本系统由单片机开发板AT89C51、集成温度传感器、连续渐进式A/D转换器ADC0804、运放LM324等元器件组成，采用 Protues 软件进行模拟电路仿真，完成模拟信号调理，通过51 单片机（内置 ADC）采集温度信号，最后通过数码管显示温度数值。
在基本要求实验中，采用的技术指标是①温度测试范围：0℃~110℃② 温度测试精度：±2℃③ 温度测试分辨率：0.2℃④ 温度显示方式：4 位数码管显示，第 1 位数码管显示符号（零下温度显示“—”号，零上及低于100℃不显示）第 2 位数码管显示温度的十位数值，第 3 位数码管显示温度的个位数值及小数点，第 4 位数码管显示温度测量值的小数点后第一位数值。
在提高实验中，采用了以下技术指标① 温度控制数值可在 40℃~70℃之间设置② 温度控制精度：±1℃③ 研究合适的温度控制算法。
② 温度测试精度：±2℃
③ 温度测试分辨率：0.2℃
④ 温度显示方式：4 位数码管显示，第1位数码管显示符号（零下温度显示“—”号，零上及低于100℃不显示），第2位数码管显示温度的十位数值，第3位数码管显示温度的个位数值及小数点，第4位数码管显示温度测量值的小数点后第一位数值。
2 、提高要求
（1）功能要求
① 实现温度自动控制功能，具有温度检测和温度控制两种工作状态，并可手动切换工作状态；
②对象温度控制：可通过单片机控制加热器进行温度自动调节，并可设置和显示温度恒定数值，控制对象为大功率电阻；
（2）技术指标
① 温度控制数值可在 40℃~70℃之间设置
② 温度控制精度：±1℃
③ 研究合适的温度控制算法。
1.2 设计要求
1．根据设计任务设计几种实现方案，经比较从中优选确定一种实现方案。
2．说明所选电路的组成及工作原理，并绘出原理框图。
3．设计各单元电路，计算元器件参数并选择元器件类别型号。
4．画出实际电路图，并用 Protues 软件进行电路仿真。
5．列出元器件清单。
6．组装并调试方案电路，记录调试步骤及结果。
7．设计单片机程序，完成数据采集、处理和显示。
8．对电路功能及技术指标进行测试，记录测试数据。
1.3 限定条件
1．模拟电路电源：+5V
2．单片机开发软件：Keil UV3 v8.02
3．电路仿真软件：Proteus
4．主要器件：
（1）温度传感器：LM35
（2）运放：LM324
（3）单片机模块：AT89C51单片机模块
5．除单片机模块外，其它电路在一块万用板上焊接好并调试正常，通过杜邦头跳线与单片机模块连接。传感器通过杜邦头跳线与电路板连接，集成电路使用插座实现引脚连接。
2.2 温度测量与温度传感器
温度测量方法可分为接触式和非接触式两类，接触式的测温方法是基于物体的热交换现象。选定某一测温器，与被测物体相接触，进行充分的热交换，待两者温度一致时，测温器输出的大小即反映被测温度的高低。接触式测温的优点是简单、可靠、测量精度高；缺点是测温时有较大的滞后，对运动物体测温较困难，测温器易影响被测对象的温度场分布，测温上限受到测温器件材料性质的限制，故所测温度不能太高。
温度传感器是把温度转换为电量的测温器。常用的温度传感器有：金属热电阻和半导体热敏电阻、热电偶、PN 结型传感器和集成温度传感器、石英晶体温度传感器、涡流式温度传感器、电容式温度传感器等。
采用集成温度传感器测量温度，具有省电、体积小、线性好、成本低等优点，而且能满足一般测温工作（－50℃~＋150℃）的需要，本设计使用集成温度传感器，型号为 LM35。
传感器使用说明见附件 1：《LM35 数据手册》。
2.3 模拟信号调理
1．调零与调满度
半导体温度传感器有一个共同的特点，即其输出电压或电流与绝对温度成正比或线性关系。因为常用的温标为摄氏温度，而且为便于测量，希望在 0℃（传感器插入冰水中）时，测温电路输出显示为 0，在100℃（传感器插入沸水中）时，测温电路输出显示为 100。因此，半导体测温电路中需要设计调零电路和调满度（也称调灵敏度）电路。
2．放大与电平平移
模拟传感器输出的信号通常为非标准双极性或单极性小信号，为实现数据采集，需适应 A/D 转换器输入电平要求，因此要对模拟信号进行放大和电平平移。
2.4 模拟信号 A/D 转换
模拟信号需经 A/D 转换后，才能被采集到单片机中，完成后续的处理。
2.5 数码管显示
4 位数码管显示，电路设计参考硬件资料。
2. 电路调试过程 ① 通过实验所给的信息和所学可以画出模拟实验电路图 ②通过实验给的例程，实验要求以及所学的程序语言来完成实验程序，使其使程序无错误，并让电路图能够正常的运行。 ③将程序编译运行后产生的hex文件导入proteus的程序中，打开电路开关，调节温度感应器的旋钮，并观察数码管的示数，让这两个示数的误差在±1℃之间。  5.2 实验调试过程 若实验中温度感应器和数码管的示数之差过大，就可以通过调节电路图中的电阻阻值和电容值来调整实验电路图，使其满足实验要求。同时也可以调节实验程序来调节实验电路图，最后让其满足实验要求。 5.3 测量误差分析 温度感应器和数码管之差误差过大，有以下原因： 1. 在模拟信号A/D转换过程中，对电阻阻值设计不合理，也就会导致示数误差过大。 2. 在ADC0804芯片的设计里，连接的电阻的电容的示数发生改变也就会导致示数存在误差过大。 3. 设计的程序代码中存在这失误，也就会导致误差过大。
结束语
在本次综合电子实验中，我独立的完成了整个基本功能实验，这提高了我的实验动手能力，让我对这门有了深刻的了解，这次实验使我了解和掌握电子设计的方法和步骤，能够综合所学的理论知识提出设计方案并加以论证，并掌握系统方案的设计方法。能培养我独立分析问题、解决问题的能力。同时掌握了传感器检测、模拟信号调理、数据采集等技术的设计和实验方法。能够掌握单片机系统的软硬件工作原理及设计、调试方法， 我也学习了如何使用电子设计、仿真软件进行电路辅助设计，并正确绘制电路图，学习电路的实验调试和测试方法，提高实践能力。
在这次实验中，我也发现了自己的不足，自己缺少动手能力，对电路基础知识理解不深刻，总是犯一些低级失误，我也非常感谢老师和同学们对我的指导，让我对整个实验有了深刻的了解，让我完成了实验。
这次基本实验的不足是电路元器件的精确度和灵敏度较弱，使其在实验测试过程中出现了较大误差，动手能力较弱。也希望自己在接下来的学习生活中有和更大的进步。
基本实验电路图
表2. 软件模块清单
- #include<reg51.h>
- #define uchar unsigned char
- #define uint unsigned int
- sbit wr=P3^6;
- sbit rd=P3^7;
- sbit cs=P3^5;
- uchar code tab[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};//共阴数码管码表
- uchar s,g,f,l,x;//数码管显示变量
- float A;
- uint K;
- void delay(uint);
- void adc();
- void adc()
- {
- //启动ADC0804采样//
- cs=0;wr=0;rd=1;
- delay(50);
- cs=1;wr=1;rd=1; //WR由低到高时，AD开始转换
- delay(100);
- //读AD数值//
- cs=0;wr=1;rd=0;//读取转换数据结果
- delay(50);
- A=P1;//P1的新数据赋值给adval，用于数码管显示的s g f的分离
- A=A*144/256;
- K=P1*144/256;
- cs=1;wr=1;rd=1;//停止AD读取
- }
- void main()
- {
- uint s,g,f,l,x;
- while(1)
- {
- adc();
-
- s=K/10;
- l=s/10;
- x=s%10;
- g=K%10;
- f=(A-K)*10;
- P2=0XFE; //11111110 选中十位数码管
- P0=tab[l]; //显示
- delay(50);
- P2=0XFD; //11111110 选中十位数码管
- P0=tab[x]; //显示
- delay(50);
- P2=0XFB; //11111101 选中个位数码管
- P0=tab[g]+0x80; //显示
- delay(50);
-
- P2=0XF7;//11111011 选中小数点后数码管
- P0=tab[f]; //显示
- delay(50);
- }
- }
- void delay(uint m)//延时子程序，约500个机器周期
- {
- while(m--);｝
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