洛阳理工学院
毕业设计（论文）任务书
填表时间：2011年1月12 日（指导教师填表）
学生姓名
专
业班级
自
动化
指
导教师
蒋
建虎
课
题类
型
工
程设计
题目单片机温度采集系统
主要研究目标
(或研采用单片机设计一个温度采集系统。主要内容包括：
1、整体方案设计
2、单片机的选型、传感器等选型
3、控制方案设计
4、硬件电路设计
课题要求、主
要任务及数量（指图纸规格、张数，说明书页数、论文字数等）采用单片机设计一个温度采集系统基本要求如下：
1、温度的实时采集显示；
2、对温度的变化能够做出及时的处理；
3、实现上下位机通信，并在上位机上显示温度的变化曲线。
进度计划1-3周：查找相关资料，设计整体方案，撰写开题报告4-5周：单片机选型，控制方案设计
6-8周：硬件电路设计
9-10周：软件设计
主要参考
文献
指导教师签字：教研室主任签字：
年月日
单片机温度采集系统
摘要
本文设计是以AT89C51单片机系统为基础的，通过热电阻变送器对热电阻随温度的变化而得到的模拟信号进行采集，连接多路模拟开关实现多路模拟信号的采集，并通过A/D转换器对模拟信号进行数模转换，把转换得到的数字信号按照顺序分别送入单片机或把指定的那路信号送入单片机，通过单片机进行控制操作。本文通过单片机报警系统来实现热电阻传感器测量的温度范围200-700摄氏度，若超出这个温度范围则报警。以单片机为核心完成温度检测、数据处理.显示及上下限报警功能。
关键词：数据采集系统，单片机，A/D转换器，热电阻变送器
The Temperature Acquisition System
ABSTRACT
It is based on AT89C51 one-chip computer system for this text to design, is it gather to go on through thermal resistance changer to analog signal that thermal resistance receive with change of temperature, join many way analog switch realize many way collection of analog signal , is it count through A/D converter to analog signal mould change to go on, Send digital signal received to change according to order into one-chip computer or designated those distance signal send into the one-chip computer separately, carry on control operation through one-chip computer. This text realizes 200~700 degrees Centigrade of temperature ranges that the thermal resistance sensor measure at the same time through the warning system of the one-chip computer, if beyond the scope of this temperature to report to the police. Regard one-chip computer as the core and finish temperature and patrol examining , data processing. Show and the warning function of upper and lower limits.
KEY WORDS: DCS，One-Chip Computer，A/D converter，Thermal Resistance Changer
目录
前言 (1)
第1章绪论 (2)
1.1课题背景 (2)
1.2温度采集的意义和技术发展 (2)
1.3单片机在本课题中的应用 (3)
第2章主控模块的设计 (5)
2.1 8051单片机的引脚功能 (5)
2.2 8051单片机的扩展及系统电路 (7)
第3章信号输入通道与信号采样模块的设计 (10)
3.1 A/D芯片的选用及说明 (10)
3.1.1逐渐逼近式A/D转换器的工作原理 (10)
3.1.2 A/D转换器的性能指标 (11)
3.1.3典型的A/D转换芯片ADC0809 (12)
3.2信号采样模块的电路设计 (14)
第4章显示系统、报警系统及键盘控制 (16)
4.1 显示系统的设计 (16)
4.1.1 LED显示器件的工作原理 (16)
4.1.2 LED显示电路设计 (18)
4.2 报警系统的设计 (19)
4.3 键盘控制的设计 (19)
4.4 系统的电源设计 (20)
第5章系统软件设计 (22)
5.1 主控模块的系统设计 (22)
5.2 LED显示程序设计 (25)
5.3 报警系统的程序设计 (26)
结论 (28)
谢辞 (29)
参考文献 (30)
附录一 (31)
附录二 (36)
外文资料译文 (37)
前言
温度是一个非常重要的物理量，因为它直接影响燃烧、化学反应、烘烤、煅烧、蒸馏、结晶、空气流动以及温度漂移等物理和化学过程。温度控制失误就可能引起生产安全、产品质量、产品产量以及生活安全等一系列问题。因此对温度的检测的意义就越来越大。温度采集控制系统在工业生产、科学研究和人们的生活领域中，得到了广泛应用。在工业生产过程中，很多时候都需要对温度进行严格的监控，以使得生产能够顺利的进行，产品的质量才能够得到充分的保证。使用自动温度控制系统可以对生产环境的温度进行自动控制，保证生产的自动化、智能化能够顺利、安全进行，从而提高企业的生产效率。
本课题是基于单片机的多路温度采集控制系统设计，其利用单片机作为系统的主要控制器，通过温度传感器检测环境温度信号，再经A/D转换后，将数字信号，送入到单片机中进行数据处理，经过一定的控制算法后，通过单片机的输出I/O口，来控制继电器的闭合，达到弱电控制强电的目的，从而实现对了对环境温度的调节。本人的主要工作是运用单片机作为主控制单元及数据处理单元，控制温度传感器检测环境温度信号及A/D转换，数据处理，发出控制信号对加热炉和风扇进行自动化控制，达到自动调节控制环境温度的目的，同时实现超高温报警和超低温报警功能。实现基本的人机对话功能，包括使用按键设置上、下限报警温度值，显示报警温度值和当前环境温度值。
第1章绪论
1.1课题背景
测量控制的作用是从生产现场中获取各种参数，运用科学计算的方法，综合各种先进技术，使每个生产环节都能够得到有效的控制，不但保证了生产的规范化、提高产品质量、降低成本，还确保了生产安全。所以，测量控制技术已经被广泛应用于炼油、化工、冶金、电力、电子、轻工和纺织等行业
随着单片机技术的迅速兴起与蓬勃发展，其稳定、安全、高效、经济等优点十分突出，所以其应用也十分广泛。单片机已经无处不在、与我们生活息息相关，并且渗透到生活的方方面面。单片机的特点是体积较小，也就是其集成特性，其内部结构是普通计算机系统的简化，增加一些外围电路，就能够组成一个完整的小系统，单片机具有很强的可扩展性。它具有和普通计算机类似的、强大的数据处理功能，通过使用一些科学的算法，可以获得很强的数据处理能力。所以单片机在工业中应用中，可以极大地提高工业设备的智能化、数据处理能力和处理效率，而且单片机无需占用很大的空间。
随着温度检测理论和技术的不断更新, 温度传感器的种类也越来越多，在微机系统中使用的传感器，必须是能够将非电量转换成电量的传感器，目前常用的有热电偶传感器、热电阻传感器和半导体集成传感器等，每种传感器根据其自身特性，都有它自己的应用领域。[1][2]
1.2温度采集的意义和技术发展
温度是一个非常重要的物理量，因为它直接影响燃烧、化学反应、发酵、烘烤、煅烧、蒸馏、浓度、挤压成形、结晶以及空气流动等物理和化学过程。温度控制失误就可能引起生产安全、产品质量、产品产量等一系列问题。因此对温度的检测的意义就越来越大。温度采集控制系统在工业
生产、科学研究和人们的生活领域中，得到了广泛应用。在工业生产过程中，很多时候都需要对温度进行严格的监控，以使得生产能够顺利的进行，产品的质量才能够得到充分的保证。使用自动温度控制系统可以对生产环境的温度进行自动控制，保证生产的自动化、智能化能够顺利、安全进行，从而提高企业的生产效率。
温度采集控制系统是在嵌入式系统设计的基础上发展起来的。嵌入式系统虽然起源于微型计算机时代，但是微型计算机的体积、价位、可靠性，都无法满足广大对象对嵌入式系统的要求，因此，嵌入式系统必须走独立发展道路。这条道路就是芯片化道路。将计算机做在一个芯片上，从而开创了嵌入式系统独立发展的单片机时代。单片机诞生于二十世纪七十年代末，经历了SCM、MCU和SOC三大阶段。[3]
1.3单片机在本课题中的应用
单片机以其体积小、功能齐全、价格低廉、可靠性高等待点，在各个领域获得了广泛的应用，特别在工业控制、智能化仪器仪表、产品自动化、分布式控制系统中部已取得了可喜的成果。单片机已经成为衡量工业发展水平的标志之一，是产品更新换代、发展新技术、改造老产品的主要手段。目前，在众多的单片机产品中，MCS—5l系列、PIC系列及MCS—96系列单片机是我国单片机应用的主流机种。
大家知道，在单片机系统设计中，程序设计是非常重要的一环，它的质量直接影响到整个系统的性能。用汇编语言进行程序设计的过程和用高级语言设计程序有相似之处，其设计过程大致可以分为以下几个步骤：1．明确课题对程序功能、运算精度、执行速度等方面的要求及硬件条件。
2．把复杂问题分解为若干个模块，确定各模块的处理方法，画出成序流程图。如果各模块仍较为复杂，还应分别画出分模块流程图和总的流程图。
3．正确分配存储器资源，如各程序段的存放地址、数据区地址、工作单元分配等。
4．根据流程图精心组合合适的指令和编制源程序。
数据采集是单片机的一个重要应用，同时它也是单片机和传感器的重要接口。在实际应用中，单片机的数据采集信号类型有以下几种：一种是模拟的电压信号和电流信号，另一种就是数字信号，例如PWM信号和串行通信信号。一般的单片机就是通过A/D转换实现对外部电压信号的采集，利用电流/电压转换芯片和A/D转换实现对电流信号的检测，通过脉冲计数和串行通信处理数字信号。
温度是工业生产过程中最普遍.最重要的操作参数之一。温度检测和温度控制都直接与安全生产、产品质量.、生产效率、节约能源等重大技术经济指标相联系。
单片机以其体积小、性能价格比高、指令丰富、提供多种外围接口部件、控制灵活等优点，广泛应用于各种家电产品自动化仪表、工业控制系统和过程控制系统中，在温度控制领域和温度检测的应用也十分广泛。
温度采集即温度检测通过温度检测元件随温度的变化而进行数据采集的，按检测元件份温度传感器：1、热电阻温度传感器；2、热电偶传感器；
3、热敏电阻传感器。本文采用的是热电阻传感器。
单片机的显示系统和单片机的输入部分是单片机的外围电路，同时它是人机交流的重要的接口。在实际应用中，单片机系统都会有输入和显示部分。其中输入主要是按键、键盘等提供给使用者进行状态和参数输入的器件。该器件将通过按键或者键盘将操作状态和参数变成单片机能够识别的电信号输入到单片机；另一方面，单片机通过输出设备，例如数码管等。
本文是基于单片机的多路温度采集和显示系统，即单片机控制的温度采集及其显示，温度传感器采用电阻元件热电阻随温度的变化而采集到的信号，用LED显示其结果：有铂热电阻温度计Pt100感受的温度，经测温电桥变成电信号，再经放大器放大及非线性补偿器，把非线形电信号转变成线性电信号，它和多路选择电信号，同时进入选择开关，再经过A/D转换器可分别在数码显示器显示测量温度或设定温度。[1][4]
第2章主控模块的设计
2.1 8051单片机的引脚功能
标准的AT89C51核采用DIP-40外部封装，有40个外部引脚，可以分为电源、时钟、数据总线、地址总线、控制总线等，其外部引脚形式如图2-1。
图2-1 8051引脚图
1.电源
电源引脚包括VCC和GND，其中VCC接+5V电源，GND接地，图2-1中
电源引脚隐藏了。
2. 晶振
XTAL1：它接单片机内部一个反相放大器的输入瑞，当使用外部晶体时，该引脚连接晶体的一个引脚，当采用外部振荡器时，XTAL1引脚接地。
XTAL2:它按单片机内部反相放大器的输出端，当采用外部振荡器时，XTAL2引脚接外部振荡器信号。
3. 控制总线
控制引脚共有4个，分别是RST／VDD、ALE／PR0G、PSEN、EA／Vpp。图2-1
RST／VDD:复位引脚，需要外接复位电路，在此引脚上出现两个机器周期的高电平就会使单片机复位。复位引脚还有数据掉电保护作用，该引脚需接备用电源，当单片机的电源引脚VCC掉电或下降到规定购电压后，该引脚就向内部RAM提供备用电源。
ALE／PR0G:地址锁存使能引脚，当访问外部器件时，ALE输出用于锁存地址的低位字节。在编程时该引脚被用于编程脉冲的输入端。
PSEN:外部程序存储器的选通信号，输出低电平有效。
EA／Vpp:当 EA／Vpp为高平时，复位后PC指向单片机内部程序存储器，如果地址范围超出了片内程序存储器，则自动转到片外程序存储器。EA／Vpp为低电平时，复位后PC指向单片机外部程序存储器。
4.I/O引脚
单片机的I/O引脚包括P0、P1、P2、P3，其中P0、P2组成16位地址总线，P0为低8位地址/数据复用线，P2为地址高8位。P0、P1、P2、P3均可作为普通I/O端口，其中P1口只能做I/O口端口使用，P3具有第二功能，其第二功能如下：
(1) P3.0作串行通信输入口RxD。
(2) P3.1作串行通气输出口TxD。
(3) P3.2作外剖中断0输入。
(4) P3.3作外部中断1输入。
(5) P3.4作定时器o外部输入。
(6) P3.5作定时器1外部输入。
(7) P3.6作外部数据存储器写脉冲。
(8) P3.7作外部数据存储器读脉冲。
2.2 8051单片机的扩展及系统电路
由于单片机在复杂的应用中，片内的资源往往不能满足实际的需求，需要扩充较大的存储和较多的I/O接口。我们采用地址存储器进行单片机系统总线的扩展。
常用的单片机地址锁存器芯片有74LS373、8282、74LS273等。图2-2所示为74LS373的引脚以及他们用作地止锁存器的连接方法74LS373是带三态输出的8位锁存器。
当三态门为有效低电平，使能端G为有效高电平时，输出跟随输入变化；当G由图2-2 74LS373的引脚
图2-2 74LS373的引脚
高变低时，输出端8位信息被锁存，直到G端再次有效为止，正常工作时OE接地，LE接单片机的ALE。
外部程序存储器的扩展可采用EPROM、E2PROM、FIALSHROM等，在这里再用紫外线电可擦除只读存储器2764。如图1-3，2764中主要有7种功
能引脚：
Vcc、GND：电源
A0~A12:地址线。
D0~D7：数据线。
OE：片输出允许，连接单片机的读信号线。
CE：片选信号引脚，由地址线译码器或单线选通。
Vpp：编程写入电压。
图2-3 2764的各个功能引脚图2-4 6264的各个功能引脚
外部数据存储器采用8K*8位的静态随即存储器芯片6264。如图2-4，在6264中主要有6种功能引脚：
WE：写允许引脚，低电平有效。
A0-A12：13条地址线。
D0-D7：8条数据线。
OE：片输出允许，低电平有效。
CS1：片选信号引脚，低电平有效。
CS2：片选信号引脚，高电平有效。
图2-5 为AT89C51的主控制模块电路的原理图
图2-5 主控制模块电路
EA/VP 31
X119X218
RES ET 9
RD 17
WR 16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P27
28PSEN
29ALE/P 30TXD 11RXD 10IC18051
D03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q7
19
OE 1LE 11IC274LS 373
IN-026
msb2-121
2-220IN-1272-3192-418IN-2282-582-615IN-312-714lsb2-817IN-4
2EOC
7IN-53ADD-A 25IN-64ADD-B 24ADD-C 23IN-7
5ALE
22ref(-)
16
ENABLE 9START 6ref(+)12CLOCK 10IC3
ADC0808
A010A19A28A37A46A55A64A73A825A924A1021A1123A122CE 20OE 22PGM 27VPP 1D011D112D213D315D416D517D618D7
19
IC52764
NAND1
NAND2
NOT
C420P
C5
20P C8
20P S1SW-PB
R110K
C60.01uF
C72.2uF
VCC
D03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q7
19
OE 1LE 11
IC4
74LS 373
VCC
VCC A010A19A28A37A46A55A64A73A825A924A1021A1123A122CS120
CS226WE 27OE 22D011D112D213D315D416D517D618D7
19
IC66264
VCC
TXD RXD D0D1D2D3D4D5D6D7P20P21P22P23P24
D03D14D27D38D43D54D67D78
D77D64D55D48D38D29D20D01
D03D14D27D38D43D54D67D78
Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7
D0D1D2D3D4D5D6D7
D0D1D2D3D4D5D6D7
Q10Q19Q28Q37Q46Q55Q64Q73P20P21P22P23P24
Q10Q19Q28Q37Q46Q55Q64Q73P20P21P22P23P24
第3章 信号输入通道与信号采样模块的设计
3.1 A/D 芯片的选用及说明
A/D 转换器从原理上通常分为四类：计数器式A/D 转换器、双积分式A/D 转换器、逐渐逼近式A/D 转换器和并行A/D 转换器。
计数式A/D 转换器结构简单，但转换速度很慢，所以很少采用。双积分A/D 转换器抗干扰能力强，转换精度也很高，但速度不够理想。逐渐逼近式A/D 转换器的结构不太复杂，转换速度也很高。并行A/D 转换器的转换速度最快，但结构复杂而且造价高。因此，选用逐渐逼近式A/D 转换器。
3.1.1逐渐逼近式A/D 转换器的工作原理
逐渐逼近式A/D 转换器是一种采用对分搜索原理来实现A/D 转换的方法，逻辑框图如图3-1所示。
图3-1 逐渐逼近式A/D 转换器的逻辑框图
由图可以看出，逐渐逼近式A/D 转换器，由N 位寄存器、N 位D/A 转换器、比较器以及控制逻辑部分组成。其工作原理如下:
当启动信号作用后，时钟信号在控制逻辑作用下，首先使寄存器
_+
OA
Vc
N 位D/A
转换器
N 位D 寄
控制逻辑
存器
模拟输入Vx
启动
C K
数字输出
DONE
比较器
Dn-1=1,N位寄存器的数字量一方面作为输出用，另一方面经D/A转换器转换成模拟量Vc后，送到比较器。在比较器中与被转换的模拟量Vx进行比较，控制逻辑根据比较器的输出进行判断。若Vx>=Vc,则保留这一位；若Vx 3.1.2 A/D转换器的性能指标 1．转换精度 A/D转换器的转换精度分为绝对精度和相对精度。所谓绝对精度，是指对应于一个给定的数字量A/D转换器的误差，其误差的大小优实际模拟量输入值和理论值之差来度量。实际上，对于同一个数字量，其模拟量输入不是固定值得，而是一个范围。产生已知数字量的模拟输入值，定义为输入范围的中间值。例如，在理论上，5v模拟量输入电压应产生12位数字量的一半，即1000 0000 0000，但实际上从4.997v都能产生数字量1000 0000 0000，则绝对误差为: (4.997+4.999)/2-5=-0.002=-2mV 绝对误差包括增益误差，零点误差和非线性误差等。绝对误差的测量应该在标准条件下进行。 相对误差是指绝对误差与满刻度值之笔，一般用百分数来表示，对A/D 转换器也常用PPM或最低有效值得位数LSB来表示。 1LSB=满刻度值/2N 2. 转换时间 A/D转换器完成一次转换所需要的时间成为转换时间。一般用的8位A/D转换器的转换时间为几十至几百微秒。 3. 分辨率 分辨率是指A/D转换器对微小输入信号变化的敏感程度。分辨率高，转换时对输入量微小变化的反映越灵敏。通常用数字量得位数来表示，如 IN -026 msb 2-1 21 2-2 20IN -1272-3192-418IN -2282-582-615IN -312-714ls b2-817IN -4 2E OC 7IN -5 3A DD -A 25IN -64A DD -B 24A DD -C 23IN -7 5A LE 22ref(-) 16 E NA B LE 9ST A RT 6ref(+)12C LO CK 10 IC 3A DC 0808 8位、10位、12位等。分辨率为N,表示它可以对满刻度的1/2N 的变化量做出反应。即： 分辨率=满刻度值/2N 4. 电源灵敏度 当电源电压变化时，将使A/D 转换器的电源发生变化，这种变化的实际作用相当于A/D 转换器的输入量的变化，从而产生误差。 3.1.3典型的A/D 转换芯片ADC0809 ADC0809时带有8位A/D 转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS 组件。它是逐次逼近式A/D 转换器，可以和微机直接接口。七姐妹芯片是ADC0808，可以互相替换。 1. ADC0809的内部逻辑结构 ADC0809有一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D 转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用一个A/D 转换器进行转换。三态输出锁存器用于锁存A/D 转换完的数字量，当OE 端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。 2. 引脚结构 ADC0809采用双列直插式封装，共有28条引脚。其引脚结构图如图 3-2所示。 图3-2 ADC0809引脚图 （1）IN0~IN7:8条模拟量通道 ADC 0809对输入模拟量要求：信号单极性，电压范围是0~5v，若信号太小，必须进行放大；输入的模拟量在转换过程中应该保持不变，如若模拟量变化太快，则需在输入前增加采样保持电路。 （2）地址输入和控制线：4条 ALE 为地址锁存允许输入线,高电平有效。当ALE现为高电平时，地止锁存与译码器将ADDA、ADDB和ADDC三条地址输入线，用于选通IN0~IN7上的一路模拟量输入。通道选择如表3-1所示。 表3-1被选通道和地址的关系 ADDC ADDB ADDA 选择 的通道 0 0 0 IN0 0 0 1 IN1 0 1 0 IN2 0 1 1 IN3 1 0 0 IN4 1 0 1 IN5 1 1 0 IN6 1 1 1 IN7 （3）数字量输出及控制线：11条 START 为转换启动信号。当START上跳沿时，所有内部寄存器清零；下跳沿时，开始进行A/D转换；在转换期间，START应保持低电平。EOC 位转换结束信号。当EOC为高电平时，表明转换结束；否则，表明正在进行A/D转换。OE为输出允许信号，用于控制三态输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。OE=1,输出转换得到的数据；OE=0，输出数据线呈高阻状态。D7-D0位数字数出线。 （4）电源线及其他：5条 CLOCK为时钟输入信号线。因ADC0809的内部没有时钟电路，所需时钟信号必须有外界提供，通常使用频率为500KHz的时钟信号。Vcc为+5V 电源线。GND为地线。Vref(+)和Vref(-)为参考电压输入，参考电压用来与输入的模拟信号进行比较，作为逐次逼近的基准。其典型去值：Vref(+)=+5v,Vref(-)=0v. 3.2信号采样模块的电路设计 热电式传感器是温度变化转换为电量变化的装置，它利用敏感元件的电磁参数随温度变化而变化的特性来达到测量目的。本设计是用热电阻传感器来进行测量的，热电阻的特点是精度高，适用于测低温。 虽然大多数金属的电阻值随温度变化而变化，然而并不是所有的金属都能作为测量温度的热电阻。作为测量温度热电阻的金属材料应具有如下特性：电阻温度系数大，电阻率要大，热容量下；在整个测量范围内应具有稳定的物理和化学性质；电阻与温度的关系最好近似于线性，或为平滑的曲线；并要求容易加工，复制性好，价格便宜。 目前应用最广发的热电阻材料试铂和铜并且已做成标准测温热电阻，本设计选用的是铂电阻。 虽然大多数金属的电阻值随温度变化而变化，然而并不是所有的金属都能作为测量温度的热电阻。作为测量温度热电阻的金属材料应具有如下特性：电阻温度系数大，电阻率要大；在整个测量范围内应具有稳定的物理和化学性质；电阻与温度的关系最好近似于线性，或为平滑的曲线；并要求容易加工，复制性好，价格便宜。 目前应用最广泛的热电阻材料是铂和铜并且已做成标准测温热电阻，本设计选用的是铂电阻。 铂电阻的特点是精度高，稳定性好，性能可靠。铂在氧化性气氛中，甚至在高温下的物理、化学性质非常稳定。因此铂被公认为是目前制造热电阻的最好材料。铂电阻作为标准电阻温度计使用，也常被用在工业测量中。此外，还被广乏地应用于温度的基准、标准的传递。 采样的输入采用差分电路如图3-3所示: 令R55=R24=R25=R47,则此时为减法器输出：Vo=Vi-1。 图3-3 差分放大器 AR1 R 24 R 25 R 47 R 55 IN7 +1V OUT 第三章系统硬件设计 温度数据采集系统和接收显示硬件电路主要包含温度数据采集、发送、接收和显示等模块，温度数据采集采用数字式温度传感器DS18B20，数据的发送和接收采用无线数据收发模块PTR2000，整个系统采用单片机STC89C52进行各模块的协调控制，下面对各个模块进行介绍。 3.1 数字温度传感器DS18B20 3.1.1 DS18B20 的性能特点 DS18B20 是由DALLAS 半导体公司生产的单线型智能数字温度传感器，是新一代适配微处理器的智能温度传感器，广泛应用于工业、农业等领域，具有体积小、接口方便和传输距离远的特点，在一根通信线上可以挂很多个DS18B20，很方便。具有以下特点： （1）具有独特的1-Wire 接口，只需要一个端口引脚就可以进行通信； （2）具备多节点能力，能够简化分布式温度检测应用中的设计； （3）不需要外部元件； （4）可以直接从数据线供电，电源电压范围在3～5.5V； （5）在待机状态下可以不消耗电源电量； （6）测量温度范围在-55～+125℃； （7）在-10～+85℃时测量精度在±0.5℃； （8）可以用程序设定9～12 位分辨率； （9）用户可根据需要定义温度的上下限报警设置。 DS18B203 脚封装的管脚排列图如图3.1.1 所示。 图 3.1.1 DS18B20 管脚排列图 DS18B20 只有三个引脚。其中，引脚1 和3 分别是GND 和VDD，引脚2 是DQ 端，是用于数据信息的输入和输出。当给DS18B20 加电后，单片机可以通过DQ 端写入命令，并可以读出含有温度信息的数字量。在使用寄生电源情况下，可以向DS18B20 提供电源。 3.1.2 DS18B20 的内部结构 DS18B20的内部框图如图3.1.2所示。 图3.1.2 DS18B20的内部框图 DS18B20主要由64位ROM、温度传感器、非易失性温度报警触发器TH和TL及暂存器四部分组成。64位ROM存储器具有独一无二的序列号，可以看作是该DS18B20的地址系列号，是在出厂前就被光刻好的。暂存器各字节具有不同的意义，0和1字节是用于存储温度传感器数字输出的温度寄存器；2字节和3字节分别是非易失性上限报警触发寄存器（TH）和下限报警触发寄存器（TL）；4字节的配置寄存器能够用来设置温度转换的精度； 5、6和7字节作为内部保留使用。DS18B20有两种供电方式，可以使用寄生电源供电，也可以使用外部电源。在使用寄生电源的时候，不用外部电源，而是在总线为高时由DQ端提供电源，同时向内部电容充电，以求在总线拉低时为DS18B20提供电量。上电后，DS18B20进入空闲状态；当MCU向DS18B20发出Convert T [44h]的命令后，DS18B20 向MCU传送转换状态，开始温度测量和A/D转换。温度数据以带符号位的补码形式存储在温度寄存器中，温度寄存器格式如图3.1.3所示。 图3.1.3 DS18B20温度寄存器格式 温度的正负值是由符号为来说明的，正为0，负为1。表3.1给出一部分数字数据与温度的对应关系。 表3.1 DS18B20温度与数据对应关系 基于PLC的锅炉温度控制系统 作者姓名xxx 专业自动化 指导教师姓名xxx 专业技术职务讲师 目录 摘要 (1) 第一章绪论 (3) 1.1课题背景及研究目的和意义 (3) 1.2国内外研究现状 (3) 1.3项目研究内容 (4) 第二章 PLC和组态软件基础 (5) 2.1可编程控制器基础 (5) 2.1.1可编程控制器的产生和应用 (5) 2.1.2可编程控制器的组成和工作原理 ··············错误！未定义书签。 2.1.3可编程控制器的分类及特点 (7) 2.2组态软件的基础 (8) 2.2.1组态的定义 (8) 2.2.2组态王软件的特点 (8) 2.2.3组态王软件仿真的基本方法 (8) 第三章 PLC控制系统的硬件设计 (9) 3.1 PLC控制系统设计的基本原则和步骤 (9) 3.1.1 PLC控制系统设计的基本原则 (9) 3.1.2 PLC控制系统设计的一般步骤 (9) 3.1.3 PLC程序设计的一般步骤 (10) 3.2 PLC的选型和硬件配置 (11) 3.2.1 PLC型号的选择 (11) 3.2.2 S7-200CPU的选择 (12) 3.2.3 EM235模拟量输入/输出模块 (12) 3.2.4 热电式传感器 (12) 3.2.5 可控硅加热装置简介 (12) 3.3 系统整体设计方案和电气连接图 (13) 3.4 PLC控制器的设计 (14) 3.4.1 控制系统数学模型的建立 (14) 3.4.2 PID控制及参数整定 (14) 第四章 PLC控制系统的软件设计 (16) 4.1 PLC程序设计的方法 (16) 4.2 编程软件STEP7--Micro/WIN 概述 (17) 4.2.1 STEP7--Micro/WIN 简单介绍 (17) 4.2.2 计算机与PLC的通信 (18) 4.3 程序设计 (18) 4.3.1程序设计思路 (18) 4.3.2 PID指令向导 (19) 4.3.3 控制程序及分析 (25) 第五章组态画面的设计 (29) 5.1组态变量的建立及设备连接 (29) 5.1.1新建项目 (29) 5.2创建组态画面 (33) 5.2.1新建主画面 (33) 5.2.2新建PID参数设定窗口 (34) 5.2.3新建数据报表 (34) 5.2.4新建实时曲线 (35) 5.2.5新建历史曲线 (35) 5.2.6新建报警窗口 (36) 第六章系统测试 (37) 6.1启动组态王 (37) 6.2实时曲线观察 (38) 6.3分析历史趋势曲线 (38) 6.4查看数据报表 (40) 6.5系统稳定性测试 (42) 结束语 (43) 参考文献 (44) 致谢 (45) 智能温控风扇设计 摘要：本文综述了温度控制技术的有关概念以及现今温度控制技术存在的问题，同时介绍了温度控制技术的发展历史以及研究现状并指出随着温度控制技术的不断发展，温度控制技术将朝着高精度、智能化等方面快速发展 关键词：温度控制；发展；智能化 The design of Intelligent Temperature Control Fan Abstract：This paper discusses conceptions related to temperature control and points out the main problem of temperature control technology. And it also states development background and furture development of intelligent temperature control system and it points out that with these development of temperature control technology, the temperature control system will become more precise, intelligent. Key words: temperature control; development;intelligent 1.1 综述目的 随着温度控制技术与计算机、通信等技术的不断结合，使得现今的温度控制技术在过去几十年里有了极大发展。同时，随着工业化生产的不断发展，其对温度控制的提出了高精度、高智能化的发展要求。因此，介绍了解当前温度控制系统的发展状况对设计研究高精度、高 智能化的温度控制系统有其积极意义。 1.2 有关概念 PID控制——将偏差的比例、积分、微分通过线性组合构成控制量。用这一控制量对被控对象进行控制，这样的控制称为PID控制。 参数整定——通过改变控制单元参数，如比例度δ、积分时间Ti、微分时间Td等，改善系统的动态、静态特性，以求取较佳的控制效果的过程。 1.3 综述范围 本文从温度控制电路的发展、温度控制算法的改进以及温度传感器的发展方向等几个方面综述了智能温度控制系统在近几年的发展状况以及未来的发展趋势。 燕山大学 本科毕业设计（论文）开题报告 课题名称：温度传感与温度过程控制研究 学院（系）：里仁学院电气工程系 年级专业：07仪表2班 学生姓名：饶佳新 指导教师：程淑红 完成日期：2011.3.15 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 1.国内外研究动态 温度控制器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温度控制器被广泛用于工农业生产、科学研究和生活等领域，数量日渐上升。温度控制器是一种温度控制装置，它根据用户所需温度与设定温度之差值来控制加热器运作，从而达到改变用户所需温度的目的。近百年来，温度控制器的发展大致经历了以下阶段： (1)模拟、集成机械式温度控制器； (2) 电子式智能温度控制器。目前，国际上新型温度控制器正从模拟式向数字式、电子式由集成化向智能化、网络化的方向发展。 现今基于单片机的温度控制系统在生产、安全保护以及节约能源等方面发挥了着重要作用。近年来，国内基于单片机的温度控制系统在技术上得到迅速发展，性能不断完善，功能不断增强，适用范围也不断扩大，市场占有率逐年增长，进入21世纪后，智能的温控系统正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟温控器和网络温控器、研制单片测温控温系统等高科技的方向迅速发展。但是比起国外，我们仍处于起步晚，高度低，技术创新能力薄弱的状况，技术密集型产品明显落后于发达工业国家，自主研发产品少，缺乏核心技术是硬伤。就单片而言，以欧美和日韩的技术最为成熟，他们几乎霸占了智能市场，并制定了相关的行业标准，在技术方面不断的革新使产品不断的更新换代，使之功能、精度、安全性等都不断得到新的提升。在这方面我们做的还远远不够，与发达国家的差距还很大。我们在研究新技术的同时还要加强产业结构的调整，在产品的科技含量上下功夫，不断地提高产品的科技附加值，使产品向着更加智能化、的方向发展，努力缩小同发达国家之间的差距。 2.选题的依据和意义 在人类的生活环境中，温度扮演着极其重要的角色。无论你生活在哪里，从事什么工作，无时无刻不在与温度打着交道。自18世纪工业革命以来，工业发展与是否能掌握温度有着密切的联系，在冶金、化工、建材、 双通道同步数据采集系统的设计与实现 作者：徐灵飞， 李健， Xu Lingfei， Li Jian 作者单位：成都理工大学工程技术学院,四川,乐山,614007 刊名： 自动化仪表 英文刊名：PROCESS AUTOMATION INSTRUMENTATION 年，卷(期)：2011,32(1) 参考文献(14条) 1.周立功ARM嵌入式系统基础教程 2005 2.项志遴.俞昌旋高温等离子体诊断技术 1982 3.渠海青;孙艳萍;朱正伟数字示波表中超高速数据采集系统的设计[期刊论文]-自动化仪表 2009(11) 4.李亚磊.邓新绿.俆军.丁万昱高信噪比Langmuir探针系统 2006(4) 5.曹军军;陈小勤;吴超基于USB2.0的数据采集卡的设计与实现[期刊论文]-仪器仪表用户 2006(01) 6.黄新财.佃松宜.汪道辉基于FPGA的高速连续数据采集系统的设计 2005(2) 7.张健;刘光斌多通道测试数据采集处理系统的设计与实现[期刊论文]-计算机测量与控制 2005(10) 8.张健.刘光斌多通道测试数据采集处理系统的设计与实现 2005(10) 9.黄新财;佃松宜;汪道辉基于FPGA的高速连续数据采集系统的设计[期刊论文]-微计算机信息 2005(02) 10.曹军军.陈小勤.吴超.何正友基于USB2.0的数据采集卡的设计与实现 2006(1) 11.李亚磊;邓新绿;徐军高信噪比Langmuir探针系统[期刊论文]-核聚变与等离子体物理 2006(04) 12.渠海青.孙艳萍.朱正伟数字示波表中超高速数据采集系统的设计 2009(11) 13.项志遴;俞昌旋高温等离子体诊断技术 1982 14.周立功ARM嵌入式系统基础教程 2005 本文链接：https://www.doczj.com/doc/318880648.html,/Periodical_zdhyb201101021.aspx 本申请涉及采集个人健康数据的装置，特别是涉及个人手持式监测器（下文中“PHHM”），其包括用于获取信号的信号获取装置，所述信号能用于得到与用户健康相关的参数的一个或多个测量结果，信号获取装置与个人手持式计算装置（下文中“PHHCD”）整合，PHHM使用PHHCD的处理器控制和分析从信号获取装置接收的信号。本申请还涉及适合与这种PHHCD 整合的信号获取装置以及涉及操作PHHM和处理由信号获取装置获取的信号的系统。本申请进一步涉及分析、储存和通过互联网传输由PHHM获取的信号或者调节由这些信号得到的数据可以应用的用途的系统。PHHM包括用于获取信号的信号获取装置（4），所述信号可以用于得到与用户健康相关的参数的测量结果，信号获取装置与PHHCD整合，其中参数是血压并且信号获取装置包括血流阻断装置（21），其适合于按压在身体部分的仅仅一侧上或者让身体部分的仅仅一侧按压在其上，用于测量由身体部分施加的或施加到身体部分上的压力 的装置（4），和用于检测通过与血流阻断装置接触的身体部分的血液流动的装置。 技术要求 1.一种个人手持式监测器（PHHM），其包括用于获取信号的信号获 取装置，所述信号能用于得到与用户健康相关的参数的测量结果，所述信 号获取装置与个人手持式计算装置（PHHCD）整合，其中所述参数是血压，并且所述信号获取装置包括：血流阻断装置，所述血流阻断装置适合于被 按压在身体部分的仅仅一侧上或者让身体部分的仅仅一侧按压在其上，用 于测量由所述身体部分施加的或者施加到所述身体部分上的压力的装置， 和用于检测通过与所述血流阻断装置接触的所述身体部分的血液流动的 装置。 2.根据权利要求1的个人手持式监测器，其中用于检测血液流动的 装置采用示波法。 3.根据权利要求1的个人手持式监测器，其中用于检测血液流动的 装置是光传感器。 4.根据权利要求1到3中任一项的个人手持式监测器，其适合于响 应于来自PHHM的信号向用户提供听觉的或视觉的指示以调节所述血流 阻断装置按压在所述身体部分上的力或者所述身体部分按压在所述血流 阻断装置上的力，以便确保在所施加的力的充分范围内进行测量，以容许 估计心脏收缩血压和心脏舒张血压。 5.根据权利要求1到4中任一项的个人手持式监测器，其中所述血 流阻断装置包括按钮，所述按钮的表面适合于与所述身体部分接触，并且 用于测量压力的装置包括用于确定施加到所述按钮上的力的传感器。 6.根据权利要求5的方法的个人手持式监测器，其中力传感器适合 于通过将监测器取向为向上和向下并且检测来自所述力传感器的信号而 进行校准。 LabVIEW技术大作业 题目：基于LabVIEW的温度测量及数据采集系统设计学院（系）：信息与通信工程学院 班级：通信133 学号：xxxxxxxxx 姓名：xxxxxx 一、设计背景 LABVIEW最初就是为测试测量而设计的，因而测试测量也就是现在LABVIEW最广泛的应用领域。经过多年的发展，LABVIEW在测试测量领域获得了广泛的承认。至今，大多数主流的测试仪器、数据采集设备都拥有专门的LabVIEW驱动程序，使用LabVIEW可以非常便捷的控制这些硬件设备。同时，用户也可以十分方便地找到各种适用于测试测量领域的LabVIEW工具包。这些工具包几乎覆盖了用户所需的所有功能，用户在这些工具包的基础上再开发程序就容易多了。有时甚至于只需简单地调用几个工具包中的函数，就可以组成一个完整的测试测量应用程序。 二、系统方案 本设计的程序框图和前面板图分别是图1.1和图1.2，“温度测量及数据采集系统.vi”是一个测量温度并将测试数据输出到文件的VI。此VI中的温度是用一个20至40的随机整数来代替的，测试及采集100个温度值，每隔0.25秒测一次，共测定25秒。在数据采集过程中，VI将在前面板的波形图上实时地显示测量结果。采集过程结束后，波形图上显示出温度数据曲线，数组中显示每次的温度测量数据，并在显示控件中显示测试中温度的最大值、最小值和平均值，同时把测量的温度值以文件的形式存盘。 图1.1温度测量及数据采集程序框图 1.2温度测量及数据采集前面板图 二、系统各模块介绍 2.1循环模块 For循环用于将某段程序循环执行指定的次数， 是总数接线端，指定For循环内部代码执行的次数。如将0或负数连接至总数接线端，For循环不执行。 是计数接线端，表示完成的循环次数。第一次循环的计数为0。 本设计使用for循环将循环内的程序循环100次。 中北大学 毕业设计开题报告 学生姓名：韩强学号：X29 学院、系：信息商务学院、信息与通信工程系专业：电气工程及其自动化 论文题目：家用风扇控制器的设计 指导教 师:温晶晶 2014 年3月 6日 毕业设计开题报告 1．结合毕业设计课题情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述： 文献综述 一、本课题的研究背景及意义 生活中，我们经常会使用一些与温度有关的设备。尽管空调作为日常生活家电已经 步入千万普通家庭中，但空调普遍耗能太多，而且在占中国大部分人口的农村地区依旧 使用电风扇用作降温防暑设备[1]。近些来，空调价格水平不断下降，越来越多的人开始 使用空调，对电风扇行业是个不小的冲击，但是空调的强大的功能下是以高耗能、封闭 空间为代价的。相比之下，电风扇通风较好且功耗低仍是很大的一个优势，还是具有广 阔的市场空间的，电风扇需要新型的技术功能，来满足不同的人群需求。为了提高电风 扇的市场竞争力，使之在技术含量上有所提高，且更加安全可靠，智能电风扇随之被提 出[2]。 传统电风扇具有以下缺点：风扇不能随着环境温度的变化自动调节风速，这对那些 昼夜温差大的地区是致命的缺点，尤其是人们在熟睡时，不但浪费资源，还很容易使人 感冒生病；传统电风扇机械的定时方式常常会伴随着机械运动的声音，特别是夜间影响 人们的睡眠，而且定时范围有限，不能满足人们的需求。鉴于这些缺点，我们需要设计 一款智能的电风扇温度控制系统来解决[3]。 温控风扇系统，是根据当时温度情况去自动开通和关闭电风扇，能很好的节约电能， 同时也方便用户们的使用更具人性化。而且温控风扇系统在工业生产、日常生活中都有 广泛的应用，如在工业生产中大型机械设备的散热系统，或限制笔记本电脑上的智能CPU 风扇等基于单片机的温控风扇都能够根据环境温度的高低自动启动或停止转动，并能够 根据温度的变化实现转速的自动调节，在现实生活中具非常广泛的用途，因此它的设计 具有一定的价值意义[4]。 二、本课题国内外研究现状及发展趋势 电风扇有着悠久的发展历史，它简称电扇，香港称为风扇，日本及韩国称为扇风机， 摘要 在日常生活及工农业生产中，对温度的检测及控制时常显得极其重要。因此，对数字显示温度计的设计有着实际意义和广泛的应用。本文介绍一种利用单片机实现对温度只能控制及显示方案。本毕业设计主要研究的是对高精度的数字温度计的设计，继而实现对对象的测温。测温系数主要包括供电电源，数字温度传感器的数据采集电路，LED显示电路，蜂鸣报警电路，继电器控制，按键电路，单片机主板电路。高精度数字温度计的测温过程，由数字温度传感器采集所测对象的温度，并将温度传输到单片机，最终由液晶显示器显示温度值。该数字温度计测温范围在-55℃~+125℃，精度误差在±0.5℃以内，然后通过LED数码管直接显示出温度值。数字温度计完全可代替传统的水银温度计，可以在家庭以及工业中都可以应用，实用价值很高。 关键词：单片机：ds18b20：LED显示：数字温度. Abstract In our daily life and industrial and agricultural production, the detection and control of the temperature, the digital thermometer has practical significance and a wide range of applications .This article describes a programmer which use a microcontroller to achieve and display the right temperature by intelligent control .This programmer mainly consists by temperature control sensors, MCU, LED display modules circuit. The main aim of this thesis is to design high-precision digital thermometer and then realize the object temperature measurement. Temperature measurement system includes power supply, data acquisition circuit, buzzer alarm circuit, keypad circuit, board with a microcontroller circuit is the key to the whole system. The temperature process of high-precision digital thermometer, from collecting the temperature of the object by the digital temperature sensor and the temperature transmit ted to the microcontroller, and ultimately display temperature by the LED. The digital thermometer requires the high degree is positive 125and the low degree is negative 55, the error is less than 0.5, LED can read the number. This digital thermometer could 关键词：声卡数据采集MATLAB 信号处理 论文摘要：利用数据采集卡构建的数据采集系统一般价格昂贵且难以与实际需求完全匹配。声卡作为数据采集卡具有价格低廉、开发容易和系统灵活等优点。本文详细介绍了系统的开发背景,软件结构和特点,系统地分析了数据采集硬件和软件设计技术,在此基础上以声卡为数据采集卡,以MATLAB为开发平台设计了数据采集与分析系统。 本文介绍了MATLAB及其数据采集工具箱, 利用声卡的A/ D、D/ A 技术和MATLAB 的方便编程及可视化功能,提出了一种基于声卡的数据采集与分析方案,该方案具有实现简单、性价比和灵活度高的优点。用MATLAB 语言编制了相应软件,实现了该系统。该软件有着简洁的人机交互工作界面,操作方便,并且可以根据用户的需求进行功能扩充。最后给出了应用该系统采集数据的应用实例。 1绪论 1.1 课题背景 数据也称观测值，是实验、测量、观察、调查等的结果，常以数量的形式给出。数据采集，又称数据获取，就是将系统需要管理的所有对象的原始数据收集、归类、整理、录入到系统当中去。数据采集是机管理系统使用前的一个数据初始化过程。数据采集技术广泛引用在各个领域。比如摄像头，麦克风，都是数据采集工具。 数据采集（Data Acquisition）是将被测对象(外部世界、现场)的各种参量(可以是物理量，也可以是化学量、生物量等)通过各种传感元件作 适当转换后，再经信号调理、采样、量化、编码、传输等步骤，最后送到控制器进行数据处理或存储记录的过程。 被采集数据是已被转换为电讯号的各种物理量，如温度、水位、风速、压力等，可以是模拟量，也可以是数字量。采集一般是采样方式，即隔一定时间（称采样周期）对同一点数据重复采集。采集的数据大多是瞬时值，也可是某段时间内的一个特征值。准确的数据测量是数据采集的基础。数据测量方法有接触式和非接触式，检测元件多种多样。不论哪种方法和元件，都以不影响被测对象状态和测量环境为前提，以保证数据的正确性。数据采集含义很广，包括对连续物理量的采集。在计算机辅助制图、测图、设计中，对图形或图像数字化过程也可称为数据采集，此时被采集的是几何量数据。 在智能仪器、信号处理以及自动控制等领域，都存在着数据的测量与控制问题，常常需要对外部的温度、压力、流量、位移等模拟量进行采集。数据采集技术是一种流行且实用的技术。它广泛应用于信号检测、信号处理、仪器仪表等领域。近年来，随着数字化技术的不断，数据采集技术也呈现出速度更高、通道更多、数据量更大的发展态势。 数据采集系统是一种应用极为广泛的模拟量测量设备，其基本任务是把信号送入计算机或相应的信号处理系统，根据不同的需要进行相应的计算和处理。它将模拟量采集、转换成数字量后，再经过计算机处理得出所需的数据。同时，还可以用计算机将得到的数据进行储存、显示和打印，以实现对某些物理量的监视，其中一部分数据还将被用作生产过程中的反馈控制量。 课题基于labview的温度监测系统班级 12电信 学号 201210350120 姓名邹临昌 时间 2015.12 .12-2016.1.12 景德镇陶瓷学院 摘要：本课题介绍了虚拟仪器概况及其发展背景；通过对虚拟仪器的学习和研究，运用软件工具，实现温度显示系统的模拟。实现系统软件设计思路是：利用LabVIEW中的各种控件，实现温度数据采集显示。利用虚拟仪器的优越性实现了基于操作系统下的交通终端服务系统的展示部分。 关键字：labVIEW，温度，数据采集 引言 美国国家仪器公司推出的LabVIEW不仅是一个图形化编程语言，而且是一个广泛应用于虚拟测控系统的虚拟仪器平台，它与数据采集卡一起构成虚拟测试仪器，其测试系统的构建可以通过图形化的语言描述，组态容易，设计简单，广泛应用于测量与控制。 LabVIEW是虚拟仪器领域中最具有代表性的图形化编程开发平台[1] ，是目前国际上首推并应用最广的数据采集和控制开发环境之一，主要应用于仪器控制、数据采集、数据分析、数据显示等领域，并适用于多种不同的操作系统平台。与传统程序语言不同，LabVIEW采用强大的图形化语言（G 语言）编程，面向测试工程师而非专业程序员，编程非常方便，人机交互界面直观友好，具有强大的数据可视化分析和仪器控制能力等特点。使用LabVIEW 开发环境，用户可以创建32位的编译程序，从而为常规的数据采集、测试、测量等任务提供了更快的运行速度。LabVIEW是真正的编译器，用户可以创建独立的可执行文件，且该文件能够脱离开发环境而单独运行。 1.1虚拟仪器的优势 1．经济实惠 2．方便适用 3．提高测试效果 4．开放且灵活 远程虚拟仪器的优势在于不受地域限制，功能可由用户自己定义，且构建容易，所以使用面极为广泛，是科研、开发、测量、检测、计量、测控等领域不可多得的好工具，更值得一提的是它可应用在高危险的区域进行在线的数据采集和检测[5]。使测量人员的工作不但摆脱了地理位置和条件的限制，还可以通过Intcrnet把所采集到的数据自动地转送到另一台计算机进行评估。 温度测控仪设计 学生：XXX 指导教师：XXX 容摘要：本文主要介绍了智能温度测量仪的设计，包括硬件和软件的设计。先对该测量仪进行概括性介绍，然后介绍该测量仪在硬件设计上的主要器件：“Pt100热电阻”、AT89C51单片机和LCD显示器以及描述测量仪的总体结构原理。在本设计中，是以铂电阻PT100作为温度传感器，采用恒流测温的方法，通过单片机进行控制，用放大器、A/D 转换器进行温度信号的采集。总体来说，该设计是切实可行的。 关键词：温度 Pt100热电阻 AT89C51单片机 LCD显示器 Design of and control instrument Abstract: This paper describes the design of the intelligent temperature measuring instrument, including hardware and software design. Be the first general description of the measuring instrument, and then describes the hardware design of the measuring instrument's main device: "Pt100 thermal resistance", AT89C51 microcontroller and LCD display, and describe the principle of measuring the overall structure. In this design, as is the PT100 platinum resistance temperature sensor, temperature measurement using constant current method, through the microcontroller to control, amplifier, A/D converter for temperature signal acquisition. Overall, the design is feasible. Keywords:temperature Pt100 thermal resistance AT89C51 microcontroller LCD monitor . 摘要 本设计为智能温控风扇系统，该系统可以实现风扇随实时环境温度而智能变速功能。 系统主要选用STC89C52单片机作为控制中心，DS18B20数字温度传感器采集实时温度，再经单片机处理后通过三极管放大信号后驱动直流风扇的电机。用户可以预设上限、下限温度值，当测得环境温度值在预设上下限值区间中时，此时风扇以半速转动；当温度升高并大于预设上限温度值时，风扇会自动调速，以全速转动；当温度降低并低于预设的下限温度值时，这时风扇电机自动停止转动。全程实现风扇转速随外界温度而智能自变。 关键词：温控风扇，STC89C52单片机，DS18B20数字温度传感器，智能自变 Abstract This design for the intelligent temperature control fan system, the system can realize the fan intelligent variable speed function according to the real-time environmental temperature. STC89C52 single-chip microcomputer system is mainly used as the control center, DS18B20 digital temperature sensor to collect real-time temperature, then through single chip through triode amplifier signal after drive dc fan https://www.doczj.com/doc/318880648.html,ers can preset upper limit and lower limit temperature, when the environment temperature measurement in the preset upper and lower limit range, the fan rotates at half speed;When the temperature is greater than the preset limit temperature, fan speed automatically, with full rotation.When the lower limit of temperature is lower and lower than the preset value, the fan motor automatically stop running.The entire implementation and intelligence from change fan speed varies with temperature. Key words:temperature control fan, STC89C52 Single chip microcomputer and DS18B20 digital temperature sensor, smart since the change 第三章 系统硬件设计温度数据采集系统和接收显示硬件电路主要包含温度数据采集、发送、接收和显示等模块，温度数据采集采用数字式温度传感器 DS18B20，数据的发送和接收采用无线数据收 发模块PTR2000，整个系统采用单片机STC89C52进行各模块的协调控制，下面对各个模块进行介绍。 3.1 数字温度传感器DS18B20 3.1.1 DS18B20 的性能特点 DS18B20 是由 DALLAS 半导体公司生产的单线型智能数字温度传感器，是新一代适配微处理器的智能温度传感器，广泛应用于工业、农业等领域，具有体积小、接口方便和传输距离远的特点，在一根通信线上可以挂很多个 DS18B20，很方便。具有以下特点：（1）具有独特的 1-Wire 接口，只需要一个端口引脚就可以进行通信；（2）具备多节点能力，能够简化分布式温度检测应用中的设计；（3）不需要外部元件； （4）可以直接从数据线供电，电源电压范围在 3～5.5V ；（5）在待机状态下可以不消耗电源电量；（6）测量温度范围在-55～+125℃；（7）在-10～+85℃时测量精度在±0.5℃；（8）可以用程序设定 9～12 位分辨率；（9）用户可根据需要定义温度的上下限报警设置。DS18B203 脚封装的管脚排列图如图 3.1.1 所示。、管路敷设技术通过管线敷设技术不仅可以解决吊顶层配置不规范高中资料试卷问题，而且可保障各类管路习题到位。在管路敷设过程中，要加强看护关于管路高中资料试卷连接管口处理高中资料试卷弯扁度固定盒位置保护层防腐跨接地线弯曲半径标高等，要求技术交底。管线敷设技术中包含线槽、管架等多项方式，为解决高中语文电气课件中管壁薄、接口不严等问题，合理利用管线敷设技术。线缆敷设原则：在分线盒处，当不同电压回路交叉时，应采用金属隔板进行隔开处理；同一线槽内，强电回路须同时切断习题电源，线缆敷设完毕，要进行检查和检测处理。、电气课件中调试对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料试卷相互作用与相互关系，根据生产工艺高中资料试卷要求，对电气设备进行空载与带负荷下高中资料试卷调控试验；对设备进行调整使其在正常工况下与过度工作下都可以正常工作；对于继电保护进行整核对定值，审核与校对图纸，编写复杂设备与装置高中资料试卷调试方案，编写重要设备高中资料试卷试验方案以及系统启动方案；对整套启动过程中高中资料试卷电气设备进行调试工作并且进行过关运行高中资料试卷技术指导。对于调试过程中高中资料试卷技术问题，作为调试人员，需要在事前掌握图纸资料、设备制造厂家出具高中资料试卷试验报告与相关技术资料，并且了解现场设备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。 、电气设备调试高中资料试卷技术电力保护装置调试技术，电力保护高中资料试卷配置技术是指机组在进行继电保护高中资料试卷总体配置时，需要在最大限度内来确保机组高中资料试卷安全，并且尽可能地缩小故障高中资料试卷破坏范围，或者对某些异常高中资料试卷工况进行自动处理，尤其要避免错误高中资料试卷保护装置动作，并且拒绝动作，来避免不必要高中资料试卷突然停机。因此，电力高中资料试卷保护装置调试技术，要求电力保护装置做到准确灵活。对于差动保护装置高中资料试卷调试技术是指发电机一变压器组在发生内部故障时，需要进行外部电源高中资料试卷切除从而采用高中资料试卷主要保护装置。 题目基于51单片机智能温度控制器设计与实 现 本题目要求设计者以智能温度控制器为对象，完成硬件系 统和软件设计并实现其功能。 1.熟悉任务，分析课题要求，熟悉温度控制器的原理, 进行方案设计； 2.熟悉硬件设计技术基础、单片机应用系统设计要领， 根据本课题的特点选择相应器件； 3.搜集素材，优选素材，整理素材； 4.完成所硬件电路的装配和调试，编写程序实现其功 能； 5.撰写毕业设计论文。 6.参加毕业设计论文答辩。 毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可 以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期： 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和 第6章个人健康系统数据采集平台测试与分析 上一章节对平台智能控制终端软件方案和各功能进行详细设计和具体实现。为验证平台开发方案和平台各子功能模块设计的可行性，降低开发错误，本章将搭建测试环境，测试平台的各功能模块，同时分析与总结测试结果。 6.1 测试方案分析与选择 系统测试是系统开发过程中极其关键的一环，在系统投入使用前，需要对开发的新系统进行需求分析、设计和编码等各阶段的检查，确保系统开发的正确性、完全性和一致性。大型系统开发一般由若干子系统构成，而每个子系统又包含多个功能模块，测试主要工作包含单元测试、集成测试、系统测试和验收测试[45]。 单元测试和集成测试主要运用白盒测试方法。白盒测试方法又称为结构测试或者数据驱动测试。系统开发人员或者测试人员运用程序内部的逻辑结构以及相关信息，设计并选择测试用例，对程序的所有逻辑路径进行测试，在不同点检测程序每条执行路径，验证测试结果是否与预期设计的相符合[46]，进而检验程序数据结构的有效性。白盒测试具有一定的充分性度量手段，能够有效提高程序的可靠性和准确性，但其只能对实现规格说明的部分进行测试，不能发现因检测路径遗漏和方案设计不符而产生的错误。 系统测试和验收测试通常运用黑盒测试方法。黑盒测试法又称为功能测试法，测试人员从用户角度出发，将被测程序视为内部构造未知的黑盒，使用需求设计的测试用例在程序接口上进行数据输入输出，通过输出结果来判断程序功能是否正确。黑盒测试法适用于阶段性测试，能准确检测软件功能，但是不能进行充分性测试，容易漏掉潜在数据结构错误。 本文主要研究并开发个人健康系统数据采集平台，该平台由生理感知端、蓝牙传输、智能控制终端构成，每部分又由若干子功能模块组成。因此本文测试工作包括搭建测试环境、各功能模块测试、集成测试和平台整体测试，详细分析如下： 1. 根据平台的设计和功能需求，设计测试方案，搭建合理的平台测试环境， 8通道温度数据采集系统 一、设计题目与要求： 设计一个8通道温度数据采集系统，系统误差小于1%；其中4路测量范围0-200?C ，选用Pt100热电阻；另4路测量范围0-600?C ，选用K 分度热电偶。 二、设计过程： 1、画出系统组成框图； 2、完成硬、软件功能分配和完成芯片选型； （1）运算放大器采用单电源,低功耗,精密四运算放大器MAX479 （2）AD 转换芯片采用带有8位A/D 转换器、8路多路开关的ADC0809 （3）硬件主要的功能是把采集到的温度信号转换成电信号，再经过运算放大器放大信号，传递给AD 转换芯片把模拟信号转换成数字信号，最后传给单片机处理信号并显示温度。 （4）软件主要的功能是对ADC0809 AD 转换芯片控制读取数据，读到单片机里对数据的处理转换成对应的温度值并显示。 3、ADC0809原理和应用： ADC0809由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D 转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用A/D 转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存A/D 转换完的数字量，当OE 端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。 ADC0809引脚图 IN0－IN7：8条模拟量输入通道 ADC0809对输入模拟量要求：信号单极性，电压 范围是0－5V ，若信号太小，必须进行放大；输 入的模拟量在转换过程中应该保持不变，如若模 拟量变化太快，则需在输入前增加采样保持电路。 地址输入和控制线：4条 ALE 为地址锁存允许输入线，高电平有效。当ALE 线为高电平时，地址锁存与译码器将A ，B ，C 三条地址线的地址信号进行锁存，经译码后被选 中的通道的模拟量进转换器进行转换。A ，B 和C 为地址输入线，用于选通IN0－IN7上的一路模 拟量输入。 数字量输出及控制线：11条 ST 为转换启动信号。当ST 上跳沿时，所有内部温度数据采集系统
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