成都理工大学工程技术学院毕业论文
多点温度监控系统的设计
作者姓名：
专业名称：通信工程
指导教师：
摘要
随着“信息时代”的到来，作为获取信息的手段——传感器技术得到了显著的进步，其应用领域越来越广泛，对其要求越来越高，需求越来越迫切。传感器技术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。因此，了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。
为了提高对传感器的认识和了解，尤其是对温度传感器的深入研究以及其用法与用途，基于实用、广泛和典型的原则而设计了本系统。本文利用单片机结合传感器技术而开发设计了这一温度监控系统。文中传感器理论单片机实际应用有机结合，详细地讲述了利用热敏电阻作为热敏传感器探测环境温度的过程，以及实现热电转换的原理过程。
本设计系统包括温度传感器，A/D转换模块，输出控制模块，数据传输模块，温度显示模块电路五个部分。文中对每个部分功能、实现过程作了详细介绍。整个系统的核心是进行温度监控，完成了课题所有要求。
关键词：传感器，A/D转换模块，热敏电阻
Abstract
With the "information age" come as a means of access to information technology –sensors technology got hold of significant advances in the increasingly broad applications of its becoming more demanding, and increasingly urgent needs. Sensor technology has become one of the important signs to measure the level of development of national science and technology. Therefore, it’s very important for us to comprehend and mastery the basic structure, operating principles and characteristics of sensor.
For enhance the understanding of the sensor, especially thorough research as well as its usage and purpose on the temperature sensor. I designed this system were based on the principle of practical, widespread and representative. This article used the monolithic integrated circuit union sensor technology to develop this temperature supervisory system. Combine the sensor theory with monolithic integrated circuit can narrated the process in using the thermistor qua hot sensitive sensor survey ambient temperature by details, and it also realized the principle process of thermoelectricity transformed.
This design system including temperature sensor, A/D transformation module, output control module, data transmission module and temperature demonstration module electric circuit five parts. In the article I have made a detail introduction on each partial functions and the realization process. The overall system’s core is processing on the temperature monitoring, carry out all requests of the topic.
Keywords: temperature sensor，A/D transformation module，hot sensitive
目录
摘要................................................................................................................ I Abstract ......................................................................................................... II 目录.............................................................................................................. I II 前言. (1)
1 多点温度监控系统的概述 (3)
1.1 多点温度监控系统 (3)
1.2设计任务 (3)
1.3设计要求 (3)
1.3.1基本要求 (3)
1.3.2发挥部分 (4)
1.4方案论证及比较 (4)
2硬件设计 (6)
2.1 稳压电源的设计 (6)
2.1.1稳压电源的组成 (6)
2.1.2电源模块的设计 (7)
2.2温度信号的获取与放大 (8)
2.2.1温度传感器选用 (8)
2.2.2 数字温度传感器DS1722的功能 (11)
2.3模数转换单元 (17)
2.4 通信模块设计 (18)
2.5液晶显示模块的设计 (20)
2.6单片机控制电路 (21)
3 软件设计 (24)
总结 (27)
致谢 (28)
参考文献 (29)
前言
随着社会的进步和工业技术的发展，人们越来越重视温度因素，许多产品对温度范围要求严格，而目前市场上普遍存在的温度检测仪器大都是单点测量，同时还有温度信息传递不及时、精度不够的缺点，不利于工业控制者根据温度变化及时做出决定。在这样的形式下，开发一种能够同时测量多点，并且实时性高、精度高，能够综合处理多点温度信息的测量系统就很有必要。
本课题以8051单片机系统为核心，能对多点的温度进行实时巡检。各检测单元（从机）能独立完成各自功能，同时能够根据主控机的指令对温度进行定时采集，测量结果不仅能在本地显示，而且可以利用单片机串行口，通过RS-485总线及通信协议将采集的数据传送到主控机，进行进一步的存档、处理。主控机负责控制指令的发送，控制各个从机进行温度采集，收集测量数据，并对测量结果（包括历史数据）进行整理、显示和存储。主控机与各从机之间能够相互联系、相互协调，从而达到系统整体统一、和谐的效果
此次毕业实习、毕业设计第一阶段的主要工作是，学习有关传感器和单片机的基本知识，了解多点温度监控系统设计的相关技术，并在此基础上选择了使用单片机8051，并学习传感器等方面的知识。这是课题研究的基础性内容。
第二阶段是在指导教师的指导下，进行多点温度监控系统的需求分析、系统设计及功能模块划分，并编写调试各个功能模块的代码，最后
进行组装测试。
通过教师的悉心指导和自己的努力，完成了毕业设计的各项任务，基本实现了多点温度监控系统各项功能。
论文正文主要包括3个部分，安排如下：
第1部分简要介绍多点温度监控系统的设计。
第2部分阐述设计3种方案的比较。
第3部分对硬件的设计，软件的设计，详细阐述。
最后论文对课题内容及成果进行了总结。
1 多点温度监控系统的概述
1.1 多点温度监控系统
本设计针对温度控制系统多点测量、扩展性等特点，运用主从分布式和总线分布式多机通讯方式思想，设计了一种可大规模多点温度测量的巡回检测系统。该系统采用RS-485串行通讯标准，通过上位PC发出控制指示，有各下位单片机进行现场温度采集，然后送回主控PC进行数据处理，再由显示器显示。本系统具有巡检速度快，扩展性好的特点。
1.2设计任务
设计一个多路温度检测系统，主控器能对各温度检测器通过串行传输线实现温度数据及显示。具体设计制作任务：
1设计制作各温度检测器；
2设计制作主控器
1.3设计要求
1.3.1基本要求
1)检测的温度范围：0~400
2)检测分辨率+0.1
3)各检测器与主控制器之间距离>100米
4)各检测器单元可显示检测的温度值
5)设计并制作各检测器以及主控器所用的直流稳压。由单向220V交流电压供电。
1.3.2发挥部分
1)可有主控制设置系统时间以及温度修正值
2)其他功能的改进
3)提高各温度检测器的温度检测精度
1.4方案论证及比较
方案一
采用模拟分立元件，如电容、电感或晶体管等非线形元件，实现多点温度的测量及显示，该方案设计电路简单易懂，操作简单，且价格便宜，但采用分立元件分散性大，不便于集成数字化，而且测量误差大。
方案二
采用集成的单片机主控，通过温度传感器、A/D转换采集数据信息，经过含有单片机的检测系统检测，将结果传送到单片机控制的主控器，数据通过显示器显示。原理框图1.1：
方案三
此方案是在方案二的基础上改进的，温度信号的输入处理过程与方案二是相同的，但方案三的系统控制器是由PC机控制的，用鼠标代替键盘，在主控端更直观的观察多路测量结果，并且可以在系统改变运行操作程序，框图1.2
图1.2 原理框图
综上所述，方案三电路虽然与方案二类似，都较方案一调整方便、可兼顾的指标多，但方案三利用PC机平台实现软件操作，在操作运行上更胜一筹，简单明了，所以我们选择第三种方案。
2硬件设计
2.1 稳压电源的设计
2.1.1稳压电源的组成
电源装置是电力电子技术应用的一个重要领域，其中高频开关式直流稳压电源由于具有效率高、体积小和重量轻等突出优点，获得了广泛地应用。开关电源的控制电路可以分为电压控制型和电流控制型，前者是一个单闭环电压控制系统，系统响应慢，很难达到较高的线形调整率精度；后者是一个电压、电流双闭环控制系统，电流控制型较电压控制型有不可比拟的优点。
1）管脚数量少，外围电路简单，价格低廉；
2）电压调整率很好；
3）负载调整率明显改善；
4）频响特性好，稳定幅度大；
5）具有过流限制、过压保护和欠压锁定功能。因此他是目前比较理想的新型的脉宽调制器，其内部原理框图如图2.1所示。
图1.2 电源原理图
2.1.2电源模块的设计
本模块将交流220V输入电压变为3组直流电压，其中5V电压为CPU等数字电路提供电源；±15V电压为运放等模拟芯片提供电源；24V 电压为温度变送器提供电源。
220v市电经变压器输出两组独立的25v交流，桥堆整流，大电容滤波得到+35v直流，再加一个0.1uF小电容滤出电源中的高频分量。考虑到制作过程中电源空载似的电容放电可在输出电容并上1k大功率电阻。另外这组直流还要给7812、7912来获得+12v。
K1D3C4C6
13
2
V V
GND
I N OUT
D1
C5R22
D2
+5V
GND
2.2温度信号的获取与放大
2.2.1温度传感器选用
1.温度传感器选用
科学技术离不开测量。测量的目的就是要获得被测对象的有关物理或化学性质的信息，以便根据这些信息对被测对象进行评价或控制，完成这一功能的器件就我们称之为传感器。传感器是信息技术的前沿尖端产品，被广泛用于工农业生产、科学研究和生等领域，尤其是温度传感器，使用范围广，数量多，居各种传感器之首。温度传感器的发展大致经历了以下3个阶段;
（1）传统的分立式温度传感器(含敏感元件);主要是能够进行非电量和电量之间转换。
（2）模拟集成温度传感器/控制器;
（3）智能温度传感器。
目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式、由集成化向智能化、网络化的方向发展。
2 传感器的分类
传感器分类方法很多，常用的有2种:一种是按被测的参数分，另一种是按变换原理来分。
通常按被测的参数来分类，可分为热工参数:温度、比热、压力、流量、液位等;机械量参数:位移、力、加速度、重量等;物性参数:比重、浓度、算监度等;状态量参数:颜色、裂纹、磨损等。温度传感器属于热工参数。
温度传感器按传感器于被测介质的接触方式可分为2大类:一类是接触式温度传感器，一类是非接触式温度传感器。接触式温度传感器的测温元件与被测对象要有良好的热接触，通过热传导及对流原理达到热平衡，这时的示值即为被测对象的温度。这种测温方法精度比较高，并在一定程度上还可测量物体内部的温度分布，但对于运动的、热容量比较小的、或对感温元件有腐蚀作用的对象，这种方法将会产生很大的误差。
非接触测温的测温元件与被测对象互不接触。目前最常用的是辐射热交换原理。此种测温方法的主要特点是可测量运动状态的小目标及热容量小或变化迅速的对象，也可测温度场的温度分布，但受环境的影响比较大。
3 传感器的原理及发展
热电偶传感器是工业测量中应用最广泛的一种温度传感器，它与被测对象直接接触，不受中间介质的影响，具有较高的精确度;测量范围广，可从-50℃-1600℃进行连续测量，特殊的热电偶如金铁-镍铬，最低可测到-269℃，钨-铼最高可达2800℃。
热电偶传感器主要按照热电效应来工作。将两种不同的导体A和B 连接起来，组成一个闭合回路，即构成感温元件，如图1所示。当导体A和B的两个接点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势，因而在回路中形成一定大小的电流，这种现象即称为热电效应，也叫温差电效应。热电偶就是利用这一效应进行工作的。热电偶的一端是将A、B两种导体焊接在一起，称为工作端，置于温度为t的被测介质中。另
一端称为参比端或自由端，放于温度为t0的恒定温度下。当工作端的被测介质温度发生变化时，热电势随之发生变化，将热电势送入计算机进行处理，即可得到温度值。
热电偶两端的热电势差可以用下式表示:
Et=E(t)-E(t0)
式中:Et—热电偶的热电势
E(t)—温度为t时的热电势
E(t0)—温度为t0时的热电势
当参比端的温度t0恒定时，热电势只于工作端的温度有关，即Et=f(t)。
当组成热电偶的热电极的材料均匀时，其热电势的大小与热电极本身的长度和直径无关，只与热电极的成分及两端的温度有关。
随着工业生产效率的不断提高，自动化水平与范围的不断扩大，对温度传感器的要求也越来越高，归纳起来有以下几个方面:
* 扩展测温范围:目前工业常用的测温范围为-200℃-3000℃，随着工业的发展，对超高温、超低温的测量要求越来越迫切，如在宇宙火箭技术中常常需要测量几千度的高温。
* 提高测量精度:随着电子技术的发展，信号处理仪表的精度有了很大的提高，特别是微型计算机的使用使得对信号的处理精度更加提高。
* 扩大测温对象:随着工业和人们日常生活要求的提高，现在已由点测量发展到线、面测量。在环境保护、家用电器上都需要各种各样的
测温仪表。
* 发展新产品，满足特殊需要:在温度测量中，除了进一步扩展与完善管缆热电偶、热电阻，以及晶体管测温元件、快速高灵敏度的普通热电偶外，而且根据被测对象的环境，提出了许多特殊的要求。如防硫、防爆、耐磨的热电偶，钢水连续测温，火焰温度测量等。
* 显示数字化:温度仪表不但具有读数直观、无误差、分辨率高、测量误差小的特点，而且给温度仪表的智能化带来很大方便。
* 检定自动化:由于温度校验装置将直接影响温度仪表质量的提高，值得在这方面花大力气进行研究。我国已研制出用微型机控制的热电偶校验装置。
2.2.2 数字温度传感器DS1722的功能
设计了由传感器DS1722构成的温度测量系统。实验证明：数字温度传感器DS1722在0℃～100℃测温范围内误差小于±0.5℃，且最远传输
距离为5m。
1.DS1722的工作原理
（1）DS1722的主要特点
DS1722是一种低价位、低功耗的三总线式数字温度传感器。
（2）DS1722的内部结构
数字温度传感器DS1722有8管脚m-SOP封装和8管脚SOIC封装两种，其引脚排列如图1所示。它由四个主要部分组成：精密温度传感器、模数转换器、SPI/三线接口电子器件和数据寄存器。
开始供电时，DS1722处于能量关闭状态，供电之后用户通过改变寄存器分辨率使其处于连续转换温度模式或者单一转换模式。在连续转换模式下，DS1722连续转换温度并将结果存于温度寄存器中，读温度寄存器中的内容不影响其温度转换；在单一转换模式，DS1722执行一次温度转换，结果存于温度寄存器中，然后回到关闭模式，这种转换模式适用于对温度敏感的应用场合。在应用中，用户可以通过程序设置分辨率寄存器来实现不同的温度分辨率，其分辨率有8位、9位、10位、11位或12位五种，对应温度分辨率分别为1.0℃、0.5℃、0.25℃、0.125℃或0.0625℃，温度转换结果的默认分辨率为9位。DS1722有摩托罗拉串行接口和标准三线接口两种通信接口，用户可以通过SERMODE管脚选择通信标准。
（3）DS1722温度操作方法
传感器DS1722将温度转换成数字量后以二进制的补码格式存储于温度寄存器中，通过SPI或者三线接口，温度寄存器中地址01H和02H中的数据可以被读出。输出数据的地址如表2所示，输出数据的二进制形式与十六进制形式的精确关系如表3所示。在表3中，假定DS1722 配置
为12位分辨率。数据通过数字接口连续传送，MSB（最高有效位）首先通过SPI传输，LSB（最低有效位）首先通过三线传输。
（4）DS1722的工作程序
DS1722的所有的工作程序由SPI接口或者三总线通信接口通过选择状态寄存器位置适合的地址来完成。表4为寄存器的地址表格，说明了DS1722两个寄存器（状态和温度）的地址。
1SHOT是单步温度转换位，SD是关闭断路位。如果SD位为“1”，则不进行连续温度转换，1SHOT位写入“1”时，DS1722执行一次温度转换并且把结果存在温度寄存器的地址位01h(LSB)和02h(MSB)中，完成温度转换后1SHOT自动清“0”。如果SD位是“0”，则进入连续转换模式，DS1722将连续执行温度转换并且将全部的结果存入温度寄存器中。虽然写到1SHOT位的数据被忽略，但是用户还是对这一位有读/写访问权限。如果把SD改为“1”，进行中的转换将继续进行直至完成并且存储结果，然后装置将进入低功率关闭模式。
传感器上电时默认1SHOT位为“0”。R0，R1，R2为温度分辨率位，如表5所示（x=任意值）。用户可以读写访问R2，R1和R0位，上电默认状态时R2=“0”，R1=“0”，R0=“1”（9位转换）。此时，通信口保持有效，用户对SD位有读/写访问权限，并且其默认值是“1”（关闭模式）。
2.DS1722测温系统设计
（1）硬件设计
传感器DS1722提供了两种串行接口模式，当模式选通管脚SERMODE 接VDDD时选择SPI通信，当该管脚接地时选择标准三总线通信。
以三总线模式为例，温度测量系统硬件电路由数字温度传感器
2.5《常见天气系统》教学设计 一、教学目标 ［知识与技能］理解锋面系统和低压、高压天气系统的特点 ［过程与方法］i、学会阅读和绘制锋面示意图，低压、高压天气系统示意图。 2、培养学生的创新思维，理论联系实际的能力。 3、培养学生的探究精神。 ［情感态度与价值观］1、通过本节课学习，让学生懂得学科学，爱科学，能将所学知识运用于实 际，服务于社会。 2、通过分析天气变化，使学生懂得人类认识和改造自然的重要性。 二、教学重点 1 、掌握常见锋面系统和低压、高压天气系统的特点的特点。 2、能分析锋面天气图。 三、教学难点 3、理解冷锋、暖锋与天气的关系，低压、高压天气系统与天气。 四、教学准备 课件。 七、教学方法 1、采用多媒体的动画演示，增强认图、辨别图的能力。 2、采用理论联系实际的方法，课前观看电视《天气预报》节目。 3、师生合作，对比分析冷锋、暖锋与天气变化，低压、高压天气系统与天气。
简易天气图，简要分析锋面等天气系统的特点一、气团 讲解气团的定义、分类及性质，启发学生受同气团 以及单一气团控制情况下的天气特征。 二、锋面系统 讲解锋面的定义、特点。介绍锋面的形成过程及分 类。 ①课件演示冷暖锋的形成、移动过程，引导学生观察冷 暖锋与天气的关系，启发学生判断锋前和锋后。 归纳冷暖锋的区别 (1 )从气团运动状况来看：冷锋是冷气团主动移向暖气 团；暖锋是暖气团主动移向冷气团。 (2 )从降水来看：冷暖锋都形成降水，冷锋降水主要在 锋线之后，暖锋降水在锋线之前；冷锋形成的降水强度 大，历时短，多降暴雨；暖锋形成的降水强度小，历时 长，多为连续性降水。 (3 )从锋面坡度看：冷锋的锋面坡度陡，暖锋的锋面坡 度缓。 (4 )从天气状况看：(气温、气压) (5 )从付号看： (可介绍准静止锋与天气 影响我国天气的锋面主要是冷锋 观察冷暖气团的性 质差异，分析不同 气团控制情况下的 天气。 学生比较冷暖锋的 形成示意图并总结 其异同点 观察课件演示，分 组讨论，冷锋与暖 锋在移动过程中产 生的天气现象学生 展示自己的讨论结 果 让学生看课本的 冷、暖锋与天气图 总结出来 引导学生举例子说 明 为学习锋面 知识做铺垫 理解冷暖锋 的概念，区 别锋前和锋 后，雨区位 置。 培养学生观 察分析能 力。 培养学生观 察和归纳的 能力 拓展知识开 阔视野 (一)、活动：完成教材中45页活动内容1学生分析活动中提 出的5个问题。 让学生充分 的参与到教 学环境当中 让学生加深 冷锋对天气 的影响。
华北科技学院课程设计报告 简易温度监控电路设计报告 一、设计要求 (1)当水温小于50℃时，H1、H2两个加热器同时打开，将容器内的水加热； (2)当水温大于50℃，但小于60℃时，H1加热器打开，H2加热器关闭； (3)当水温大于60℃时，H1、H2两个加热器同时关闭； (4)当水温小于40℃，或者大于70℃时，用红色发光二极管发出报警信号； (5)当水温在40℃～70℃之间时，用绿色发光二极管指示水温正常； (6)电源：220V/50HZ的工频交流电供电。 二、设计作用、目的 设计并制作一个温度监控系统，用温度传感器检测容器内水的温度，以检测到的温度信号控制加热器的开关，将水温控制在一定范围之内。 三、设计的具体实现 1.系统概述 设计思路：系统主要要求将温度信号转化为电压信号，再将其转化为控制信号，从而对外部加热电路进行控制，从而自动的调节水温。 设计方案：采用热敏电阻根据温度的变化来引起电压的变化，再利用比较运算放大器与设置的温度值所对应的电压进行比较，输出高电平或低电平从而对控制对象进行控制。其可分为三大部分：测温电路，比较显示电路，控制电路。
华北科技学院课程设计报告 图1 温度控制系统组成图 由上面的拓扑图可知，本温控系统主要由三部分组成，分别是测温部分,根据所测量 的温度与给定值进行比较部分，比较后的得出的信号返至加热部分，得以让加热部分调控水温，达到对水温控制的目的，同时也反应到显示部分，让其正确的表达温度的状态。 系统工作原理：想要让系统正常稳定地工作，必须要有一个关于温度的准确信号值，为了使信号输出误差很小，可以选用桥式测压电路，这样可以得出稳定的与温度相对应的电压值。关于运放的选用可以使用LM324或者TL082。关于比较部分可以用电位器来调节上下限电压，通过电压的不同来开关三极管，以达到使绿色和红色二极管根据不同温度亮灭的目的。同时也可根据第一部分输出的电压通过运算放大器的放大来控制继电器以达到控制外电路的目的。通过对电路的通盘考虑，使用LM324比较容易实现第一部分的功能，同时根据采购的局限，正热敏电阻可以使用50Ω的滑动变阻器代替，至于继电器和外部电路，可以用二级管将其代替，用二极管的亮灭来表示其是否正常工作，这样安排可以节省电路板的使用空间，而且可以有效且方便地调试工作。 比较部分 给定值 加热部分 水温 测温部分 显示部分
实用温度监测系统 学院：电子信息工程学院专业：通信工程1303 学生姓名：张艺 学号：13211075 任课教师：刘颖 2015年06 月10 日
目录 实验题目：失真放大电路 .............. 错误！未定义书签。 1 实验题目及要求 (2) 2 实验目的与知识背景 (2) 2.1 实验目的 (2) 2.2 知识点 (2) 3 实验过程 (4) 3.1 选取的实验电路及输入输出波形 (4) 3.2 每个电路的讨论和方案比较 (16) 3.3 分析研究实验数据............. 错误！未定义书签。 4 总结与体会 (20) 4.1 通过本次实验那些能力得到提高，那些解决的问题印象深刻， 有那些创新点。 (20) 4.2 对本课程的意见与建议......... 错误！未定义书签。 5 参考文献 (21)
目录 1.电路设计及原理分析 (3) 1.1设计任务 (4) 1.2技术指标 (4) 1.3电路原理图 (5) 1.4基本原理 (5) 2.电路模拟与仿真 (6) 2.1仿真软件 (6) 2.2创建电路模拟图 (9) 2.3元件列表 (9) 2.4仿真记录与结果分析 (10) 3.实际电路的安装调试 (15) 3.1 元件参数确定 (15) 3.2 电路板布线设计 (15) 3.3 焊接 (15) 3.4调试与测量 (15) 3.5分析结果及改进 (16) 4.总结 (176) 5.心得体会 (177) 6.参考文献 (198)
1.电路设计及原理分析 1.1设计任务 通过Proteus软件仿真精密双限温度报警仪设计，在老师点拨我们自学的基础上了解了运放的作用，用了比较器，震荡电路等知识，根据找到的电路图进行仿真，调试电路，明白了温度报警的意义。 通过比较器产生“数字模拟信号”，使得在信号产生的时候，震荡电路工作产生震荡信号驱动扬声器报警。 1.2技术指标 a.当温度在设定范围内时报警电路不工作； b.当温度低于下限值或高于上限值时，声光报警； c.上下限低于报警led用不同颜色； d.上下限可调； e.控温精度度 1℃ f.监测范围0.5℃
电子设计自动化实训报告 题目：多点温度监测系统 学生姓名：宋安邦 学生学号：2104020685 学院：工学院 专业：电子信息工程 班级：2011级 指导教师：林君副教授
一、实训目的和意义 通过对多点温度检测系统的设计，可以更深入的了解MC5.2单片机的特点以及应用技巧，对单片机的应用可以温习其中的结构以及原理。而且proteus的强大功能也能通过此次试验反应出来，熟悉其界面的风格以及各种应用，又重新的认识了proteus在单片机方面的强大功能。 二、实训设计容要求 ? 1.实现4点温度实时采集，温度传感器采用DS18B20 ? 2.采用LCD1602显示4个采集点温度 ? 3.具有温度上下限报警功能：上限90°C，下限20°C ? 4.声音和光报警2种模式： 光报警采用4只发光LED； 声音报警采用扬声器，报警音调采用2KHz方波。 三、系统设计 1．方案设计 2
（1）工作原理： （a）通过四个温度采集器采集数字温度输入到单片机的p2.0~p2.3口。 （b）初始化LCD1602使1602能够接受数据，并分配其显示位置，此处采用两行两列式显示。 （c）单片机读取信号。 （d）单片机向LCD1602写信号，并延时。 （e）判断是否有数据高于90度或低于20度，如果有点亮相应的led，并启动蜂鸣器。 （2）硬件系统组成 （a）80C52 （b）晶振电路 （c）复位电路
（d）LED灯电路 （e）LCD1602 （f）温度检测ds18b20 3. 软件设计 （1）时间的设定： 从此采用中断T0方式延时，而且是基本单位，无论蜂鸣器还是led，或是显示温度都用到此延时程序。 延时程序如下：void tmpDelay(int num) { while(num--) ; } void Time0(void) interrupt 1 using 0 { sound=~sound; TH0=(65536-5000)/256; TL0=(65536-5000)%256; } （2）信号的读入与写出： 读字节程序如下unsigned char ReadOneChar1()// { unsigned char i=0; unsigned char dat1 = 0;
常见的天气系统 【课标要求】 （1）运用简易天气图，简要分析锋面、低压与高压等天气系统的特点。 （2）以某种自然灾害为例，简述其发生的主要原因及危害。 【教材分析】 本节教材内容由三部分组成：锋与天气，低压（气旋）、高压（反气旋）与天气，案例——台风、寒潮及其危害。锋与天气，低压（气旋）、高压（反气旋）与天气这两部分的内容都是先介绍一些基本概念，如气团（冷气团、暖气团）、锋（锋面、锋线）、低压（气旋）、高压（反气旋）、高压脊、低压槽等等，然后再说明受这些天气系统的影响，会带来怎样的天气或天气会有怎样的变化过程。最后都安排有一活动，这些活动既可以让学生运用所学的知识解决问题，又突出了对生活有用的地理。 为了解决学生学习上的难点，精心设计教学过程，将冷锋和暖锋的气流运行方向、锋面形成过程、锋面过境前——过境时——过境后的天气等利用多媒体手段进行对比讲解，便于学生观察理解；气旋、反气旋部分运用动画进行讲解（低压部分由教师示范讲解，高压部分由学生模仿讲解），这样既使复杂知识简单化，又培养学生动手实践能力和自主学习能力。 【教学目标】 一、知识目标 （1）掌握冷锋、暖锋的特点，以及它们过境前、过境时和过境后的天气状况。 （2）掌握低气压（气旋）系统与高气压（反气旋）系统的特点、对天气的影响。 二、能力目标 ⑴掌握各天气系统活动规律和处在不同天气系统及其不同部位的天气特点，利用天气图 进行天气形势分析预报 ⑵能够说明这些天气系统是如何对所到达地区的天气产生影响的，能够结合当地情况分 析天气系统对人们生产生活的影响 ⑶通过对冷锋与暖锋天气系统的对比分析来实现学生地理综合分析能力的提高，同时建 立地理空间思维的习惯。 三、情感目标 ⑴通过本节课学习，让学生关注身边的地理现象，培养探究地理的兴趣。 ⑵通过学习有关天气系统的知识和进行天气预报的预报分析来强化学生理论联系实际 的能力，培养热爱科学的思想情感。 【教学重点】 ⑴掌握常见天气系统的特点。 ⑵简易天气图的阅读。 【教学难点】 ⑴理解冷锋、暖锋与天气的关系。 ⑵低压系统、高压系统与天气的关系。 【课时安排】2课时 【教学过程】
计算机硬件（嵌入式）综合实践 设计报告 温度检测系统设计与制作
一．系统概述 1. 设计内容 本设计主要从硬件和软件部分介绍了单片机温度控制系统的设计思路，简单说明如何实现对温度的控制，并对硬件原理图和程序框图作了简洁的描述。还介绍了在单片机控制系统的软硬件设计中的一些主要技术关键环节，该系统主要以AT89S52单片机为核心, 同时利用DS18B20温度传感器采集温度，采用4位LED 显示管实施信息显示。 AT89S52单片机设计的温度检测电路是本次设计的主要内容，是整个单片机温度控制系统设计中不可缺少的一部分，该系统对温度进行实时采集与检测。本设计介绍的单片机自动控制系统的主要内容包括：系统概述、元器件选择、系统理论分析、硬件设计、部分软件设计及主要技术性能参数。 2. 元器件选择 单片机AT89S52：1个 22uF电容：2个 电阻：1个 万能板：1个 杜邦线：若干 单排排针：若干
DS18B20温度传感器：2个 4位LED显示管：1个 二．软件功能设计及程序代码 1.总体系统设计思想框图如下： 单片机应用 软件调试 软件编程 系统测试和调试 系统集成 硬件调试 选择单片机芯片 定义系统性能指标 硬件设计 2.主程序流程图 3.DS18B20数据采集流程图
4.程序代码 ①、温度记录仪 #include<> #include<> #include<> #include<> #include<> #include<> bit rec_flag=0;.",1); display(l2," ",1); eeprom_format(); display(l1,"Format Successed",1); longdelay(3); break; } if(ser_rec=='N') break; if(autobac_tim>10) break; } autobac_tim=0; break; case 'D':",1); display(l2," ",1); RDTP=512;",1); display(l2," ",1);
温度检测系统设计
辽宁工程技术大学 专业课程综合训练项目说明书题目：温度检测系统设计 课程名称：单片微型计算机与应用 班级：机电14-4 学号： 1407060430
姓 名： 指导教师： 李文华 完成日期： 2016.12 一、 设计题目 温度检测系统设计 二、设计内容 1-温度由8个LED 小灯显式0℃~40℃的温度范围，即，8个小灯全灭表示当前温度小于0℃，全亮为大于40℃，在此其间有8个档位，每亮一盏小灯表示升高5℃。 2-单片机通过读取DS18B20的温度寄存器，获得当前温度值并显示在8个LED 灯上。 三、综合训练要求 设计说明书（3000～5000字） 1份 四、评分标准 将视难易程度及能够按时提交情况酌情提分，但不超过每个综合项目满分10分的标准。 五、指导教师评语 该生设计的过程中表现 ，设计内容反映的基本概念及计算 ，设计方案 ，说明书撰写 ，答辩表现 。 成 绩： 指导教师 序号 评分标准 满分 实际得分 1 设计方案是否可行，设计依据是否充分，软硬件资源分配是否合理 4 2 设计说明书设计过程是否清晰，设计内容是否全面，计算是否正确，行文章节格式是否规范 4 3 绘图是否清晰，标注是否表达准确规范 2 总分 10
日期
目录 1 系统总体设计 ......................................... 1.1 ................................................... 1.2 ................................................... : : : 2 硬件设计 ............................................. 2.1 ................................................... 2.2 ................................................... : : : 3 软件设计 ............................................. 3.1 ................................................... 3.2 ................................................... : : : 4 结论.................................................. 参考文献 ................................................
《常见的天气系统》高三复习课教学设计 】教学目标【 1、通过让学生观察动画使学生理解和掌握各天气系统的形成过程和对天气的影响。 2、提高学生读图、分析、总结的能力，能够判读常见的天气系统图。 3、通过对点演练和针对训练培养学生将理论知识应用于解决实际问题的能力【教学重点】 1、冷暖锋、高低压以及锋面气旋的判读、对我国天气有重要影响的锋面天气。 2 、高压系统、低压系统的天气特征。 3【教学难点】、冷锋、暖锋与天气的关系。 1 、南北半球气旋与反气旋的气流状况与差异。 2 、锋面气旋的判读及其对天气的影响 3 】：自主学习、合作探究、对比分析、实战演练【教学方法】：一课时【教学课时】【教学过程导入情景（引导学生回忆近几日天气的变化特点，说出天气变化带给自己的感受，引出本节课） 情境问题：今天出门在外同学们有什么感受？那昨天呢？前天呢？ 学生回答：冷、热…… 引出新课：为什么我们会有这种忽冷忽热的感觉，它和常见的天气系统有关系，今天这 节课我们来重温天气系统。 【知能构建】 重要类型、要素的判读天锋面气判读高、低系压系对天对天气的 的影响锋面气旋 判读对天气的影- 1 - 转折：首先我们来重温锋面系统锋面系统一、：冷、暖锋过境前、时、后，天气状况怎样？问题探究1、教师动画演示，学生观察动画思考归纳1】：利用多媒体播放锋面动画，通过教师一系列的提问，引导学生回答探究问设计思路【题【学生明确】 过境前过境时过境后 冷锋气温高、气压低刮风、阴天、雨雪、降气温下降，气压升高、天气转
晴 温气温上升、气压下降、天气转晴连续性的降雨天气暖锋气温低、气压高2、以我国具体的天气实例为主，简单介绍准静止锋，使学生明确准静止锋控制下的天气特点即可。 影响我国的准静止锋： ①江淮地区形成梅雨天气(6～7月)：江淮准静止锋 ②云贵高原东北(城市：贵阳)的冬雨连绵(天无三日晴)：昆明准静止锋 ③华南准静止锋(南岭一带)； ④天山准静止锋。 3、通过讲解中国东南沿海锋面雨带的推移规律说明锋面是影响我国的重要天气系统，并使学生牢记中国锋面雨带的推移规律：南岭五，江淮六，两北七八九回头。
目录 一、设计任务与设计要求 (1) 二、设计原理 (1) 2.1 主要硬件介绍 (1) 2.1.1 DS18B20数字温度传感器 (1) 2.1.2 AT89C51单片机芯片 (3) 2.2 系统原理结构 (3) 三、设计方案 (4) 3.1 硬件部分 (4) 3.1.1 温度测量模块 (4) 3.1.2 LED数码管显示模块 (4) 3.1.3 按键模块 (5) 3.1.4 系统整体结构仿真图 (5) 3.2 软件部分 (5) 3.2.1DS18B20传感器程序 (5) 3.2.2键盘读取及确认程序 (7) 3.2.3DS18B20操作流程图 (8) 四、调试与性能分析 (9) 4.1 proteus仿真结果 (9) 4.2实物测试 (9) 4.2.1正常情况 (9) 4.2.2报警状态 (10) 五、心得体会 (10) 六、成品展示 (11) 七、附录部分 (12) 附件一、电路设计原理图 (12) 附件二、系统设计原始代码程序 (13)
一、设计任务与设计要求 本设计主要利用单片机AT89C51 芯片和以美国MAXIM/DALLAS半导体公司的单总线温度传感器DS18B20相结合来实现装置周围温度的采集，其中以单片机AT89C51 芯片为核心，辅以温度传感器DS18B20和LED数码管及必要的外围电路，构成一个结构简单、测温准确、具有一定控制功能的温度监视警报装系统。 功能要求： 添加温度报警功能，通过4个按键来设置温度的上下限值，当用DS18B20 测得的温度不在所设置的温度范围内，蜂鸣器开始鸣报。 二、设计原理 2.1 主要硬件介绍 2.1.1 DS18B20数字温度传感器 DS18B20 数字温度传感器提供9~12 位摄氏温度的测量，拥有非易失性用户可编程最高与最低触发点告警功能。DS18B20 通过单总线实现通信，单总线通常是DS18B20连接到中央微控制器的一条数据线（和地）。它能够感应温度的范围为-55℃~+125℃，在-10℃~+85℃的测量的精度是±0.5℃，而且DS18B20 可以直接从数据线上获取供电（寄生电源）而不需要一个额外的外部电源。 DS18B20 使用DALLAS 独有的单总线（1—wire）协议使得总线通信只需要一根控制线，控制线需要一个较小的上拉电阻，因为所有的期间都是通过三态或开路端口连接在总线上的（DS18B20 是这种情况）。在这种总线系统中，微控制器（主器件）识别和寻址挂接在总线上具有独特64 位序列号的器件。因为每个器件拥有独特的序列号，因此挂接到总线上的器件在理论上是不受限制的，单总线（1-wire）协议包括指令的详细解释和“时隙”。这个数据表包含在单总线系统（1-WIRE BUS SYSTEM）部分。DS18B20 的另外一个特征是能够在没有外部供电的情况下工作。当总线为高的时候，电源有上拉电阻通过DQ 引脚提供，高总线信号给内部电容（Cpp）充电，这就使得总线为的时候给器件提供电源，这种从单总线上移除电源的方法跟寄生电源有关，作为一种选择，DS8B20 也可以采用引脚VDD 通过外部电源给器件供电。 DS18B20 引脚定义： (1) GND为电源地； (2) DQ为数字信号输入/输出端； (3)VDD 为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地） 图2.1.1 DS18B20 引脚排列图
温度监控系统设计
引言：温度是工业控制中主要的被控参数之一，特别是在冶金、化工、 建材、食品、机械、石油等工业中，具有举足重轻的作用。对于不同场所、不同工艺、所需温度高低范围不同、精度不同，则采用的测温元件、测方法以及对温度的控制方法也将不同；产品工艺不同、控制温度的精度不同、时效不同，则对数据采集的精度和采用的控制算法也不同，因而，对温度的测控方法多种多样。随着电子技术和微型计算机的迅速发展，微机测量和控制技术也得到了迅速的发展和广泛的应用。利用微机对温度进行测控的技术，也便随之而生，并得到日益发展和完善，越来越显示出其优越性。 作为获取信息的手段——传感器技术得到了显著的进步，其应用领域较广泛。传感器技术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。因此，了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。 为了提高对传感器的认识和了解，尤其是对温度传感器的深入研究以及其用法与用途，基于实用、广泛和典型的原则而设计了本系统。本文利用单片机结合传感器技术而开发设计了这一温度监控系统。文中传感器理论单片机实际应用有机结合，详细地讲述了利用热敏电阻作为热敏传感器探测环境温度的过程，以及实现热电转换的原理过程。 本设计应用性比较强，设计系统可以作为生物培养液温度监控系统，如果稍微改装可以做热水器温度调节系统、实验室温度监控系统，以及构成智能电饭煲等等。课题主要任务是完成环境温度检测，利用单片机实现温度调节并通过计算机实施温度监控。设计后的系统具有操作方便，控制灵活等优点。 本设计系统包括温度采集模块，单片机最小系统，显示模块，按键控制模块，报警模块和指示模块六个部分。文中对每个部分功能、实现过程作了详细介绍。整个系统的核心是进行温度监控，完成了课题所有要求。 方案设计：总体设计方案采用AT89C52单片机作控制器，温度传感器选用DS18B20来设计数字温度计，系统由6个模块组成：主控制器、测温电路、显示电路、报警电路、控制电路及指示电路。主控制器由单片机AT89C52实现，测温电路由温度传感器DS18B20实现，显示电路由4位LED数码管直读显示,，报警系统由蜂鸣器和发光二级管构成，控制电路由按键构成，指示电路由发光二极管组成。本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用，并且加有报警装置，超过温度可发出警示，还可以调整报警温度。该设计控制器使用单片机AT89C52，测温传感器使用DS18B20，用4位共阳极LED数码管以I/O传送数据,实现温度显示,能准确达到以上要求。 实验目的和要求： 1.学习DS18B20温度传感芯片的结构和工作原理。 2.掌握LED数码管显示的原理及编程方法。 3.掌握矩阵式键盘的原理及使用方法。
毕业设计 设计题目温度监测显示系统设计 系部信息工程系 专业电子信息工程 班级电子0601 学号063001020001 姓名宋天诗 指导老师王珊珊 温度检测显示系统 一、设计要求 1.以传感器，单片机，数码管等元器件，设计一个温度检测系统，并通过显示器件，显示出温度数据。 2.熟练应用protel99，运用protel99设计温度检测显示系统。
3.理解温度检测系统的原理。 二、总体概要设计 本系统是以温度传感器、数码管和单片机为核心元器件建立起来的温度检测显示系统。通过对单片机和传感器的研究，通过A/D转换器的应用，使本系统实现了温度信号到模拟信号再到数字信号的转换。设计中还使用了译码器74LS47、数码管、稳压管等元器件。 温 度 传感器 单片机数码管采集后 的数据 处理后 的数据 检测 温度 图1 系统总体框图 本设计主要包含温度检测和显示电路两个部分。 1.温度检测部分 主要由温度传感器、运算放大器和A/D转换器三部分组成。 温度传感器LM134产生的输入信号由运算放大器ICL7650后，A/D转换器MC14433将运算放大器输出的模拟信号转换成数字信号输入80C51单片机，由于MC14433 的 A/D转换结果是动态分时输出的BCD码，Q0～Q3和DS1～DS4 都不是总线式的。因此，MCS-51 单片机只能通过并行I/O 接口或扩展I/O 接口与其相连。 温度信号检测通道的总增益是由温度传感器、运放和A/D转换器三个环节的增益做决定。在本设计中，前两个环节的增益是固定的，只用电位器 r W作为整个输入通道的增益环节。这样有利于整个设计的调试。 2.显示电路 本设计采用动态扫描输入法，由单片机8051输出数码管段选信号，经译码器驱动器芯片74LS47驱动后数码管发光显示。 三、各单元模块设计与分析 1．温度传感器 传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。 LM134是一种新型的硅集成温度传感器,它不同于一般诸如热敏电阻、温差电偶以及半导体PN结等传统的温度传感器。它是根据下述原理设计而成的,即工作在不同电流密度下的两只相同晶体管,其基、射结的结电压之差△V_(be)与绝对温度T严格成正比。因而该器件的突出优点是在整个工作温区范围内(-55℃～+125℃)输出电流几乎与被测温度成线性关系,这样,就可省去非线性校正网络,使用简便。此外,它还具有下列特点: (1)起始电压低(低于1.5V),而器件耐压较高,因而电源电压适用范围宽(在3～40V之间)。 (2)灵敏度高(1μA/K),输出信号幅度大。一般情况下,不必加中间放大就可直接驱动检测系统,例如双积分型A/D转换器5G14433或ICL7106等。从而消除了中间环节所引入
常见的天气系统1课时 ●教学目标 知识目标 1.了解锋面系统、低压系统、高压系统的特点。 2.掌握简易天气图的阅读。 能力目标 1.学会识读电视天气预报节目中常出现的简易天气图，听懂每天电视台播放的天气形势预报。 2.掌握各天气系统活动规律和处在不同天气系统及其不同部位的天气特点，利用天气图进行天气形势分析预报。 情感、态度与价值观目标 1.通过本节课学习，让学生懂得学科学、爱科学，献身气象事业，为“四化”建设服务。 2.能将所学知识运用于实际，服务于社会。 ●教学重点 1.掌握常见天气系统的特点。 2.简易天气图的阅读。 ●教学难点 1.理解冷锋、暖锋与天气的关系。 2.低压系统、高压系统与天气的关系。 ●教学方法 1.采用理论联系实际的方法，让学生课前观看中央电视台《新闻联播》之后的《天气预报》节目，注意主持人对天气形势的分析。 2.本节教学以识图、辨图、启发诱导、精讲多练为主。 ●教具准备 城市天气预报挂图、录像带、投影仪。 ●课时安排 一课时 ●教学过程 ［导入新课］ 天气是时刻变化的，而天气又与人们的日常生活和生产关系十分密切，因此，全国各地的广
播电台和电视台，每天都要播放多次天气预报。在每天的电视天气预报节目里，除城市天气预报外，还有天气形势预报。我们常可以听到主持人说“受冷锋天气系统影响，未来两天我国大部分地区出现降温、大风等天气”或”受高压系统影响，我国大部分地区出现‘秋高气爽’的好天气”等，像冷锋、高压系统、热带气旋等都是影响天气的天气系统。这节课我们就来了解一下这些常见的天气系统。 ［讲授新课］ 2.5 常见的天气系统(板书) 各个天气系统都有其生长、移动和消亡的规律，而且与各种不同的大气运动有着密切的联系，故而出现不同的天气。我国幅员辽阔，不仅同一地点不同时间的天气有晴、阴、雨、雪等变化，而且同一时间不同地区的天气也各不相同。这就是不同天气系统的影响或处于天气系统不同部位的缘故。影响我国的几种主要天气系统是锋面系统、低压系统、高压系统等。下面我们首先来学习锋面系统。 一、锋面系统(板书) 锋面系统是影响我国的主要天气系统，我国的降水和一些灾害性天气大都与锋面有联系，那什么是锋面呢？ 1锋面的定义(板书) 锋面示意图冷暖气团的交界面叫锋面，锋面亦称锋区，其水平范围可由几百米到几千千米。 由于冷空气密度大，暖空气密度小，当冷暖气团相遇时，一般是冷气团在锋面下面，暖气团在锋面上面。因为锋面两侧的温度、湿度、气压、风等都有明显的差别，所以在锋面附近常伴有云、雨、大风等天气。锋面一般可分为冷锋和暖锋。我们首先来了解一下冷锋。2.冷锋(板书) 请同学们阅读图2.19“冷锋与天气”，注意观察冷锋的表示方法。
智能仪器仪表综合实训 题目基于单片机的温度控制系统设计 学院 专业电子信息工程 班级 (仪器仪表) 学生姓名 学号 指导教师 完成时间:
目录 一、系统设计---------------------------------------------------------第 1 页 （一）系统总体设计方案----------------------------------------------第1 页（二）温度信号采集电路选择和数据处理--------------------------------第3 页（三）软件设计------------------------------------------------------第3 页二、单元电路设计-----------------------------------------------------第 5 页 （一）温度信号采集电路----------------------------------------------第5 页（二）步进电机电路------------------------------------------------- 第5 页（三）液晶显示模块---------------------------------------------------------- 第6 页（四）晶振复位电路--------------------------------------------------第7 页三、总结体会--------------------------------------------------------------------------------------第7 页 四、参考文献-------------------------------------------第8 页附录：程序清单------------------------------------------第8 页
基于单片机的多点温度监测系统设计 摘要：DS18B20是一种可组网的高精度数字式温度传感器，由于其具有单总线的独特优点，可以使用户轻松地组建起传感器网络，并可使多点温度测量电路变得简单、可靠。PL2303是Prolific公司生产的一种高度集成的RS232-USB接口转换器，可提供一个RS232全双工异步窜行通信装置与USB功能接口便利连接的解决方案。 该系统由上位机和下位机两大部分组成。下位机实现温度的检测并提供标准RS232通信接口，芯片使用了A TMEL公司的AT89S52单片机和DALLAS公司的DS18B20数字温度传感器。上位机部分使用了通用PC。该系统可应用于仓库测温、楼宇空调控制和生产过程监控等领域。 关键字：温度测量；单总线；数字温度传感器；单片机；转换器 Based on SCM more temperature monitoring system design Abstract：DS18B20 is a network of high precision digital temperature sensor, since it has the unique advantages single bus, users can easily set up sensor network, and can make more temperature measurement circuit become simple and reliable. PL2303 Prolific company is the production of a highly integrated RS232-USB interface converter, can provide a RS232 full-duplex asynchronous channeling line of communication equipment and the USB interface convenient connection function of the solution. The system consists of PC and a machine under two main components. A machine to implement the temperature detection and provide standard RS232 communication interface, ATMEL company used chip AT89S52 SCM and DALLAS company DS18B20 digital temperature sensor. PC parts used the general PC. This system can be used in storage temperature measurement, building the air conditioning control and production process monitoring, etc。 Key words：temperature measurement; Single bus; Digital temperature sensors; Single chip microcomputer; converter
#include
unsigned char adre[2]; }adresult; extern unsigned int delay; unsigned int temp; unsigned int y; unsigned char receive; unsigned char a; extern unsigned char rxbuf[]; unsigned char temph; unsigned char templ; extern unsigned char i; //****************************** void PROCDIANPIN() { ADCON0=0X89; ADCON1=0X84; ADIF=0; ADGO=1; for(delay=0x8ff;delay>0;delay--) asm("nop"); while(ADIF==0) { asm("clrwdt"); } asm("clrwdt"); ADIF=0; adresult.adre[0]=ADRESL; adresult.adre[1]=ADRESH; if((adresult.y1<=0x204)&&(adresult.y1>=0xD9)) { temp=0x10; for( y=0x204;adresult.y1<=y;adresult.y1=adresult.y1+0x07) { temp++; if(temp==0x1a) temp=0x20; if(temp==0x2a) temp=0x30; if(temp==0x3a) temp=0x40; if(temp==0x4a) temp=0x50; if(temp==0x5a) temp=0x60; if(temp==0x6a) temp=0x70; if(temp==0x7a) temp=0x80; if(temp==0x8a) temp=0x90; if(temp==0x9a) temp=0x100;
嵌入式系统课程设计 ： 班级： 学号：
目录： 一．系统要求 二．设计方案 三．程序流程图 四．软件设计 五．课程总结与个人体会
一、系统要求 使用STM32F103作为主控CPU设计一个温度综合测控系统，具体要求： 1、使用热敏电阻或者部集成的温度传感器检测环境温度，每0.1秒检测一次温度，对检测到的温度进行数字滤波（可以使用平均法）。记录当前的温度值和时间。 2、使用计算机，通过串行通信获取STM32F103检测到的温度和所对应的时间。 3、使用计算机进行时间的设定。 4、使用计算机进行温度上限值和下限值的设定。 5、若超过上限值或者低于下限值，则STM32进行报警提示。
二、设计方案 本次课程设计的要使用STM32F103设计一个温度测控系统，这款单片机集成了很多的片上资源，功能十分强大，我使用了以下部分来完成课程设计的要求： 1、STM32F103置了3个12位A/D转换模块，最快转换时间为1us。本次课程设计要求进行温度测定，于是使用了其中一个ADC对片上温度传感器的部信号源进行转换。当有多个通道需要采集信号时，可以把ADC配置为按一定的顺序来对各个通道进行扫描转换，本设计只采集一个通道的信号，所以不使用扫描转换模式。本设计需要循环采集电压值，所以使用连续转换模式。 2、本次课程设计还使用到了DMA。DMA是一种高速的数据传输操作，允许在外部设备和储存器之间利用系统总线直接读写数据，不需要微处理器干预。使能ADC的DMA接口后，DMA控制器把转换值从ADC 数据寄存器(ADC_DR)中转移到变量ADC_ConvertedValue中，当DMA 传输完成后，在main函数中使用的ADC_ConvertedValue的容就是ADC转换值了。 3、STM32部的温度传感器和ADCx_IN16输入通道相连接，此通道把传感器输出的电压值转换成数字值。STM部的温度传感器支持的温度围：-40到125摄氏度。利用下列公式得出温度 温度(°C) = {(V25 - VSENSE) / Avg_Slope} + 25 式中V25是 VSENSE在25摄氏度时的数值（典型值为1.42V） Avg_Slope是温度与VSENSE曲线的平均斜率（典型值为4.3mV/C） 利用均值法对转换后的温度进行滤波，将得到的温度通过串口输出。
基于RFID 技术的无线温度监测系统的设计摘要：本设计基于集成温度传感器的主动式有源RFID 电子标签，来解决医院检验科冰箱的温度监测问题。简要论述了温度监测系统的架构图和电子标签的硬件结构。箱体温度由集成的传感器探测到，通过无线射频传送给主机进行实时显示。通过对连续温度变化的分析，我们可以判断箱体温度以及冰箱是否工作正常。 关键词：RFID，温度监测 0 前言 大型三甲医院检验中心通常都有大量的冷库、冰箱、超低温冰箱用来保存样品、试剂。准确可靠的检测结果，需要大量合格的试剂保证。试剂的保存需要合适的冰箱温度。一旦温度失控，将导致试剂的失效，从而影响检测结果的可靠性。因此，检测结果的质量控制就必然要求对冰箱温度的监测。国家实验室认可委执行的ISO15189 标准，明确规定，存储试剂、以及孵育的箱体温度必须连续监测。 目前，通常的温度监测有两种类型，普通纸质记录与电子式记录器。普通纸质记录，每一个小时记录一次，需要专人负责记录。由于冰箱数量多，比如30 台，每台半分钟的话，也需要15 分钟。人工操作耗时耗力，工作量大，而且容易遗漏。纸质记录，不易保存，在目前办公电子化的环境下，后期的数据处理工作量也较大。电子式记录器，目前电子式记录器通常都是放置于箱体内，记录温度以后，把记录器拿出箱体，读取数据。只能对单个箱体进行记录，而且这是事后监测，在使用过程中，如果温度出现波动，无法及时干预。 1 研究目的 通过分析现有温度监测手段的缺点，以及临床的实际需求，理想的温度监测系统，应该是实时的、连续的、多台同时监测、自动数字化的并具有温度异常自动报警功能。实时连续监测多台箱体的温度，并把数据传回计算机系统，若出现异常情况，自动报警，方便工作人员及时干预。 2 技术背景介绍 本设计采用基于集成温度传感器的主动式RFID电子标签，来解决温度测量、信号发送的问题，后端的软件系统解决温度异常报警、温度数据存储处理的问题。