1:JNBP3.5,KEY1
KEYOUT:RET
KEY1:LCALLDISP
JBP3.5,KEYOUT
WAIT11:JNBP3.5,WAIT12
CPL00H
MOVR2,#01H
MOVR3,#01H
RET
WAIT12:LCALLDISP
AJMPWAIT11
KEYWORK2:JNBP3.5,KEY1
JNBP3.6,KEY2
RET
KEY2:LCALLDISP
JBP3.6,KEYOUT
WAIT22:JNBP3.6,WAIT21
INC7BH
MOVA,7BH
CJNEA,#08H,KEYOUT11
KEYOUT11:JCKEYOUT1
MOV7BH,#00H
KEYOUT1:RET
WAIT21:LCALLDISP
AJMPWAIT22
END
4.1.7?超溫報(bào)警程序及繼電器控制程序的設(shè)計(jì)?
超溫報(bào)警程序：
DIV:???MOV?R2,#08H;1kz持續(xù)時(shí)間?
DIV1:MOV?R3,#0FAH?
DIV2:CPL?P3.3;輸出1khz方波?
???LCALL?D5ms;調(diào)用延時(shí)程序1?
????DJNZR3,DLV2;持續(xù)1秒?
????DJNZ?R2,DIV1?
????MOV?R2,#10H;2khz持續(xù)時(shí)間?
DIV3:MOV?R3,#0FAH?
DI4:CPL?P3.3;輸出2khz方波?
???LCALL?D25ms;調(diào)用延時(shí)程序2?
???DJNZ?R3,DIV4
???DJNZ?R2,DIV3?
????SIMP?DIV;反復(fù)循環(huán)?
D5MS：MOV?R7，#0FFH;延時(shí)子程序1?
LOOP：NOP?
????NOP?
????DJNZ?R7，LOOP?
????RET?
D25MS：MOVR6，#0FFH;延時(shí)子程序2?
LIN：DJNZ?R6，LIN?
RET
繼電器控制程序：
START1:MOV?????SP,#60H
JD:?????CPL?????P2.6???????????;P2.6取反
????????LCALL???DELAY???????????;延時(shí)
???????NOP
????????SJMP????JD
DELAY:??MOV?????R0,#0AH????????????????????????;延時(shí)子程序(1秒)
DELAY33:?MOV?????R1,#00H
DELAY44:?MOV?????R2,#0B2H
????????DJNZ????R2,$
????????DJNZ????R1,DELAY44
????????DJNZ????R0,DELAY33
LJMP?START1
???????RET
4.2??CPU抗干擾技術(shù)的程序設(shè)計(jì)?
?盡管采取了硬件抗干擾措施,?但由于干擾信號產(chǎn)生的原因很復(fù)雜,?且有很大的隨機(jī)性,因此在采取硬件抗干擾措施的基礎(chǔ)上,?采取軟件抗干擾措施加以補(bǔ)充。常見的軟件抗干擾技術(shù)有:?數(shù)字濾波、指令冗余和“看門狗”技術(shù)、系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視和提高開關(guān)量輸入、輸出干擾。系統(tǒng)常見的出錯現(xiàn)象:?死機(jī)、被控對象誤操作和定時(shí)不準(zhǔn),?他們主要由于內(nèi)部程序指針錯亂使程序進(jìn)入“死循環(huán)”和RAM?資料被沖亂或改變導(dǎo)致的。
4.2.1數(shù)字濾波
數(shù)字濾波當(dāng)干擾疊加輸入信道的模擬信號時(shí),?使數(shù)據(jù)采集誤差加大。特別當(dāng)輸入信道模擬信號較弱時(shí),?此現(xiàn)象更加嚴(yán)重。為了消除數(shù)據(jù)采集的誤差,?常用算術(shù)平均法、比較取舍法、一階滯后濾波法和中值法,?可根據(jù)信號和干擾的規(guī)律,?采用最優(yōu)的設(shè)計(jì)方法。輸入模擬信號處理如圖2?所示,?通過數(shù)字濾波器可濾掉大部分由于輸入信號干擾而引起的輸出控制錯誤。
4.2.2　指令冗余和“看門狗”技術(shù)
單片機(jī)受強(qiáng)干擾會造成程序計(jì)數(shù)器PC?值改變和破壞程序正常運(yùn)行。針對這一問題可在關(guān)鍵地方插入一些單字節(jié)指令NO?P?或有效的單字節(jié)指令并用引導(dǎo)指令LJM?PMA?IN?將捕獲的“亂飛”程序引向復(fù)位入口地址,?從而避免程序“亂飛”。可是有一些“亂飛”程序會導(dǎo)致死循環(huán),?通常采用軟、硬件“看門狗”技術(shù),?“看門狗”技術(shù)就是不斷監(jiān)視程序運(yùn)行時(shí)間,?當(dāng)程序運(yùn)行出現(xiàn)故障時(shí),?計(jì)數(shù)器溢出,?系統(tǒng)復(fù)位并重新運(yùn)行系統(tǒng)程序。
4.2.3　提高RAM?資料可靠性
電源開啟和斷電及CPU?受到干擾有可能破壞RAM?中的資料。只有采用資料冗余技術(shù)保護(hù)RAM中的資料。系統(tǒng)復(fù)位后,?立即將備用的RAM?對重要參數(shù)進(jìn)行自我檢驗(yàn)和恢復(fù),?從而保護(hù)RAM?中的資料。提高開關(guān)量輸入、輸出抗干擾控制量有效信號上疊加一系列離散尖脈沖,?這種干擾不易用硬件加以抑制,?可采用軟件重復(fù)檢測以提高輸入、輸出接口抗干擾性。
4.2.4?總　結(jié)
?不同的單片機(jī)系統(tǒng)都有自己的系統(tǒng)要求和特點(diǎn),在硬件和軟件抗干擾設(shè)計(jì)上也各有自己的特色。針對無線電射頻干擾和交流電路工頻干擾等5種主要的干擾源以及干擾的方式,?可采用上述的硬件抗干擾措施。對于軟件抗干擾措施,?應(yīng)首先了解測量對象和干擾因素,?分析干擾的來源,?然后根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)有效的抗干擾方法。
4.3?程序的匯編與調(diào)試?
??程序的匯編是通過keil?c51進(jìn)行的。
4.3.1第一課建立您的第一個(gè)C?項(xiàng)目
KEIL?uVISION2?是眾多單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)軟件中最常的軟件之一，?它支持大部分不同公司的MCS51?架構(gòu)的芯片，它集編輯、編譯、仿真等于一體，同時(shí)還支持PLM?、匯編和C?語言的程序設(shè)計(jì)，它的界面和常用的微軟VC++?的界面相似，界面友好，易學(xué)易用，在調(diào)試程序，軟件仿真方面也有很強(qiáng)大的功能。因此很多開發(fā)51?應(yīng)用的工程師或普通的單片機(jī)愛好者，都對它十分喜歡。要使用KEIL51?軟件，必需先要安裝它。下面就以建立一個(gè)小程序項(xiàng)目來學(xué)習(xí)Keil?c51的使用?。
首先當(dāng)然是運(yùn)行KEIL51?軟件，接著按下面的步驟建立您的第一個(gè)項(xiàng)目。
（1）點(diǎn)擊Project?菜單，?選擇彈出的下拉式菜單中的New?Project?，接著彈出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)Windows?文件對話窗口，在“?文件名”中輸入您的第一個(gè)C?程序項(xiàng)目名稱，?這里用“qx”，?“保存”后的文件擴(kuò)展名為uv2?，這是KEIL?uVision2?項(xiàng)目文件擴(kuò)展名，以后就可以直接點(diǎn)擊此文件以打開先前做的項(xiàng)目。
（2）?選擇所要的單片機(jī)，這里選擇常用的Ateml?公司的AT89C51?。
（3）首先要在項(xiàng)目中創(chuàng)建新的程序文件或加入舊程序文件。如果沒有現(xiàn)成的程序，那么就要新建一個(gè)程序文件。在KEIL?中有一些程序示例，在這里以一個(gè)匯編程序?yàn)槔榻B如何新建一個(gè)匯編程序和如何加到項(xiàng)目中。菜單File?－New?或快捷鍵Ctrl+N?來實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)在可以編寫程序了，光標(biāo)已出現(xiàn)在文本編輯窗口中，下面就以一個(gè)簡單的程序作為示例。程序如下：???
（4）用菜單File－Save?或快捷鍵Ctrl+S?進(jìn)行保存。因是新文件所以保存時(shí)會彈出文件操作窗口，把第一個(gè)程序命名為test1.asm?，保存在項(xiàng)目所在的目錄中，這時(shí)會發(fā)現(xiàn)程序單詞有了不同的顏色，說明KEIL?的匯編?語法檢查生效了。鼠標(biāo)在屏幕左邊的Source?Group1?文件夾圖標(biāo)上右擊彈出菜單，?在這里可以做在項(xiàng)目中增加減少文件等操作。選“Add?File?to?Group?‘Source?Group?1’”?彈出文件窗口，選擇剛剛保存的文件，按ADD?按鈕，關(guān)閉文件窗，程序文件已加到項(xiàng)目中了。這時(shí)在Source?Group1?文件夾圖標(biāo)左邊出現(xiàn)了一個(gè)小+號說明，文件組中有了文件，點(diǎn)擊它可以展開查看。
?（5）匯編程序文件已加到了項(xiàng)目中了，下面就剩下編譯運(yùn)行了。一般在編譯程序后都需要生成一個(gè).hex的文件用于芯片燒寫。然后右擊的Target1項(xiàng)目文件夾，彈出項(xiàng)目功能菜單，選Options?for?Target’Target1’,?彈出項(xiàng)目選項(xiàng)設(shè)置窗口，同樣先選中項(xiàng)目文件夾圖標(biāo)，這時(shí)在Project?菜單中也有一樣的菜單可選。打開項(xiàng)目選項(xiàng)窗口，?轉(zhuǎn)到Output?選項(xiàng)頁，選擇編譯輸出的路徑，設(shè)置編譯輸出生成的文件名，決定是否要創(chuàng)建HEX?文件，?選中它就可以輸出HEX?文件到指定的路徑中。
接下來是編譯。可以看到編譯的錯誤信息和使用的系統(tǒng)資源情況等，以后要查錯就靠它了。根據(jù)creating?hex?file?from?"c51"...提示，說明現(xiàn)在已經(jīng)建立一個(gè)用于芯片燒寫的.hex文件。
進(jìn)入調(diào)試模式，軟件窗口樣式大致如圖4.2所示。圖中a?為運(yùn)行，當(dāng)程序處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)才有效，b?為停止，程序處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)才有效。在停止運(yùn)按鈕的右邊的四個(gè)按鈕，依次跟蹤運(yùn)行、單步運(yùn)行、運(yùn)行到子程序末、運(yùn)行到光標(biāo)。c?是復(fù)位，模擬芯片的復(fù)位，程序回到最開頭處執(zhí)行。按d可以打開e?中的串行調(diào)試窗口，這個(gè)窗口可以看到從51?芯片的串行口輸入輸出的字符，這里的第一個(gè)項(xiàng)目也正是在這里看運(yùn)行結(jié)果。按d?打開串行調(diào)試窗口，?再按運(yùn)行鍵。這樣一個(gè)匯編項(xiàng)目就完成了。最后停止程序運(yùn)行回到文件編輯模式中，就要先按停止按鈕再按開啟\關(guān)閉調(diào)試模式按鈕。
圖4.2???程序調(diào)試運(yùn)行
第五章?結(jié)束語
本多通道溫度采集測控系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)，能夠很好地巡回采集測量控制多路信號，結(jié)構(gòu)較為簡單，成本低，外接元件少。在實(shí)際應(yīng)用中工作性能穩(wěn)定，測量溫度準(zhǔn)確，精度較高。系統(tǒng)在硬件設(shè)計(jì)上充分考慮到了可擴(kuò)展性，經(jīng)過一定的添加或改造，很容易增加功能，如從單片機(jī)主芯片串行口連接RS232轉(zhuǎn)換芯片MAX232與PC機(jī)相連，完成溫度實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的傳遞和其他控制工作。適用范圍廣泛，可以單獨(dú)使用作為監(jiān)控儀，應(yīng)用于農(nóng)業(yè)溫室大棚監(jiān)測植物生長的環(huán)境變化，工業(yè)廠房測量各部分的工作溫度等等。也可以作為智能控制系統(tǒng)的一部分，與其它設(shè)備協(xié)同工作。系統(tǒng)移植性強(qiáng)，只需改變前端測量用的傳感器類型，可在此基礎(chǔ)上修改為其?他非電量參數(shù)的測量系統(tǒng)。
5.1?本次設(shè)計(jì)心得體會?
????在電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，為了少走彎路和節(jié)省時(shí)間，應(yīng)充分考慮并滿足抗干擾?的要求，避免在設(shè)計(jì)完成后再去進(jìn)行抗干擾的補(bǔ)救措施。形成干擾的基本要素有三個(gè)：1）干擾源，指產(chǎn)生干擾的元件、設(shè)備或信號。（2）傳播路徑。（3）敏感器件。
具體的抗干擾方案??
一?軟件方面
????1、習(xí)慣于將不用的代碼空間全清成“0”，因?yàn)檫@等效于NOP，可在程序跑飛時(shí)歸位；
????2、在跳轉(zhuǎn)指令前加幾個(gè)NOP，目的同1；
????3、在無硬件WatchDog時(shí)可采用軟件模擬WatchDog，以監(jiān)測程序的運(yùn)行；
????4、涉及處理外部器件參數(shù)調(diào)整或設(shè)置時(shí)，為防止外部器件因受干擾而出錯可定時(shí)將參數(shù)重新
???????發(fā)送一遍，這樣可使外部器件盡快恢復(fù)正確；
????5、通訊中的抗干擾，可加數(shù)據(jù)校驗(yàn)位，可采取3取2或5取3策略；
????6、在有通訊線時(shí)，如I^2C、三線制等，實(shí)際中發(fā)現(xiàn)將Data線、CLK線、INH線常態(tài)置為高，其抗干擾效果要好過置為低。
二??硬件方面：
????1、地線、電源線的部線肯定重要了！
????2、線路的去偶；
????3、數(shù)、模地的分開；
????4、每個(gè)數(shù)字元件在地與電源之間都要104電容；
????5、在有繼電器的應(yīng)用場合，尤其是大電流時(shí)，防繼電器觸點(diǎn)火花對電路的干擾，可在繼電器??線圈間并一104和二極管，在觸點(diǎn)和常開端間接472電容，效果不錯！
????6、為防I/O口的串?dāng)_，可將I/O口隔離，方法有二極管隔離、門電路隔離、光偶隔離、電磁隔離等；
????7、當(dāng)然多層板的抗干擾肯定好過單面板，但成本卻高了幾倍。
8、選擇一個(gè)抗干擾能力強(qiáng)的器件比之任何方法都有效，我想這點(diǎn)應(yīng)該最重要。因?yàn)槠骷焐牟蛔闶呛茈y用外部方法去彌補(bǔ)的，但往往抗干擾能力強(qiáng)的就貴些
5.2?總結(jié)
?????2002年9月，我滿懷不快和一份深藏心底的希望來到了昆明理工大學(xué)，開始了一次漫長的奮斗。2006年7月我是怎樣的心情離開呢？開始一個(gè)新的征程。
再回首，走過的路很值得回味和反思，是成是敗，我們都必須忘記這段過去開始新的奮斗，因此，我必須做一個(gè)全面的總結(jié)。
首先，對大學(xué)四年中每一年的思想狀態(tài)，想做的和做過的事情來個(gè)快照吧！大一，還沒明確大學(xué)該怎么學(xué)習(xí)，需要學(xué)些什么，但是時(shí)間抓得很緊，努力去做了些事情。最開始我給自己四年定了一個(gè)目標(biāo)：成為一名優(yōu)秀的技術(shù)工程師，大一下學(xué)期后確定要做一個(gè)學(xué)習(xí)一般般，動手能力強(qiáng)的人；大二和大三參加了校內(nèi)外的勤工助學(xué)活動很多很多，能維持自己的生活費(fèi)用，在管理學(xué)的啟發(fā)下開始考慮重新構(gòu)筑自己的大學(xué)生活；大四，在最兵荒馬亂的時(shí)間里遇到了些挫折，也頑強(qiáng)的接受了挑戰(zhàn)。大四下，遺憾的是沒有抓住時(shí)間來好好的學(xué)習(xí)技術(shù)，浪費(fèi)了不少時(shí)間。
“謀事在人，成事在天”這句古諺包含著深刻的道理，我不能控制別人，但是我可以把握自己。應(yīng)該說四年來我很好的把握了自己，沒有隨風(fēng)逐流，始終在大多數(shù)時(shí)間里做著自己想做、要做的事情。尤其是在寢室內(nèi)，雖然沒能夠群體奮發(fā)，形成很好的團(tuán)體，但是很好的避免了群體迷失，感謝周圍還有一批批清醒的朋友，支持我的朋友，也感謝能在最垃圾的時(shí)間里找到《管理學(xué)》，激發(fā)了對整個(gè)大學(xué)生活的重新思考。
其次，總結(jié)大學(xué)生活，簡單的說，應(yīng)該學(xué)會做人。關(guān)于大學(xué)里做人，我有以下幾點(diǎn)體會。
1、自我尊重
一般說來，這是容易理解的，但是在我們做事的時(shí)候往往難以每次都真正上實(shí)施。自我尊重，還要自我包裝，注意自己的外觀形相，讓別人尊重自己就得先自己尊重自己。
2、堅(jiān)持正直
的確，這個(gè)社會有很多讓人不滿意的地方，尤其是當(dāng)你真正步入社會做點(diǎn)事情的時(shí)候。有句話叫做：“你可以不誠實(shí)，但是不可以不保持正直”恰到好處的為我們提供了解決這個(gè)問題的一個(gè)很好的原則。誠實(shí)固然是一種很好的品質(zhì)，然而在面對一個(gè)經(jīng)常不誠實(shí)的對象時(shí)就另當(dāng)別論了，不然就會吃虧。在個(gè)人生活當(dāng)中，誠實(shí)自然是莫高于此的。然而，我們處事或生活過程中，正直才是可以永遠(yuǎn)堅(jiān)持的。
3、為別人著想
現(xiàn)在的社會需要合作，需要團(tuán)隊(duì)，忘記了隊(duì)友的利益很多時(shí)候就等同于忽略了自己的利益。利他在競爭過程中往往轉(zhuǎn)換為了利己，因?yàn)閷Ψ将@利了，他必有成功的道理，這些恰恰給了自己一個(gè)彌補(bǔ)缺失的機(jī)會，為以后獲取更多的收獲奠定基礎(chǔ)。在學(xué)習(xí)工作過程中不應(yīng)忘記了給你的競爭對手一些力所能及的幫助，協(xié)助對方實(shí)現(xiàn)他們的目標(biāo)。
在生活中，和諧的寢室環(huán)境，社交圈環(huán)境更多的需要你不斷的付出，隨時(shí)隨地的為別人的利益著想，考慮到自己的所作所為對周圍人有沒有不好的影響。有句話說:”付出總有回報(bào)”，我覺得不是不報(bào)，而是時(shí)候沒到或者是你更本就沒有覺察到。
4、適應(yīng)環(huán)境
這是我們這一代大學(xué)生最需要的基本能力。現(xiàn)在社會，是一個(gè)飛速變化的社會，一個(gè)激烈競爭的社會，適者生存在這里無需用語言來解釋。讓自己適應(yīng)環(huán)境，讓環(huán)境接納自己是我們跳進(jìn)這個(gè)社會圈首先必須學(xué)會的。然而，很多人都還沒有意識到這一點(diǎn)，抱怨高考失利，抱怨周圍的同學(xué)，抱怨周圍沒有好的學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)習(xí)氣氛，整天在那里干些不愿意干的事情，甚至做一些消極的事情，浪費(fèi)了自己寶貴的青春又一無所獲。人活著應(yīng)該要有一種精神：面對現(xiàn)實(shí)，接受現(xiàn)實(shí)，改變現(xiàn)實(shí)。當(dāng)我們走上社會，我們和一個(gè)初中畢業(yè)的打工者一樣，都是出賣勞動力，很多方面我們甚至都趕不上他們，這就需要我們閣下自己的“尊貴”地位，從基層干起，從點(diǎn)點(diǎn)滴滴干起，這樣才能真正體現(xiàn)受教育的價(jià)值！
5、決心、雄心和恒心
一個(gè)真正優(yōu)秀的大學(xué)生應(yīng)該保持雄心，在現(xiàn)實(shí)的前面還要放好雄心的位置，無論現(xiàn)實(shí)多么殘酷都不應(yīng)該散盡雄心，任何時(shí)候都對自己的努力滿意，保持微笑。在雄心規(guī)劃下的目標(biāo)，計(jì)劃可以作為激勵的一個(gè)來源，引領(lǐng)困境前行！決心沒有大小，可以是很小的，堅(jiān)持每天打開水，每天拖地板，堅(jiān)持每天都對自己笑笑都是無價(jià)的。執(zhí)著是一個(gè)人最難得的品質(zhì)，揚(yáng)棄急功近利和浮躁的心，經(jīng)久必成！有了雄心，決心，我們所需要的就只是是默默無聞，持之以恒的按計(jì)劃做好手頭的每一件事情了。
大學(xué)象一座寶礦山，想挖到寶藏的人總會不斷的付出，從而不斷的采摘、收獲。我是個(gè)比較執(zhí)著的人，一旦認(rèn)定了的就一定要堅(jiān)持實(shí)現(xiàn)。挫折也好，苦悶也好，都是人生必須經(jīng)歷的，沒有誰能夠逃脫，沒有痛苦就沒有新生，就沒有更高層次的解脫，也就成不了一個(gè)完整的人，可以說正是挫折與苦悶造就了世間不朽的偉人。
5.3?謝詞
經(jīng)過四年的學(xué)習(xí)，今天終于要畢業(yè)了。在學(xué)習(xí)期間經(jīng)過了風(fēng)風(fēng)雨雨，在各位老師和同學(xué)的幫助和支持下得也最終完成。??
在此，感謝我的父母和姑奶奶，是他們把我養(yǎng)大，并供我讀書；感謝我的老師，各位老師在學(xué)習(xí)期間在學(xué)習(xí)中、生活上的關(guān)心和照顧；感謝各位同學(xué)，同學(xué)們在生活中給于很大的幫助，在學(xué)習(xí)上也給極大的鼓舞；感謝我的社友，各位社友的幫忙讓我最終完成學(xué)業(yè)；特別感謝杜老師和趙老師在本次設(shè)計(jì)中的關(guān)心和技術(shù)支持，才得以本次設(shè)計(jì)的順利完成；最后，我得感謝我自己。


參考文獻(xiàn)、資料：
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[16]???網(wǎng)頁“http://tu.cndzz.com/index.htm”
[17]???網(wǎng)頁“單片機(jī)坐標(biāo)”





附錄一?圖和表
AD590系列產(chǎn)品主要技術(shù)指標(biāo)
型號AD590IAD590JAD590KAD590LAD590M單位
最大非線性誤差±0.3±1.5±0.8±0.4±0.3℃
最大標(biāo)定誤差（+25℃）±10.0±5.0±2.51±.0±0.5℃
額定溫度系數(shù)1.0µA/K
額定輸出電流298.2(+25℃)µA
長期溫度漂移±0.1℃/月
響應(yīng)時(shí)間20µs
殼與管腳的絕緣1010Ω
等效并聯(lián)電容100pF
工作電壓范圍+4-+30V
元件清單
器件數(shù)量器件數(shù)量
AD08091共陽極led4
74ls244190154
AT89C511AD5901
7404140241
變壓器1按鍵3
78051繼電器8
78121萬用板2
78121運(yùn)放OP073
12M晶振1電阻電容若干
傳感器新技術(shù)的發(fā)展
傳感器?是一種能將物理量、化學(xué)量、生物量等轉(zhuǎn)換成電信號的器件。輸出信號有不同形式，如電壓、電流、頻率、脈沖等，能滿足信息傳輸、處理、記錄、顯示、控制要求，是自動檢測系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)中不可缺少的元件。如果把計(jì)算機(jī)比作大腦，那么傳感器則相當(dāng)于五官，傳感器能正確感受被測量并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)輸出量，對系統(tǒng)的質(zhì)量起決定性作用。自動化程度越高，系統(tǒng)對傳感器要求越高。在今天的信息時(shí)代里，信息產(chǎn)業(yè)包括信息采集、傳輸、處理三部分，即傳感技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)。現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)由于超大規(guī)模集成電路的飛速發(fā)展，而已經(jīng)充分發(fā)達(dá)后，不僅對傳感器的精度、可靠性、響應(yīng)速度、獲取的信息量要求越來越高，還要求其成本低廉且使用方便。顯然傳統(tǒng)傳感器因功能、特性、體積、成本等已難以滿足而逐漸被淘汰。世界許多發(fā)達(dá)國家都在加快對傳感器新技術(shù)的研究與開發(fā)，并且都已取得極大的突破。如今傳感器新技術(shù)的發(fā)展，主要有以下幾個(gè)方面：?
一、發(fā)現(xiàn)并利用新現(xiàn)象
????利用物理現(xiàn)象、化學(xué)反應(yīng)、生物效應(yīng)作為傳感器原理，所以研究發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象與新效應(yīng)是傳感器技術(shù)發(fā)展的重要工作，是研究開發(fā)新型傳感器的基礎(chǔ)。?日本夏普公司利用超導(dǎo)技術(shù)研制成功高溫超導(dǎo)磁性傳感器，是傳感器技術(shù)的重大突破，其靈敏度高，僅次于超導(dǎo)量子干涉器件。它的制造工藝遠(yuǎn)比超導(dǎo)量子干涉器件簡單。可用于磁成像技術(shù)，有廣泛推廣價(jià)值。
????利用抗體和抗原在電極表面上相遇復(fù)合時(shí)，會引起電極電位的變化，利用這一現(xiàn)象可制出免疫傳感器。用這種抗體制成的免疫傳感器可對某生物體內(nèi)是否有這種抗原作檢查。如用肝炎病毒抗體可檢查某人是否患有肝炎，起到快速、準(zhǔn)確作用。美國加州大學(xué)巳研制出這類傳感器。
二、利用新材料
????傳感器材料是傳感器技術(shù)的重要基礎(chǔ)，由于材料科學(xué)進(jìn)步，人們可制造出各種新型傳感器。例如用高分子聚合物薄膜制成溫度傳感器；光導(dǎo)纖維能制成壓力、流量、溫度、位移等多種傳感器；用陶瓷制成壓力傳感器。高分子聚合物能隨周圍環(huán)境的相對濕度大小成比例地吸附和釋放水分子。高分子電介常數(shù)小，水分子能提高聚合物的介電常數(shù)。將高分子電介質(zhì)做成電容器，測定電容容量的變化，即可得出相對濕度。利用這個(gè)原理制成等離子聚合法聚苯乙烯薄膜溫度傳感器，其有以下特點(diǎn)：
????測濕范圍寬；?
????溫度范圍寬，可達(dá)-400℃～?+1500℃；?
????響應(yīng)速度快，小于1S；?
????尺寸小，可用于小空間測濕；?
????溫度系數(shù)小。?
????陶瓷電容式壓力傳感器是一種無中介液的干式壓力傳感器。采用先進(jìn)的陶瓷技術(shù)，厚膜電子技術(shù)，其技術(shù)性能穩(wěn)定，年漂移量小于0.1%F.S,溫漂小于±0.15%/10K,抗過載強(qiáng),可達(dá)量程的數(shù)百倍。測量范圍可從0到60mpa。德國E+H公司和美國Kavlio公司產(chǎn)品處于領(lǐng)先地位。
????光導(dǎo)纖維的應(yīng)用是傳感材料的重大突破，其最早用于光通信技術(shù)。在光通信利用中發(fā)現(xiàn)當(dāng)溫度、壓力、電場、磁場等環(huán)境條件變化時(shí)，引起光纖傳輸?shù)墓獠◤?qiáng)度、相位、頻率、偏振態(tài)等變化，測量光波量的變化，就可知道導(dǎo)致這些光波量變化的溫度、壓力、電場、磁場等物理量的大小，利用這些原理可研制出光導(dǎo)纖維傳感器。光纖傳感器與傳統(tǒng)傳感器相比有許多特點(diǎn)：靈敏度高，結(jié)構(gòu)簡單、體積小、耐腐蝕、電絕緣性好、光路可彎曲、便于實(shí)現(xiàn)遙測等。光纖傳感器日本處于先進(jìn)水平。如Idec?Izumi公司和Sunx公司。光纖傳感受器與集成光路技術(shù)相結(jié)合，加速光纖傳感器技術(shù)的發(fā)展。將集成光路器件代替原有?光學(xué)元件和無源光器件，使光纖傳感器有高的帶寬、低的信號處理電壓，可靠性高，成本低。
三、微機(jī)械加工技術(shù)
???半導(dǎo)體技術(shù)中的加工方法有氧化、光刻、擴(kuò)散、沉積、平面電子工藝，各向?qū)愿g及蒸鍍，濺射薄膜等，這些都已引進(jìn)到傳感器制造。因而產(chǎn)生了各種新型傳感器，如利用半導(dǎo)體技術(shù)制造出硅微傳感器，利用薄膜工藝制造出快速響應(yīng)的氣敏、濕敏傳感器，利用濺射薄膜工藝制壓力傳感器等。
????日本橫河公司利用各向?qū)愿g技術(shù)進(jìn)行高精度三維加工，制成全硅諧振式壓力傳感器。核心部分由感壓硅膜片和硅膜片上面制作的兩個(gè)諧振梁結(jié)成，兩個(gè)諧振梁的頻差對應(yīng)不同的壓力，用頻率差的方法測壓力，可消除環(huán)境溫度等因素帶來的誤差。當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí)，兩個(gè)諧振梁頻率和幅度變化相同，將兩個(gè)頻率差后，其相同變化量就能夠相互抵消。其測量最高精度可達(dá)0.01%FS。
????美國Silicon?Microstructure?Inc.(SMI)公司開發(fā)一系列低價(jià)位,線性度在0.1%到0.65%范圍內(nèi)的硅微壓力傳感器,最低滿量程為0.15psi(1KPa),其以硅為材料制成,具有獨(dú)特的三維結(jié)構(gòu),輕細(xì)微機(jī)械加工,和多次蝕刻制成惠斯登電橋于硅膜片上,當(dāng)硅片上方受力時(shí),其產(chǎn)生變形,電阻產(chǎn)生壓阻效應(yīng)而失去電橋平衡,輸出與壓力成比例的電信號.象這樣的硅微傳感器是當(dāng)今傳感器發(fā)展的前沿技術(shù),其基本特點(diǎn)是敏感元件體積為微米量級,是傳統(tǒng)傳感器的幾十、幾百分之一。在工業(yè)控制、航空航天領(lǐng)域、生物醫(yī)學(xué)等方面有重要的作用，如飛機(jī)上利用可減輕飛機(jī)重量，減少能源。另一特點(diǎn)是能敏感微小被測量，可制成血壓壓力傳感器。
中國航空總公司北京測控技術(shù)研究所，研制的CYJ系列濺謝膜壓力傳感器是采用離子濺射工藝加工成金屬應(yīng)變計(jì)，它克服了非金屬式應(yīng)變計(jì)易受溫度影響的不足，具有高穩(wěn)定性，適用于各種場合，被測介質(zhì)范圍寬，還克服了傳統(tǒng)粘貼式帶來的精度低、遲滯大、蠕變等缺點(diǎn)，具有精度高、可靠性高、體積小的特點(diǎn)，廣泛用于航空、石油、化工、醫(yī)療等領(lǐng)域。?
四、集成傳感器
????集成傳感器的優(yōu)勢是傳統(tǒng)傳感器無法達(dá)到的，它不僅僅是一個(gè)簡單的傳感器，其將輔助電路中的元件與傳感元件同時(shí)集成在一塊芯片上，使之具有校準(zhǔn)、補(bǔ)償、自診斷和網(wǎng)絡(luò)通信的功能，它可降低成本、增加產(chǎn)量，美國LUCAS、NOVASENSOR公司開發(fā)的這種血壓傳感器，每星期能生產(chǎn)1萬只。
五、智能化傳感器
????智能化傳感器是一種帶微處理器的傳感器，是微型計(jì)算機(jī)和傳感器相結(jié)合的成果，它兼有檢測、判斷和信息處理功能，與傳統(tǒng)傳感器相比有很多特點(diǎn)：
????具有判斷和信息處理功能，能對測量值進(jìn)行修正、誤差補(bǔ)償，因而提高測量精度；?
????可實(shí)現(xiàn)多傳感器多參數(shù)測量；?
????有自診斷和自校準(zhǔn)功能，提高可靠性；?
????測量數(shù)據(jù)可存取，使用方便；?
????有數(shù)據(jù)通信接口，能與微型計(jì)算機(jī)直接通信。?
????把傳感器、信號調(diào)節(jié)電路、單片機(jī)集成在一芯片上形成超大規(guī)模集成化的高級智能傳感器。美國HONY?WELL公司ST-3000型智能傳感器，芯片尺寸才有3×4×2mm3，采用半導(dǎo)體工藝，在同一芯片上制成CPU、EPROM、靜壓、壓差、溫度等三種敏感元件。
智能化傳感器的研究與開發(fā)，美國處于領(lǐng)先地位。美國宇航局在開發(fā)宇宙飛船時(shí)稱這種傳感器為靈巧傳感器（Smart?Sensor），在宇宙飛船上這種傳感器是非常重要的。我國在這方面的研究與開發(fā)還很落后，主要是因?yàn)槲覈雽?dǎo)體集成電路工藝水平有限。
????傳感器的發(fā)展日新月異，特別是80年代人類由高度工業(yè)化進(jìn)入信息時(shí)代以來，傳感器技術(shù)向更新、更高的技術(shù)發(fā)展。美國、日本等發(fā)達(dá)國家的傳感器技術(shù)發(fā)展最快，我國由于基礎(chǔ)薄弱，傳感器技術(shù)與這些發(fā)達(dá)國家相比有較大的差距。因此，我們應(yīng)該加大對傳感器技術(shù)研究、開發(fā)的投入，使我國傳感器技術(shù)與外國差距縮短，促進(jìn)我國儀器儀表工業(yè)和自化化技術(shù)的發(fā)展。