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多路温度采集及监控系统的设计与实现

多路温度采集及监控系统的设计与实现
多路温度采集及监控系统的设计与实现

●应用与设计

引言

温度是生产过程和科学试验中普遍且重要的

物理参数。在工业生产中,为了高效生产,必须对生产过程中的主要参数,如温度、压力、流量、速度等进行有效控制。其中温度控制在生产过程中占有相当大的比例。准确地测量和有效地控制温度是优质、高产、低耗和安全生产的主要条件。

系统概述

整个温度控制系统主要由计算机控制系统(上

位机)、单片机测控系统(下位机)、温度传感器组、功率加热系统等部分组成。系统采用了模块化的设计思想,组建方式灵活,并可利用多块单片机测控系统组合的方法增加测量点,具有良好的扩展性。系统结构框图如图1所示。

温度测量采用高精度的温度传感器PT100获

得物体当前温度,经过低功耗、

低输入失调电压、线性好的OP07A进行信号放大,送至8051F350内部高速率24位A/D转换器,根据系统设定的目标温度(由上位机发送)和控制范围,通过6路PWM控制加热器的工作状况,使物体达到目标温度并且保持恒温状态。同时可以利用单片机内部的Flash存

多路温度采集及监控系统的设计与实现

郝迎吉,张明,王洪波

(西安科技大学机械工程学院,陕西西安710054)

摘要:介绍一种基于单片机的多路温度采集及监控系统,能够测量6路温度信号,具有计算机联网功能,各测量点可以单独监控和设置,可根据用户的需求自动控制。测量温度范围为-10℃~200℃,控制方式采用模拟量调压模式。该系统具有控制精度高、冲击小等特点。关

词:温度采集;

8051F350;CAN总线;A/D转换

中图分类号:TP273

文献标识码:A文章编号:1006-6977(2007)06-0021-02

Designandrealizationofmultiplextemperaturecollectingandcontrollingsystem

HAOYing-ji,ZHANGMing,WANGHong-bo

(SchoolofMechanicalEngineering,Xi’anUniversityofScienceandTechnlogy,Xi’an710054,China)

Abstract:Atemperaturecollectingandsurveillance-controllingsystembasedonsing-chipmicrocom-puterisintroduced.Itcanmeasure6channelsignalofthetemperature,andithasafunctionofnetwork

connection.Thetemperaturemeasurepointscanbemonitoredandlocated,itcanbecontrolledautomat-icaccordingtouser’sdemand.Thetemperaturerangeis-10℃to200℃.Themodelofcontrolisad-justablevoltagewithsimulation.Itfeatureshighprecisionandlittleimpact.Keywords:temperaturecollecting;8051F350;CANbus;A/Dconvertion

图1

温度控制系统结构框图

多路温度采集及监控系统的设计与实现

-21-

储器把各通道设定的温度、系统参数存储起来。当系统断电或复位后,可以继续运行,增强了系统的抗干扰性能。

系统硬件设计

3.1主控电路

温度采集监控系统的主控电路采用高性能、功

能强大的8051F350。8051F350是由Cygnal公司推出的完全集成的混合信号系统级芯片(SoC),具有

CIP-51微控制器内核,与MCS51指令集完全兼容;

机器周期由标准的12个系统时钟降为1个系统时钟周期,处理能力大大提高,峰值速度可达25MI/s;内部集成了构成单片机数据采集或控制系统所需要的几乎所有模拟和数字外设及其他功能元件(包括PGA、ADC、DAC、电压比较器、电压基准、温度传感器、SMBus/I2C、UART、SPI、定时器、可编程计数器/定时器阵列、内部振荡器、看门狗定时器以及电源监视器等)。

3.2温度采集测量电路

温度采集测量部分采用高精度、重复性好、应用广泛的PT100作为采样电阻;信号放大部分采用低功耗、低输入失调电压、线性好的OP07A;A/D模块采用8051F350内部的高速率24位A/D转换器。温度采集测量电路如图2所示,图中PT100是高精度温度传感器,Z1是3.6V稳压管,起保护作用。

3.3串行通信电路

串行通信采用压差传输的CAN总线,它具有传输距离远、抑止共模干扰能力强等优点,通信速率可达1Mb/s。CAN总线通信接口集成了CAN协议的物理层和数据链路层功能,可完成对通信数据的成帧处理,包括位填充、数据块编码、循环冗余检验、优先级判别等。数据段长度最多为8个字节,可满足通常工业领域中控制命令、工作状态及测试数据的一般要求。同时,8个字节不会占用总线时间过长,从而保证了通信的实时性。CAN协议采用CRC检验并可提供相应的错误处理功能,保证了数据通

信的可靠性。在整个温度测控系统中,采用CAN总

线作为数据通信线路,测温模块安装在距离测量点较近地范围内,这样,来自传感器的接线就比较短,从而减少了干扰。

3.4功率控制模块

P10~P15输出6路PWM波,通过光电隔离和RC滤波电路控制可控硅模块的输入控制电压,改

变可控硅模块的导通角,从而改变输出功率。功率控制模块电路如图3所示,其中P10,P10分别是一路PMW,通过改变它们的高低电平比例来改变控制电压K0和K1,从而控制加热器的功率。

系统软件设计

整个系统的软件设计包括两部分:计算机软件

(上位机)和单片机软件。其中,计算机软件主要完成设定温度、监控系统当前温度和标定系统。单片机软件完成A/D采集、

串口通信和功率模块控制。上位机软件采用LabWindows/CVI编写,它将功能强大、使用灵活的C语言平台和用于数据采集分析和显示的测控专业工具有机地结合起来,利用它的集成化开发环境、交互式编程方法、函数面板和

丰富的库函数大大增强了C语言的功能,为建立测试系统、自动测试环境、数据采集系统、过程监控系统等应用软件提供了一个理想的软件开发环境。可以脱离Labwindows/CVI开发环境运行,用户最终看见的是和实际仪器面板相类似的操作面板。板卡与

PC机通过RS-232串口线连接。

下位机程序框图如图4所示。系统上电后,下位机程序可使单片机不停地采集温度,当上位机向下位机发出命令置位采集标志位时,下位机采集的温度送到上位机的面板并显示,再将所采集的温度数据同预先所设定的温度值相比较,当采集的温度小于设定温度时,根据采集的温度值跟设定温度差值

的大小,单片机的P10~P15引脚输(下转第26页)

图3功率控制模块电路图

图2温度采集测量电路

(上接第22页)出6路PWM,通过光电隔离TLP521-

2和RC滤波电路控制可控硅模块的输入控制电

压,改变可控硅模块的导通角,从而改变输出功率。随着采集到的温度值越来越接近设定温度值,单片机输出的PWM值越来越大,导通角越来越小,输出的功率也相应变小,直到采集的温度等于设定温度时,导通角完全关断。同时下位机也可随时响应串口中断,便于用户通过上位机设置或修改设定温度和控制范围。

结束语

本系统设计采用高精度温度传感器和低输入

失调电压、线性好的运算放大器组成信号调理电路,同时采用24位的A/D采集模块,可使系统测量精度达0.02℃,控制精度达0.5℃,满足用户对温度控制的要求。采用功能强大的8051F350单片机作为控制核心,减少了系统对外围器件的需求,简化了电路设计,提高了可靠性,同时也降低了成本。

参考文献:

[1]宋宇峰.LabWindows/CVI逐步深入与开发实例[M].北京:机械工业出版社,2003.

[2]马忠梅.单片机C语言Windows环境编程宝典[M].北京:北京航空航天大学出版社,2001.[3]杨文龙.单片机原理及应用[M].西安:西安电子科技大学出版社,1998.

[4]何立民.单片机应用技术选编[M].北京:北京航空航天大学出版社,1999.

作者简介:郝迎吉(1958-),教授,现主要从事单片机

教学与应用技术研究。

收稿日期:2007-02-05

咨询编号:070607

图4下位机程序框图

写程序重叠,否则烧写失败。

需要补充的是,经hex55.exe文件转化后的hex格式的引导表文件是不能直接导入CCS中的。CCS只支持将特别规定的DAT格式文件通过LOAD

DATA导入内存,所以在导入之前必须先将引导表转化成DAT格式文件,这个工作可以由VC编写一

个简单的C语言转化程序实现。

结束语

本文阐述了一种针对TMS320VC55x系列DSP

简单有效的Flash烧写方法,并提出了程序自举引导的实现方法,包括大程序二次引导的实现方法。本文讨论的引导方法包括硬件设计及相关程序,已在笔者的实际开发CMOS图像采集项目中使用并成功运行。参考文献:

[1]TexasInstruments.TMS320VC55xDSPCPURef-erenceGuide[DB/OL].http://focus.ti.com.cn/cn/lit/

Ug/spru371f/sprus37f.pdf.2004.

[2]TexasInstruments.UsingtheTMS320VC5503/VC-5507/VC5509/VC5509ABootloader[DB/OL].http://focus.ti.com.cn/cn/lit/an/spra375e.pdf.2004.

[3]AtmelCorporation.AT49LV1024DataSheet[DB/OL].http://www.atmel-grenoble.com/dyn/resources/prod_documents/DOC1278.PDF.2001.

[4]王宏义,王伟,TMS320C6000系列DSP的自举方

式研究[J],现代电子技术,2003,26(23):34-35.

[5]申敏,DSP原理及其在移动通信中的应用[M],北

京,人民邮电出版社,2001.

作者简介:吕晓明(1983-),浙江人,男,硕士研究生,主要从事计算机视觉、DSP系统设计开发等方面的研究。

收稿日期:2007-03-18

咨询编号:070608

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多路温度采集系统

小型多路温控采集系统设计一.系统说明

本系统采用51单片机作为控制器,控制温度采集及显示。 温度传感器选用DS18B20,其单总线的通信方式可以减少系统的线路连接。DS18B20支持多点组网功能,多个DS18B20可以并联在唯一的三线上,实现组网多点测温。DS18B20在使用中不需要任何外围元件,全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路。内温范围-55℃~+125℃,在-10~+85℃时精度为±℃可编程的分辨率为9~12位,对应的可分辨温度分别为℃、℃、℃和℃,可实现高精度测温。 同时本系统选用LCD1602作为显示器件,能够同时显示16x02即32个字符(16列2行)。其显示清晰,并可以显示阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等,满足了系统要求。 二.系统电路图 三、程序流程图 四、程序解读 注:程序分两部分。可以先用程序二读出各个器件的序列号,再将序列号填入程序一的SN[4][8]数组中,若要加入更多的器件可以扩大数组,并在程序中增加读显的循环次数。 1.程序一:已知各个器件序列号读取温度 #include<> #define uchar unsigned char #define uint unsigned int uchar TMP[4]; 0”1”0c1”2”3”4”序二:读取DS18B20序列号程序 注:读ROM时,只能有一个器件与单片机通信。可以逐个相连来读出其ROM #include<> #define uchar unsigned char #define uint unsigned int uint sn[8]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x10}; sbit DQ=P3^7;//ds18b20与单片机连接口 sbit RS=P3^0; sbit RW=P3^1; sbit EN=P3^2; void delay1ms(unsigned int ms)//延时1毫秒(不够精确的)

虚拟仪器温度采集系统

内蒙古科技大学虚拟仪器期末大作业 题目:虚拟仪器温度采集系统 姓名:王伍波 专业:测控技术与仪器 学号:1067112240 班级:测控10-2班 教师:肖俊生 时间:2013年6月18日

一、设计题目:虚拟仪器温度采集系统 二、设计要求: 1.连续采集温度信号,并存储 2.温度上下限报警功能,上下限可调 3.华氏、摄氏可转换显示 三、设计思路: 该设计是以计算机和单片机数据采集系统为核心,单片机数据采集系统主要完成对温度信号进行数据采集,计算机主要完成温度信号的分析、显示和控制等功能。设计中采用Intel 公司的89C51 单片机完成数据采集,采用A D 5 7 4 完成数据的A/D 转换。图2 为AD574 与89C51 单片机的接口电路。 1.设计虚拟前面板 温度监测软件设计本系统以labview8.5 作为开发工具。现以仿真数据为例来讲述系统软件对温度的监测、报警及显示功能。利用labview8.5编程使温度可以在华氏和摄氏之间随时进行切换,同时对温度实时监测。当温度超过上限要求时会及时点亮报警灯进行报警并显示每次采集过程中累加的报警次数,报警的上限值可以通过前面板的输入控件改变其值。采集进度定义为每次采集100 点。为了防止程序陷入死循环每次采集之间的时间间隔为1000ms。开始采集后在整个采集过程中可以暂停采集以便随时对温度进行观察。 2、编辑流程图 每一个程序前面板都对应着一段框图程序框图程序用

LabVIEW 图形编程语言编写.可以把它理解成传统程序的源代码。框 图程序由端口、节点、.图框和连线构成。其中端口被用来同程序前 面板的控制和显示传递数据.节点被用来实现函数和功能调用.图框 被用来实现结构化程序控制命令.而连线代表程序执行过程中的数据流.定义了框图内的数据流动方向 3、运行检验 检验是否能够完成系统的功能.改变相应参数进行进一步验证.以方便根据实际情况修改设计.从而方便实际器件的设计、调试。4、功能描述 创建一个VI程序模拟温度测量:把创建的温度计程、序 T(hermometerVI1作为一个子程序用在当前新建程序里.先前的温 度计子程序用于采集数据.而当前的程序用于显示温度曲线.并在前 面板上设定测量次数和每次测量间隔的延时;再创建一个新VI程序,进行温度测量,并把结果在波形图表上显示:利用新创建的VI程序.再输入新的字符串;据采集过程中。实时地显示数据;当采集 过程结束后,在图表上画出数据波形.并算出最大值、最小值和平 均值(此处只使用摄氏温度单位):修改TemperatureAnalysis.VI DemoReadVohageVI程序以检测温度是否超出范围.当温度超出上限(High Limit)时,前面板上的LED点亮,并且有一个蜂鸣器发声。5、设计过程 创建一个VI程序模拟温度测量假设传感器输出电压与温度成 正比。例如.当温度为70时,传感器输出电压为0.7V。本程序也

多路温度采集系统设计与实现

学校代码:11517 学号:201150712117 HENAN INSTITUTE OF ENGINEERING 毕业设计(论文) 题目多路温度采集系统设计与实现 学生姓名高宇照 专业班级电气工程及其自动化1121 学号201150712117 系(部)电气信息工程学院 指导教师(职称) 张秋慧(讲师) 完成时间2012 年 5 月13日

目录 摘要................................................................................................... I ABSTRACT ........................................................................................... II 1 前言 . (1) 1.1 背景介绍 (1) 1.2 研究设计意义及目的 (1) 1.3 发展情况 (2) 1.4 本设计主要内容 (3) 2 设计任务及方案论证 (4) 2.1 设计任务 (4) 2.2 设计方案的论证 (4) 2.3系统框图设计 (6) 3 多路温度采集系统硬件电路设计 (7) 3.1系统模块及模块介绍 (7) 3.1.1 系统整体模块控制 (7) 3.1.2 模块介绍及原理 (7) 3.2 系统基本硬件组成设计 (14) 3.2.1微机芯片工作电路设计 (14) 3.2.2 温度采集电路设计 (15) 3.2.3LCD1602的显示设计 (17) 3.2.4 报警电路的设计 (18) 3.2.5 电源部分的设计 (19) 3.3 系统设计的电路结构图 (21) 4 系统的软件设计 (22) 4.1 主程序设计 (22) 4.2 子程序设计 (23) 5 系统调试与性能分析 (27) 5.1 系统调试 (27) 5.2 性能分析 (29) 结论 (31) 致谢 (32)

多路温度检测.显示与报警系统设计

课程设计报告 课题多路温度检测、显示与报警系统设计小组成员 指导老师

目录 一、前言2222222222222222222222222222222222222222222222221 二、方案论证222222222222222222222222222222222222222222221 2.1测温元件的选择2222222222222222222222222222222222221 2.1.1热电偶和热电阻的选择222222222222222222222222221 2.1.2热电偶的分类22222222222222222222222222222222222 2.2采集模块的选择2222222222222222222222222222222222223 2.2.1多功能采集卡22222222222222222222222222222222223 2.2.2 USB采集卡2222222222222222222222222222222222224 2.2.3采集模块ADAM-4000系列2222222222222222222222224 2.2.4采集模块ADAM-5000系列2222222222222222222222225 三、硬件电路设计22222222222222222222222222222222222222222226 3.1系统结构方框图2222222222222222222222222222222222227 3.2采集模块与主机电路222222222222222222222222222222227 3.3采集模块与设备电路222222222222222222222222222222228 四、软件设计222222222222222222222222222222222222222222222229 4.1组态界面的设计2222222222222222222222222222222222229 4.2报警系统的设计2222222222222222222222222222222222229 4.3实时温度数据曲线的设计22222222222222222222222222211

简易数字温度采集系统设计

电子技术课程设计 题目: 简易数字温度采集系统设计 学生姓名 专业 班级 指导教师 成绩 工程技术学院 2015 年12 月

*1、前言 最近的几十年来,随着半导体技术、集成电路(IC)和微处理器技术的发展,电子技术得到了的迅猛发展,数字电路应用广泛,电子技术深入各个领域。通过这一电子技术课程设计来让我们熟悉理论知识与实践相结合的综合训练,从而达到对我们运用能力进行检查和综合素质的培养。 *1.1课程设计要求与目的 1.1.1基本设计要求与原则 本次课程设计的所选题目是简易温度数字采集系统设计。该系统的电路简单,所用的元件较少,成本低,且测量精度和可靠性较高。此温度采集系统可以测量得温度范围—55~+125℃并通过一个四位一体的7段数码管显示出来。 整个课程设计以先设计,再仿真,最后进行实物焊接与调试的步骤进行。 基本要求: 1、能够根据设计任务和指标要求,综合运用电子技术课程中所学到的理论知识与实践技能独立完成一个设计课题。 2、根据课题需要选择参考书籍,查阅手册、图表等有关文献资料。要求通过独立思考、深入钻研课程设计中所遇到的问题,培养自己分析、解决问题的能力。 3、进一步熟悉常用电子器件的类型和特性,掌握合理选用的原则。 4、学会电子电路的安装与调试技能,掌握常用仪器设备的正确使用方法。利用“观察、判断、实验、再判断”的基本方法,解决实验中出现的问题。 基本原则: 1,小组团队设计不能从网上下载,自己动手编排电路,流程图,编写程序。 2,电路图必须采用PROTEL软件绘制,用multisim或者proteus软件仿真,并提交程序及结果、课程论文电子版。 1.1.2设计的基本目的

多路温度采集器设计

J I A N G S U U N I V E R S I T Y 《嵌入式项目应用实践》 恭喜你 学院名称:计算机科学与通信工程学院 班级:计院的孩子 小组成员:雷锋 教师姓名:你猜猜 2016年 5 月 10日

一.实验题目 多路温度采集系统的设计。 二.实验要求 a)使用PROTEUS 8和ARDUINO IDE 进行硬件电路设计和MCU程序设 计 b)使用ALTIUM DXP 进行PCB版图设计 c)三个人一组,完成项目。每组交一份报告,一份PPT并答辩。 1.使用PROTEUS 8和ARDUINO IDE 进行硬件电路设计和MCU程序设计: 将三种温度采集的温度值显示在屏幕上,同时利用串口输出温度值。 d)分别使用LM35、DS18B20、MAX6657器件进行温度采集,使用ARDUINO 设计MCU程序。 e)时用拨动开关进行温度来源选择,开关导通时,对应LED点亮,采到的 温度要输出到液晶屏和串口。即最多可以同时显示3个器件采集的温度,最少1个。当一个都没选时,用蜂鸣器提示。 f)设计时可能数字引脚不够,此时,A0可以做为14脚处理,A1做为15 脚,以此类推。 2.使用ALTIUM DXP进行PCB版图设计 a)在DXP中绘制原理图。 b)注意:DXP中没有MAX6675芯片,需自己创建原理图元件和PCB封装。 c)液晶屏用合适的接线座替代或自行设计。 d)增加电源变压器插座(假设输入为8V)和LM7805稳压芯片将电压稳定在 5V,并做为系统供电。 e)进行PCB版图设计,即进行PCB层数设置、元件布局和布线。设计时要 考虑线宽、布线规定、防噪声设计等。 f)注意:元件位置要合理,便于用户使用。

基于单片机的多路温度采集系统毕业设计(论文)外文翻译

华南理工大学学院 本科毕业设计(论文)外文翻译 外文原文名Structure and function of the MCS-51 series 中文译名MCS-51系列的功能和结构 学院电子信息工程学院 专业班级自动化一班 学生黎杰明 学生学号 3 指导教师吴实 填写日期2016年3月10日 页脚.

外文原文版出处:《association for computing machinery journal》1990, V ol.33 (12), pp.16-ff 译文成绩:指导教师(导师组长)签名: 译文: MCS-51系列的功能和结构 MSC-51系列单片机具有一个单芯片电脑的结构和功能,它是英特尔公司的系列产品的名称。这家公司在1976年推出后,引进8位单芯片的MCS-48系列计算机后于1980年推出的8位的MCS-51系列单芯片计算机。诸如此类的单芯片电脑有很多种,如8051,8031,8751,80C51BH,80C31BH等,其基本组成、基本性能和指令系统都是相同的。8051是51系列单芯片电脑的代表。 一个单芯片的计算机是由以下几个部分组成:(1)一个8位的微处理器(CPU)。(2)片数据存储器RAM(128B/256B),它只读/写数据,如结果不在操作过程中,最终结果要显示数据(3)程序存储器ROM/EPROM(4KB/8KB).是用来保存程序一些初步的数据和切片的形式。但一些单芯片电脑没有考虑ROM/EPROM,如8031,8032,80C51等等。(4)4个8路运行的I/O接口,P0,P1,P2,P3,每个接口可以用作入口,也可以用作出口。(5)两个定时/计数器,每个定时方式也可以根据计算结果或定时控制实现计算机。(6)5个中断(7)一个全双工串行的I/UART(通用异步接收器I口/发送器(UART)),它是实现单芯片电脑或单芯片计算机和计算机的串行通信使用。(8)振荡器和时钟产生电路,需要考虑石英晶体微调能力。允许振荡频率为12MHz,每个上述的部分都是通过部数据总线连接。其中CPU是一个芯片计算机的核心,它是计算机的指挥中心,是由算术单元和控制器等部分组成。算术单元可以进行8位算术运算和逻辑运算,ALU单元是其中一种运算器,18个存储设备,暂存设备的积累设备进行协调,程序状态寄存器PSW积累了2个输入端的计数等检查暂时作为一个操作往往由人来操作,谁储存1输入的是它使操作去上暂时计数,另有一个操作的结果,回环协调。此外,协调往往是作为对8051的数据传输转运站考虑。作为一般的微处理器,解码的顺序。振荡器和定时电路等的程序计数器是一个由8个计数器为2,总计16位。这是一个字节的地址,其实程序计数器,是将在个人电脑进行。从而改变它的容可以改变它的程序进行。在8051的单芯片电脑的电路,

基于单片机的多路温湿度检测系统设计

基于单片机的多路温湿度检测系统设计 潘磊 (天津冶金职业技术学院电气工程系,天津300400) 摘要:介绍了以C8051F120单片机和PC 机为核心的温湿度检测系统,论述了系统的组成,各模块硬件电路设计以及系统上位机、下位机的软件设计。系统下位机实时收集多路SHT71传感器采集的数据并显示上传,上位机利用VB 中MSComm 控件完成数据接收和处理,实现了对环境温湿度的现场显示和远距离控制。 关键词:温湿度检测;C8051F120;SHT71;VB 中图分类号:TP274文献标识码:A 文章编号:1673-1131(2013)01-0065-02 随着社会生产的不断发展进步,许多工农业生产过程以 及民用场合都需要对环境的温度和湿度进行检测并控制,比 如:粮仓、温室蔬菜大棚、通信基站、电力变电房、药厂、图书馆、 博物馆等。为此本文设计了一个系统实现对环境温度湿度的 检测控制。 1系统结构 本系统主要由电源模块、单片机系统、键盘及LCD 显示 模块、温度湿度传感器采集模块、时钟芯片模块、语音报警模 块、通信模块以及上位机系统组成。系统能够实时采集四处 检测环境的温度和湿度,并把采集数据显示在LCD 屏上,通 过键盘预先设置温湿度上下限数值,当所检测的温度或湿度 超过所设定的数值语音报警模块报警。同时,下位机上传温 度湿度数据,上位机对数据进行存储、显示以及数据分析。系 统框图如图1 所示。 图1系统框图 2系统硬件设计 2.1单片机系统 本系统选用Cygnal 公司的C8051F120单片机作为核心 处理器,此款单片机有64位I/O 口,满足本系统外设较多的需 求,减少系统I/O 扩展,也为增加检测通路和系统扩展预留接 口。单片机峰值处理速度达到100Mips ,大大提高了系统的实 时性,内部带有128KB FLASHROM 能够满足多路实时数据 的大容量存储,集成2个UART ,1个I 2C ,1个SPI 接口便于与 外围设备及上位机传输数据。 2.2温度湿度传感器采集模块 传统模拟式温湿传感器的测量精度和分辨率很低,只有 1%左右,同时要获得高精度还需要更高精度的基准电压。另 外,所测得的模拟量还要进过A/D 转换才能送入微处理器 进行处理。为避免上述问题本系统采用全校准数字输出相 对湿度和温度传感器SHT71,与单片机接口电路图如图2所 示。图2 温度湿度传感器采集模块图3LCD 显示模块为了实现多点同时测量减少采集等待时间,同时尽量少的占用I/O 口资源,本系统将SHT71的时钟线SCK 都连接到P1.0口,数据线DATA 分别连接到P1口其他4个I/O 口上,并在数据线DATA 端加入上拉电阻。通过软件程序写入命令 即可完成温湿度数据采集,但传感器输出的测量量并不是实 际值,还需进行数据转换。2013年第1期 (总第123期)2013(Sum.No123) 信息通信INFORMATION &COMMUNICATIONS

关于基于MAX6675多路温度采集系统的设计与实现

关于基于MAX6675多路温度采集系统的设计与实现 K型热电偶是当前工业生产、科学实验较为常用的一种温度传感器,它可以直接测量各种生产中0~1 300℃范围内的液体蒸汽,气体介质和固体表面温度。由于它的测量范围及其较高的性价比,使得K型热电偶应用广泛。然而K型热电偶存在非线性、冷补偿等问题,特别是在处理补偿问题时,需要付出较高的代价且难以有较好的成效。所以本文介绍的MAX6675温度采集芯片,弥补了K型热电偶上述缺陷。将MAX6675和K 型热电偶结合并用于工业生产和实验,能为工程带来诸多便利且减少繁琐的附加电路。本文给出了基于CPLD的多路温度采集系统电路、内部逻辑设计模块、误差分析和实验统计报告,以及MAX6675多路温度采集系统的应用过程和性能报告。 1 MAX6675介绍MAX6675是美国Maxim公司生产的带有冷端补偿、线性校正、热电偶断线检测的串行K型热电偶模数转换器,它的温度分辨能力为0.25 ℃;冷端补偿范围为-20~+80℃;工作电压为3.0~5.5 V。 根据热电偶测温原理,热电偶的输出热电势不仅与测量端的温度有关,而且与冷端的温度有关。在以往的应用中,有多种冷端补偿方法,如冷端冰点法或电桥补偿法等,但调试较复杂。另外,由于热电偶的非线性,以往是采用微处理器表格法或线性电路等方法,来减小热电偶本身非线性带来的测量误差,但这些增加了程序编制及调试电路的难度。而MAX6675对其内部元器件的参数进行了激光修正,从而对热电偶的非线性进行了内部修正。同时,MAX6675内部集成的冷端补偿电路、非线性校正电路、断线检测电路都给K 型热电偶的使用带来了便利。MAX6675的特点有:(1)内部集成有冷端补偿电路;(2)带有简单的3位串行接口;(3)可将温度信号转换成12位数字量,温度分辨率达0.25℃;(4)内含热电偶断线检测电路。其内部原理图如图1所示。 2 系统构架系统框架如图2所示,该系统以CPLD为核心,由多路K型热电偶和MAX6675将外界温度模拟信号采集并转换成数字信号,并将数据传入CPLD进行相应的处理,然后通过通信模块将数据传送给计算机,最后用计算机做数据统计及处理。系统中的通信模块

基于-单片机多路实用温度监测系统设计实现

基于单片机的多路实用温度监测系统的设计与实现[摘要] 目的研究一种基于AT89S52单片机的多路温度监测系统,用于监测环境温度。方法多路温度监测系统由主控制器、温度采集电路、温度显示电路、报警控制电路及键盘输入控制电路组成。系统利用单片机AT89S52做控制及数据处理器、智能温度传感器DS18B20做温度检测器、LED数码显示管做温度显示输出设备。结果系统经过测试,测温围大(-50~+110℃),测量精度高(误差在1℃以)。结论硬件电路比较简单,成本较低,读数显示直观,使用方便。 [关键词] 温度监测系统;温度传感器;单片机 0 前言 温度是一种最基本的环境参数,与人们的生活息息相关,在工农业生产和日常生活及医疗环境中,对温度的测量及控制占据着极其重要地位。因此,研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。 温度测量的关键装置是温度传感器,温度传感器的发展经历了3 个发展阶段:传统的分立式温度传感器;模拟集成温度传感器;智能集成温度传感器。目前,国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式,从集成化向智能化、网络化的方向飞速发展。为此,本研究设计并开发了基于AT89S52 单片机的多路温度监控系统。 1 多路温度监控系统硬件电路设计与实现 按照系统设计功能的要求,系统由5 个模块组成:主控制器、温度采集电路、温度显示电路、报警控制电路及键盘输入控制电路。数字式多路温度采集系统总体电路结构框图,见图1。

图1 多路温度监控系统结构框图 由图可知,智能温度传感器(DS18B20)[1-2] 采集环境温度并进行简单的模数转换;单片机(AT89S52)[3-5]执行程序对温度传感器传输的数据作进一步的分析处理,转换成与环境对应的温度值,通过I/O 口输出到数码显示管(LED)显示;由按键输入控制选择某采集电路检测温度及显示;报警电路对设定的最高和最低报警温度进行监控报警。 1.1 温度采集电路 一般的温度采样处理电路由温度传感器、放大电路、A/D 转换电路等组成。采用分块结构的温度采样处理电路,其硬件电路结构复杂,也不便于数据的处理。采用智能温度传感器采样处理电路,能够方便地进行温度的采集及简单的数据处理。并且可以达到设计的技术指标要求。本系统选择智能温度传感器DS18B20 作为温度采集电路的核心器件,由DS18B20 及辅助电路构成温度采集电路,见图2。

温湿度采集系统设计

目录 第1章设计意义及要求 (1) 1.1 设计意义 (1) 1.2 设计要求 (1) 第2章硬件设计 (2) 2.1 AT89S52芯片介绍 (2) 2.2 液晶显示器LCD1602 (3) 2.2.1 液晶显示原理 (3) 2.2.2 液晶显示器分类 (3) 2.2.3 显示原理 (3) 2.2.4 LCD1602的基本参数及引脚功能 (4) 2.3 温湿度模块DHT11介绍 (6) 2.3.1 DHT11概述 (6) 2.3.2 DHT11传感特性说明 (7) 2.3.3 DHT11封装信息 (8) 2.3.4 串行接口(单线双向) (8) 第3章设计实现 (11) 3.1 设计框图及流程 (11) 3.2 设计结果及分析 (11) 第4章设计总结 (13) 参考文献 (14) 附录 (15)

第1章设计意义及要求 1.1 设计意义 最近几年来,随着科技的飞速发展,单片机领域正在不断的走向社会各个角落,还带动传统控制检测日新月异更新。在实时运作和自动控制的单片机应用到系统中,单片机如今是作为一个核心部件来使用,仅掌握单片机方面知识是不够的,还应根据其具体硬件结构,以及针对具体应用对象特点的软件结合,加以完善。 现代社会越来越多的场所会涉及到温度与湿度并将其显示。由于温度与湿度不管是从物理量本身还是在实际人们的生活中都有着密切的关系,例如:冬天温度为18至25℃,湿度为30%至80%;夏天温度为23至28℃,湿度为30%至60%。在此范围内感到舒适的人占95%以上。在装有空调的室内,室温为19至24℃,湿度为40%至50%时,人会感到最舒适。如果考虑到温、湿度对人思维活动的影响,最适宜的室温度应是工作效率高。18℃,湿度应是40%至60%,此时,人的精神状态好,思维最敏捷。所以,本课程设计就是通过单片机驱动LCD1602,液晶显示温湿度,通过此设计,可以发现本设计有一定的扩展性,而且可以作为其他有关设计的基础。如何高效、稳定地对数据(包括温度、湿度光线、压力等项目)进行实时采集对于现代的企业、工厂、研究所等对数据精度要求较高的单位具有非常重要的意义。 1.2 设计要求 本系统设计采用温度和湿度作为采集对象,是以单片机为核心的温度、湿度采集、数字显示系统,用液晶显示出当前温度、湿度的信息。以此了解AT89S52芯片为核心外接温度传感器和湿度传感器模块在液晶显示屏上显示当前的温度和湿度的过程。

基于51单片机的多路温度采集控制系统设计

基于51单片机的多路温度采集控制系统设计 前言: 随着现代信息技术的飞速发展,温度测量控制系统在工业、农业及人们的日常生活中扮演着一个越来越重要的角色,它对人们的生活具有很大的影响,所以温度采集控制系统的设计与研究有十分重要的意义。 本次设计的目的在于学习基于51单片机的多路温度采集控制系统设计的基本流程。本设计采用单片机作为数据处理与控制单元,为了进行数据处理,单片机控制数字温度传感器,把温度信号通过单总线从数字温度传感器传递到单片机上。单片机数据处理之后,发出控制信息改变报警和控制执行模块的状态,同时将当前温度信息发送到LED进行显示。本系统可以实现多路温度信号采集与显示,可以使用按键来设置温度限定值,通过进行温度数据的运算处理,发出控制信号达到控制蜂鸣器和继电器的目的。 我所采用的控制芯片为AT89c51,此芯片功能较为强大,能够满足设计要求。通过对电路的设计,对芯片的外围扩展,来达到对某一车间温度的控制和调节功能。 关键词:温度多路温度采集驱动电路 正文: 1、温度控制器电路设计 本电路由89C51单片机温度传感器、模数转换器ADC0809、窜入并出移位寄存器74LS164、数码管、和LED显示电路等组成。由热敏电阻温度传感器测量环境温度,将其

电压值送入ADC0809的IN0通道进行模数转换,转换所得的数字量由数据端D7-D0输出到89C51的P0口,经软件处理后将测量的温度值经单片机的RXD端窜行输出到74LS164,经74LS164 窜并转换后,输出到数码管的7个显示段,用数字形式显示出当前的温度值。89C51的P2.0、P2.1、P2.2分别接入ADC0809通道地址选择端A、B、C,因此ADC0809的IN0通道的地址为F0FFH。输出驱动控制信号由p1.0输出,4个LED为状态指示,其中,LED1为输出驱动指示,LED2为温度正常指示,LED3为高于上限温度指示,LED4为低于下限温度指示。当温度高于上限温度值时,有p1.0输出驱动信号,驱动外设电路工作,同时LED1亮、LED2灭、LED3亮、LED4灭。外设电路工作后,温度下降,当温度降到正常温度后,LED1亮、LED2亮、LED3灭、LED4灭。温度继续下降,当温度降到下限温度值时,p1.0信号停止输出,外设电路停止工作,同时LED1灭、LED2灭、LED3灭、LED4亮。当外设电路停止工作后,温度开始上升,接着进行下一工作周期。 2、温度控制器程序设计 本软件系统有1个主程序,6个子程序组成。6个子程序为定时/计数器0中断服务程序、温度采集及模数转换子程序ADCON、温度计算子程序CALCU、驱动控制子程序DRVCON、十进制转换子程序METRICCON及数码管显示子程序DISP。 (1)主程序 主程序进行系统初始化操作,主要是进行定时/计数器的初始化。 (2)定时/计数器0中断服务程序 应用定时计数器0中断的目的是进行定时采样,消除数码管温度显示的闪烁现象,用户可以根据实际环境温度变化率进行采样时间调整。每当定时时间到,调用温度采集机模数转换子程序ADCON,得到一个温度样本,并将其转换为数字量,传送给89C51单片机,

《多路温度检测系统》

《多路温度检测系统》 设计报告 一:统整体设计 多路温度检测系统以8051单片机系统为核心,能对多点的温度进行实时控制巡检。各检测单元(从机)能独立完成各自功能,根据主控机的指令对温度进行实时或定时采集,测量结果不仅能在本地储存、显示,而且可以利用单片机串行口,通过RS-485总线及通信协议将将采集的数据传送到主控机,进行进一步的分析、存档、处理和研究。主控机负责控制指令发送,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、显示和打印。主控机与各从机之间能够相互联系、相互协调,从而达到了系统整体统一、和谐的控制效果。系统框图如下: 温度测点1温度测点2温度测点3温度测点4丛机1 丛机2 丛机3 丛机4 4 8 5 通 讯 电 缆主 控 机 键盘 显示器 打印机图1 系统框图 声光报警 本系统的特点是: ?具有实时检测功能,能够同时检测4路温度,检测温度范围0℃~400℃; ?使用12位AD转换,采用过采样和工频周期求均值技术,分辨率达到16位,检测温度变化最小值达到0.007℃; ?使用RS-485串行总线进行传输,MAX485驱动芯片进行电平转换,传送距离大于1200m,抗干扰能力强; ?可由主控机统一设置系统时间和温度修正值; ?可由主控机分别设置各从机的温度报警上下限,主机、从机均具有声光报警功能; ?具有定时、整点收集各从机数据功能,使用I2C串行E2PROM,可保存各从机以往24小时的数据,具有数据更新 与掉电保护功能; ?具有数据分析功能,能显示各从机以往24小时的温度变化曲线与平均值; ?从机可显示当前温度、时间、报警阈值等信息; ?从机之间可通过主机中转进行通信,根据用户需要观察其他从机实时温度值; ?主从机均采用中文点阵式液晶显示器,人机界面友好; ?具有打印功能; ?自制了主控机和从机所使用的直流稳压电源。

多路温度采集与控制1(C51、ADC0808)

单片机原理与应用课程设计 设计题目:温度测控系统设计 设计时间:2011-2012第一学期 专业班级:电自化2008级3班 姓名学号:王勇20082390 指导老师:赵丽清 2011 年12 月25 日

目录 目录 0 第一章设计要求及目的 (2) 第二章系统总体方案选择与说明 (3) 第三章系统方框图与工作原理 (4) 第四章器件说明 (6) 4.1 单片机89C51说明 (6) 4.2 ADC0809说明 (6) 4.3 ADC0809 应用说明 (7) 4.4 LED显示器 (8) 4.5 8255可编程器件扩展并行接口 (9) 第五章软件设计与说明.................. 错误!未定义书签。 5.1 程序设计 (17) 总结.................................. 错误!未定义书签。参考文献 (25)

第一章设计要求及目的 数据采集系统用于将模拟信号转换为计算机可以识别的数字信号.该系统目的是便于对某些物理量进行监视.数据采集系统的好坏取决于他的精度和速度.设计时,应在保证精度的情况下尽可能的提高速度以满足实时采样、实时处理、实时控制的要求.在科学研究中应用该系统可以获得大量动态;是研究瞬间物理过程的重要手段;亦是获取科学奥秘的重要手段之一.这次设计用到的集成芯片主要有8051单片机、ADC0808等.ADC0800主要作用是对八路模拟信号进行选择采集,并将其转化为八位数字信号,再送至主控制器(8051单片机);软件部分即为控制单片机的工作进程,程序由汇编语言完成并在PROTEUCE开发软件中进行的调试与仿真. 设计要求: ●温度检测范围0 ℃ ~ 64℃; ●选择合适的方式对采集的值应进行数字滤波; ●数码管显示,同时显示通道号; ●具有超限报警功能; ●可通过键盘设置上、下限值。

最新刘世鹏--多路温度采集系统设计

刘世鹏--多路温度采集系统设计

课程设计报告 课程名称:多路温度采集系统设计 学生姓名:刘世鹏 学号: 201016020214 专业班级: T10102 指导教师:李文圣 完成时间: 2013年6月10日 报告成绩: 评阅意见: 评阅教师日期

多路温度采集系统设计 1 课程设计目的 温度是一种最基本的环境参数,人们的生活与环境温度息息相关,因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。温度测量装置的关键是温度传感器,温度传感器的发展经历了三个发展阶段:(1)传统的分立式温度传感器,(2)模拟集成温度传感器,(3)智能集成温度传感器。目前,国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式,从集成化向智能化、网络化的方向飞速发展。 本人选择数字式多路温度采集系统设计。 系统主要技术指标: (1)2路温度采集电路及以上; (2)采集测温范围为-50~+110 ℃; (3)温度精度,误差在0.1 ℃以内; (4)显示模块,采用LED数码管显示。

2设计步骤 按照系统设计功能的要求,系统由5个模块组成:主控制器、温度采集电路[1]、温度显示电路、报警控制电路及键盘输入控制电路。数字式多路温度采集系统总体电路结构框图如图1所示。 图1 数字式多路温度采集系统结构框图 采用智能温度传感器(DS18B20)采集环境温度并进行简单的模数转换;单片机(AT89C51)执行程序对温度传感器传输的数据进行进一步的分析处理,转换成环境对应的温度值,通过I/O口输出到数码显示管(LED)显示;由键盘输入控制选择某采集电路检测温度及显示;报警电路对设定的最高最低报警温度进行监控报警。 2.1温度采集电路设计 温度采样处理电路由温度传感器、放大电路、A/D转换电路等组成。采用分块结构的温度采样处理电路,其硬件电路结构复杂,也不便于数据的处理。采用智能温度传感器采样处理电路,能够方便的进行温度的采集及简单的数据处理。并且可以达到设计的技术指标要求。本系统选择智能温度传感器DS18B20作为温度采集电路的核心器件。由DS18B20及辅助电路构成温度采集电路。

多点温度监控系统的设计

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

多路温度检测系统的设计

多路温度检测系统的设计 【目录】 第一章前言 (1) 第二章整体方案设计 (2) 2.1电源电路设计 (2) 2.2整体框架图 (3) 2.3技术特点 (3) 第三章芯片介绍 (4) 3.18751芯片 (4) 3.1.1电源引脚 (4) 3.1.2外接晶振引脚 (4) 3.1.3输入输出引脚 (4) 3.1.4控制引脚 (5) 3.1.5存储器结构 (5) 3.28255可编程并行接口芯片 (5) 3.3ADC0804转换器 (7) 3.4AD590传感器 (8) 3.5LED七段数码管 (9) 3.6BCD 七段译码器7447 (11) 第四章LDE显示电路及流程图 (13) 4.1LED显示电路 (13) 4.2程序流程图 (14) 第五章硬件设计 (15) 5.1键盘控制输入显示电路 (15) 5.28751与8255的连接 (16) 5.3ADC0804外围电路 (16) 第六章结论 (17) 【谢辞】 (18) 【参考文献】 (19)

【摘要】 随着电子技术发展,特别是随着大规模的集成电路的产生,给人们的是生活带来了根本性质变化。微型计算机的出现使现代的科学研究得到质的飞跃,而单片机技术的出现则是给现代工业控制以及日常生活带来了极大的方便,正是应用电子技术的发展推动了工业生产及人们的日常生活水平。单片机多点温度控制利用具有极高的性价比,体积小,重量轻,抗干扰能力强对环境的要求不高, 但可靠性,运算精度高的8751系列单片机,同时利用AD590温度传感器采集温度,利用8255实现对本系统人工温度的设置,设置值在LED上显示。 关键词:8751单片机 AD590温度传感器 8255芯片 LED LM7805 【Abstract】 With the development of electronic technology, especially with the large-scale production of integrated circuits, to the lives of the people is the fundamental nature of change. The emergence of modern microcomputer qualitative leap in scientific research, but there is asingle-chip technology to the everyday life of modern industrial control, and has brought great convenience, it is the application of electronic technology to promote the development of industrial production and people's of daily living. The use of single-chipmulti-point temperature control has a very high cost, small size, light weight, anti-interference ability of the less demanding on the environment, but the reliability, operationand high precision 8751 series of microcontrollers, while using AD590 temperaturesensors collect temperature, the use of 8255 to achieve the set temperature of the systemmanually, set the value on the LED display. Keywords: 8751 single-chip AD590 temperature sensor chip LED LM7805 8255

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