电气工程及其自动化2012级单片机
课程设计报告
评语：
考勤（10）守纪
（10）
实习报告
（20）
实训过程
（20）
实训报告
（30分）
小组答辩
（10）
总成绩
（100）
专业：电气工程及其自动化
班级：电气1201
姓名：武金甲
学号：201209621
指导教师：张鑫
兰州交通大学自动化与电气工程学院
2014 年12月31日
1 设计题目
基于单片机的电厂锅炉过热蒸汽温度监测系统设计。
2.1 设计目的
本文是针对电厂锅炉过热蒸汽温度监测系统进行的分析和设计，而对锅炉过热蒸汽的良好监测是保证系统输出蒸汽温度稳定的前提，并且随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现，温度自动检测和显示系统在很多领域得到广泛应用，人们在温度检测的准确度、便捷、快速等方面有着越来越高的要求。而传统的温度传感器已经不能满足人们的需求，其渐渐被新型的温度传感器所代替。
本文设计并制作了一个电厂锅炉过热蒸汽温度监测系统，本设计采用了单片机AT89C51和温度传感器DS18B20组成了电厂锅炉过热蒸温度自动监测系统。在此设计中利用了AT89C51单片机作为主控制器件，DS18B20作为测温传感器通过LED数码管串口传送数据，实现温度显示。通过DS18B20直接读取被测温度值，进行数据转换，能够设置温度上限来设置报警温度。并且在到达报警温度后，系统会自动报警。
本文的设计是从主函数，延迟函数，测温函数等几个方面来分析说明的。该器件可直接向单片机传输数字信号，便于单片机处理及控制。另外，该温度计还能直接采用测温器件测量温度。从而简化数据传输与处理过程。此设计的优点主要体现在可操作性强，结构基础简单，拥有很大的扩展空间等。
2.2 设计要求
(1) 可利用温度传感器（DS18B20）测量过热蒸汽温度。
(2) 测量范围为+100℃～＋125℃，误差为1℃。
(3) 用LED进行实际温度值显示。
(4) 能够根据需要方便设定上限报警温度。
(5) 当达到报警温度后，能够自动发出报警。
2.3 设计方法
主控制器件采用AT89C51进行控制，选用DS18B20温度传感器进行温度的采集，并且采用2个4位的LED数码管进行温度的显示，在超出预先设置的上限温度时，会自动发出报警。
3 设计方案及原理
根据系统的设计要求，当温度传感器DS18B20把所测得的温度发送到AT89C51单片机上，经AT89C51处理，将把温度在显示电路上显示，除了显示温度以外还可以设置一个报警温度，对所测温度进行监控，对温度进行上限设置。
当温度高于设定温度时，自动开始报警。
利用AT89C51芯片控制温度传感器DS18B20进行实时温度检测并显示，能够实现快速测量环境温度，并可以根据需要设定上限报警温度。
系统框图如图1所示 AT89C51
DS18B20温度显示
报警电路
图1 电厂锅炉过热蒸汽温度监测系统框图
4 硬件设计
4.1.1 单片机的选择
设计中我们选用的是AT89C51单片机。AT89C51是一种带4K 字节FLASH 存储器（FPEROM —Flash Programmable and Erasable Read Only Memory ）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能
8位CPU 和闪速存储器组合在单个芯片中，ATMEL 的AT89C51是一种高效微控制器，引脚图如图2所示：
图2 89C51引脚图
4.1.2 AT89C51基本性质
1) 与MCS-51 兼容
2) 4K字节可编程FLASH存储器
3) 寿命：1000写/擦循环
4) 数据保留时间：10年
5) 全静态工作：0Hz-24MHz
6) 三级程序存储器锁定
7) 128×8位内部RAM
8) 32可编程I/O线
9) 两个16位定时器/计数器
10) 5个中断源
11) 可编程串行通道
12) 低功耗的闲置和掉电模式
13) 片内振荡器和时钟电路
4.2 温度传感器的选择
设计中我们选用的是DS18B20数字温度传感器，DS18B20是美国DALLAS 公司继DS1820之后推出的增强型单总线数字式温度传感器，它在转换速度、转换时间、传输距离、分辨率等方面较之前产品有了很大的改进，给用户带来了更方便、更令人满意的效果。DALLAS 最新单线数字温度传感器DS18B20是一种新型的“一线器件”，其体积更小、更适用于多种场合、且适用电压更宽、更经济。DALLAS 半导体公司的数字化温度传感器DS18B20是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。温度测量范围为-55～+125 摄氏度，可编程为9位～12 位转换精度，测温分辨率可达0.0625摄氏度，分辨率设定参数以及用户设定的报警温度存储在EEPROM 中，掉电后依然保存。被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出；其工作电源既可以在远端引入，也可以采用寄生电源方式产生；多个DS18B20可以并联到 3 根或 2 根线上，CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20 通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计，十分方便。
DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。DQ 为数据输入/输出引脚。开漏单总线接口引脚。当被用着在寄生电源下，也可以向器件提供电源； GND为地信号；VDD为可选择的VDD引脚。当工作于寄生电源时，此引脚必须接地。
在硬件上，DS18B20与单片机的连接有两种方法，一种是VCC接外部电源，GND 接地，I/O与单片机的I/O线相连；另一种是用寄生电源供电，此时UDD、GND 接地，I/O接单片机I/O。无论是内部寄生电源还是外部供电，I/O口线要接5KΩ
左右的上拉电阻，其原理图如图3所示。
图3 DS18B20温度传感器原理图
DS18B20 的性能特点如下：独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。 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。
4.2.2 DS18B20基本特点
1) 适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电。
2) 温范围－55℃～＋125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃。（3）零待机功耗。
3) 可编程的分辨率为9～12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可实现高精度测温。
4) 在9位分辨率时最多在93.75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字，速度更快。
5) 用户可定义报警设置。
6) 报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度的器件。
7) 结果直接输出数字温度信号，以"一线总线"串行传送给CPU，同时可传送CRC 校验码，具有极强的抗干扰纠错能力。
4.2.3 DS18B20的测温原理
DS18B20的测温原理如图4所示，图中低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器1，高温度系数晶振随温度变化其震荡频率明显改变，所产生的信号作为减法计数器2的脉冲输入，图中还隐含着计数门，当计数门打开时，DS18B20就对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲后进行计数，进而完成温度测量.计数门的开启时间由高温度系数振荡器来决定，每次测量前，首先将-55 ℃所对应的基数分别置入减法计数器1和温度寄存器中，减法计数器1和温度寄存器被预置在-55 ℃所对应的一个基数值。
首先用DS1820提供的读暂存寄存器指令(BEH)读出以0.5℃为分辨率的温度测量结果，然后切去测量结果中的最低有效位(LSB)，得到所测实际温度整数部分T整数，然后再用BEH指令读取计数器1的计数剩余值M剩余和每度计数值M每度，
考虑到DS1820测量温度的整数部分以0.25℃、0.75℃为进位界限的关系，实际温度T 实际可用下式计算得到：T 实际=(T 整数－0.25℃)+(M 每度－M 剩余)/M 每度。 预置
低温度系
数晶振高温度系
数晶振斜率累加
器
计数器1=0计数器2
=0
比较预置
温度寄
存器
图4 DS18B20的测温原理框图
4.3 显示器的选择
设计中要求显示测试温度，工作电压不能太高，与单片机的连接方式需要简单，显示准确。本设计中采用的是共阴极的2个4位LED 数码管，共阴极则是把所有LED 的阴极连接到共同接点，而每个LED 的阳极分别为a 、b 、c 、d 、e 、f 、g 及dp （小数点），原理图如图5所示。
图5 4位LED 数码管原理图
其中S1,S2,S3,S4是用来选择每一个位的数码管工作的，a，b，c，d，e，f，g和dp这些是控制每一位数码管的段店亮，共阴极的是位选线为低电平，段选线为高电平。
5 软件设计
5.1 主函数流程图
主函数流程图如图6所示，主程序的主要功能是负责温度的实时显示、读出并处理DS18B20的测量的当前温度值，并且判断当前的温度是否超出设置的温度上限，如果超出，则会进行报警处理。
开始
系统初始化
清理模块
温度采集
数字滤波
温度显示
超出上限？调用控制子程
序
调用输出子程
序
报警处理N
Y
图6 主函数流程图
5.2 DS18B20读温度子程序流程图
读温度子程序流程图如图7所示，CPU对DS18B20的访问流程是：先对DS18B20初始化，再进行ROM操作命令，最后才能对存储器操作，数据操作。DS18B20每一步操作都要遵循严格的工作时序和通信协议。如主机控制DS18B20完成温度转换这一过程，根据DS18B20的通讯协议，须经三个步骤：每一次读写之前都要对DS18B20进行复位，复位成功后发送一条ROM指令，最后发送RAM 指令，这样才能对DS18B20进行预定的操作。
初始化DS18B20程序时，先将DQ复位，再稍做延时，利用单片机将DQ拉低，进行一段精确延时大于480us小于960us，再拉高总线，延时15~60us后接收60-240us的存在脉冲，判断如果x=0则初始化成功, x=1则初始化失败，稍作延时返回。
开始
初始化DS18B20
写DS18B20读取
温度指令
N
温度转移成功？
Y
移入温度寄存
器
单片机读取温
度数据
结束
图7 读温度子程序流程图
6 系统仿真
6.1 使用软件
仿真中使用的是Proteus仿真软件，Proteus是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真及印制电路板设计软件，它可以仿真、分析各种模拟电路与集成电路，软件提供了大量模拟与数字元器件及外部设备，各种虚拟仪器，特别是它具有对单片机及其外围电路组成的综合系统的交互仿真功能。
Proteus主要由ISIS和ARES两部分组成，ISIS的主要功能是原理图设计及与电路原理图的交互仿真，ARES主要用于印制电路板的设计。
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
仓库温湿度监测系统毕业 设计 Last revision on 21 December 2020
仓库温湿度监测系统 摘要 在电子科技的快速发展的同时，诞生于集成电路技术的单片机系统应用越来越 广泛。单片机的发展，促进了工业测控领域的发展，其中对于仓库温湿度的监测要 求不断增高。那么，由原始的人工监测仓库温湿度方法已经慢慢发展到利用单片机 实现自动监测。 本文主要介绍基于单片机的仓库温湿度监测的相关系统的硬件和软件设计内 容。系统设计结构简单、实用，相比传统监测方法，在监测精度这一方面大幅度被 提升，节省了人力物力与时间。 关键词：STC89C51单片机；温湿度；DS18B20；HS1101 Warehouse temperature and humidity monitoring system ABSTRACT With the development of electronic technology, with the development of very large scale integrated circuit technology and the birth of the single chip microcomputer application system is more and more development, promote the development in the field of industrial measurement and control, including for increasing monitoring requirement of temperature and humidity in the , from the original manual monitoring warehouse temperature and humidity using single chip computer to realize automatic monitoring has become paper mainly introduces the related warehouse temperature and humidity monitoring system based on single chip microcomputer hardware and software design of the structure is simple and practical, and improves the measuring precision and efficiency. KEYWORD: STC89C51;Temperature and humidity；DS18B20；HS1101 目录 前言 (1) 第一章绪论 (2) 课题的提出及意义 (2) 国内外现状及发展趋势 (2) 第二章温湿度监测系统的方案确定 (4)
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;
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℃
郑州工业应用技术学院课程设计说明书 题目： 姓名： 院（系）： 专业班级： 学号： 指导教师： 成绩：
时间：年月日至年月日
郑州工业应用技术学院 课程设计任务书 题目: 电子秒表设计 专业、班级学号姓名 主要内容、基本要求、主要参考资料等： 主要内容： 利用单片机设计一个电子秒表，完成四位显示××.××秒，并具备开始计时、暂停、清零等功能。 基本要求： 1.利用单片机设计一个电子秒表，完成四位显示××.××秒，并设定按钮完成开始计时、暂停、清零等功能。 2.利用proteus软件完成设计电路和仿真； 3.掌握定时器的使用和数码管显示的方法； 4.通过此次设计将单片机软硬件结合起来对程序进行编辑、校验，锻炼实践能力和理论联系实际的能力。 主要参考资料： [1]李全利，单片机原理及接口技术[M]，高等教育出版社 [2]王文杰，单片机应用技术[M]，冶金工业出版社
[3]朱清慧，PROTEUS教程——电子线路设计、制版与仿真[M]，清华大学出版社 [4]单片机实验指导书，天煌教仪 [5]彭伟，单片机C语言程序设计实训100例[M]，电子工业出版社 完成期限： 指导教师签名： 课程负责人签名： 年月日 目录 1.引言 (1) 2.方案设计与论证 (3) 2.1 直流调速系统 (3) 2.1 检测系统 (4) 2.3显示电路 (9) 2.4系统原理图 (9) 3.硬件设计 (10) 3.1 80C51单片机硬件结构 (10) 3.2 最小应用系统设计 (11)
3.3前向通道设计 (12) 3.4后向通道设计 (15) 3.5显示电路设计 (17) 4.软件设计 (20) 4.1主程序设计 (20) 4.2显示子程序设计 (24) 4.3避障子程序设计 (25) 4.4软件抗干扰技术 (26) 4.5“看门狗”技术 (28) 4.6可编程逻辑器件 (29) 5.测试数据、测试结果分析 (30) 6.结论 (31) 致谢 (31) 参考文献 (32) 附录A 程序清单 (33) 附录B 硬件原理图 (41)
安阳师范学院 课程设计报告 名称：模拟电子技术课程设计 题目：温度测量控制系统的设计和制作学号：101102041 学生姓名：刘亚敏 指导老师：李建法 日期：2011/12/14
目录 一、模拟电子技术课程设计的目的和要求...................... - 1 - 二、课程设计名称及设计要求................................ - 1 - 三、总体设计思想.......................................... - 1 - 四、系统框图及简要说明.................................... - 1 - 五、单元电路设计（原理、芯片、参数计算等）................ - 2 - 六、总体电路：............................................ - 6 - 七、仿真结果：............................................ - 6 - 八、实际测量数据分析...................................... - 7 - 九、设计感想.............................................. - 7 - 附录1：元器件清单......................................... - 8 - 附录2：参考文献........................................... - 8 -
仓库温湿度自动检测 摘要：仓库环境下的温度、湿度进行实时检测、显示、操纵，使仓储物资在适合的环境下安全储存。专门是工作稳固可靠，测试数据准确，操纵稳固。该系统可应用于各种粮食、食品等仓库。 关键词：温度自动检测
1 引言 在仓库的物资的治理中，需要对温度、湿度等环境参数进行监控，以保证仓库的安全。随着库区的面积逐步扩大，需要传输能力强和通信距离远的监控系统来有效地对仓库物资进行监管。 CAN（Controller Area Network，操纵器局域网）总线技术具有先进的多主网络结构、通讯距离远、价位低、可靠性高、系统容量大、安装方便、爱护费用低、性价比高等优点。专门对库区较大、仓库分布较分散的大型仓库的监控专门适用。 2系统硬件设计 本系统采纳分布式监控网络，要紧分为上位机和下位机两部分，而上位机硬件包括CAN通讯适配器和上位监控治理机组成;下位机则由CAN节点和现场传感器组和温度湿度参数操纵器组成，如图1所示。 其工作原理是下位机节点通过一定时刻间隔把含有地址、温度、湿度等数据量的报文向CAN总线发送，总线通过自身仲裁确定先把优先级最高的数据放到总线上，然后自动仲裁依次发送优先级相对较低的报文到CAN总线。由于CAN总线的信息存取利用了广播式的存取工作方式，报文能够在任何时候由任何节点发送到闲暇的总线上，每个CAN总线节点都接收到了总线上显现的报文信息，通过每个节点的报文滤波和地址设置，上位机CAN节点能实现上传报文的接收。上位机接收到报文信息后通过组态王软件实现仓库温度等参数实时监视和记录。同时上位机通过仓库人机界面可随时发送操纵信息到CAN总线上，地址匹配的CAN总线节点能收到信息。通过这种方式即可实现仓库的温度等参数的反馈操纵。 2.1现场数据采集服务器 现场数据采集服务器是系统的重要组成部分，它完成现场数据的采集、与上位机的通信等功能。现场采集服务器内部结构如图所示： 1）电源供电接口 现场采集服务器的输入电源为AC220V 1A，电源通过隔离变压器接入到电源供电接口。 2）现场总线接口 现场总线接口在板上的标识为J2，为五芯插头，该接口的引脚定义如下表所示 标识现场总线电缆线芯颜色含义及接线说明 L 红色为现场T型总线连接器供电 N 黑色为现场T型总线连接器供电
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 ................................................
课程设计说明书 课程设计名称：单片机课程设计 课程设计题目：四位数加法计算器的设计学院名称：电气信息学院 专业班级： 学生学号：
学生姓名： 学生成绩： 指导教师： 课程设计时间：至
格式说明（打印版格式，手写版不做要求） （1）任务书三项的内容用小四号宋体，倍行距。 （2）目录（黑体，四号，居中，中间空四格），内容自动生成，宋体小四号。 （3）章的标题用四号黑体加粗（居中排）。 （4）章以下的标题用小四号宋体加粗（顶格排）。 （5）正文用小四号宋体，倍行距；段落两端对齐，每个段落首行缩进两个字。 （6）图和表中文字用五号宋体，图名和表名分别置于图的下方和表的上方，用五号宋体（居中排）。（7）页眉中的文字采用五号宋体，居中排。页眉统一为：武汉工程大学本科课程设计。 （8）页码：封面、扉页不占页码；目录采用希腊字母Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ…排列，正文采用阿拉伯数字1、2、3…排列；页码位于页脚，居中位置。 （9）标题编号应统一，如：第一章，1，，……；论文中的表、图和公式按章编号，如：表、表……；图、图……；公式（）、公式（）。
课程设计任务书 一、课程设计的任务和基本要求 (一)设计任务（从“单片机课程设计题目”汇总文档中任选1题，根 据所选课题的具体设计要求来填写此栏） 1. 系统通过4x4的矩阵键盘输入数字及运算符。 2. 可以进行4位十进制数以内的加法运算，如果计算结果超过4位十进制数，则屏幕显示E。 3. 可以进行加法以外的计算(乘、除、减)。 4. 创新部分：使用LCD1602液晶显示屏进行显示，有开机欢迎界面，计算数据与结果分两行显示，支持小数运算。 (二)基本要求 1.有硬件结构图、电路图及文字说明； 2.有程序设计的分析、思路说明； 3.有程序流程框图、程序代码及注释说明； 4.完成系统调试（硬件系统可以借助实验装置实现，也可在Proteus 软件中仿真模拟）； 5.有程序运行结果的截屏图片。
河南中医学院 本科生毕业设计（论文）开题报告 题目：基于单片机温度检测与控制系统设计 院系：信息技术学院 专业：计算机科学与技术 班级：2010级计科班 学号：2010180042 学生姓名：郭文珠 指导教师：谢志豪 2013年11月13日 一、立题依据（包括研究的目的与意义及国内外现状）： 研究的目的与意义 这次毕业设计选题的目的主要是让我们将所学的知识应用与生活当中，掌握系统总体设计的流程，方案的论证，选择，实施与完善。通过对温度控制系统的设计、制作、控制、测试的全过程，提高对单片机的认识和实际操作的能力，初步培养在完成工程项目中所应具备的基本素质和要求，培养自己的研发能力，提高自己的查阅资料，语言表达和理论联系实际的能力。 温度控制无论在日常生活还是工业生产中都有分厂重要的作用，随着社会经济的高速发展，更多方面对温度控制的可靠性和稳定性有了更高的要求，而单片机进行温度的调节就具备很高的可靠性[1]。 国内外现状 国外对温度控制技术研究较早，始于20世纪70年代。先是采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并行指进示、记录和控制。80年代末出现了分布式控制系统[2]。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温度测控技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展[3]。我国对于温度测控技术的研究较晚，始于20世纪80年代。我国工程技术人员在吸收发达国家温度测控技术的基础上，才掌握了温度室内微机控制技术，该技术仅限于对温度的单项环境因子的控制。我国温度测控设施计算机应用，在总体上正从消化吸收、简单应用阶段向实用化、综合性应用阶段过渡和发展[4]。在技术上，以单片机控制的单参数单回路系统居多，尚无真正意义上的多参数综合控制系统，与发达国家相比，存在较大差距。我国温度测量控制现状还远远没有达到工厂化的程度，生产实际中仍然有许多问题困扰着我们，存在着装备配套能力差，产业化程度低，环境控制水平落后，软硬件资源不能共享可靠性差等缺点[5]。在今后的温控系统的研究中会趋于智能化，集成化，系统的各项性能指标更准确，更加稳定可靠。 二、研究主要内容（包括计划解决的具体问题或实现的基本功能，研究中的重难点分析、实用性及创新性分析，预期达到的成果等。不得低于800字）： 计划实现的基本功能 温度控制系统主要是完成温度信号采集、处理、显示等功能[6]。设 计叙述了基于单片机的温度检测与控制系统的设计，包括硬件的设计以 及软件的设计，该系统在硬件设计上主要是通过温度传感器对温度进行 采集，把温度转成变化的电压，然后由放大器将信号放大，通过转化器
毕业论文声明 本人郑重声明： 1．此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。除了特别加以标注地方外，本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 2．本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定，同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版，允许此文被查阅和借阅。本人授权大学学院可以将此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汇编本文。 3．若在大学学院毕业论文审查小组复审中，发现本文有抄袭，一切后果均由本人承担，与毕业论文指导老师无关。 4.本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。论文中凡引用他人已经发布或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。论文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中已明确的方式标明。 学位论文作者（签名）：
年月 关于毕业论文使用授权的声明 本人在指导老师的指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属华北电力大学。本人完全了解大学有关保存，使用毕业论文的规定。同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版或电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权大学可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存或编汇本毕业论文。如果发表相关成果，一定征得指导教师同意，且第一署名单位为大学。本人毕业后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为大学。本人完全了解大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容： 按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存或汇编本学位论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者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学校有关数据库和收录到《中国学位论文全文数据库》进行信息服务。在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 论文作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 仓库温湿度检测系统设计 院系自动化学院 专业自动化
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
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。
智能电动百叶窗单片机课程设计说明书
单片机课程设计 ——智能电动百叶窗 姓名： 班级：机101-3班 专业：机械设计制造及其自动化 学号： 2010*****1310 指导教师： ****** 完成时间： 2013年6月5日
目录 一、课程设计任务书--------------------------------- - 4 - (一)课程设计题目：智能电动百叶窗................................. - 4 - (二)任务详情： .................................................. - 4 -二、设计项目简介 ---------------------------------- - 4 - (一)基本要求： .................................................. - 4 - (二)基本工作原理： .............................................. - 5 - (三)各元器件资料： .............................................. - 5 - 1.AT89C51单片机------------------------------------------ - 5 - 2.ADC0808------------------------------------------------ - 8 - 3.光敏传感器--------------------------------------------- - 9 - 4.74SEG-MPX4-CA数码管----------------------------------- - 10 - 5.74LS245 驱动------------------------------------------ - 11 - 三、电路原理图 ----------------------------------- - 12 - (一)复位电路 ................................................... - 12 - (二)时钟电路 ................................................... - 12 - (三)数码管显示电路 ............................................. - 12 - (四)电机控制电路 ............................................... - 13 - (五)A/D转换电路................................................ - 15 - (六)总体电路图 ................................................. - 15 - 四、程序框图 ------------------------------------- - 16 - 五、程序清单 ------------------------------------- - 17 - 六、总结 ----------------------------------------- - 19 - 七、参考资料 ------------------------------------- - 20 -
仓库温湿度监测系统 摘要 在电子科技的快速发展的同时，诞生于集成电路技术的单片机系统应用越来越广泛。单片机的发展，促进了工业测控领域的发展，其中对于仓库温湿度的监测要求不断增高。那么，由原始的人工监测仓库温湿度方法已经慢慢发展到利用单片机实现自动监测。 本文主要介绍基于单片机的仓库温湿度监测的相关系统的硬件和软件设计内容。系统设计结构简单、实用，相比传统监测方法，在监测精度这一方面大幅度被提升，节省了人力物力与时间。 关键词：STC89C51单片机；温湿度；DS18B20；HS1101
Warehouse temperature and humidity monitoring system ABSTRACT With the development of electronic technology, with the development of very large scale integrated circuit technology and the birth of the single chip microcom puter application system is more and more widely.MCU development, promote the development in the field of industrial measurement and control, including for increasing monitoring requirement of temperature and humidity in the warehouse.So, from the original manual monitoring warehouse temperature and humidity using single chip computer to realize automatic monitoring has become possible.This paper mainly introduces the related warehouse temperature and humidity monitoring system based on single chip microcomputer hardware and software design of the content.System structure is simple and practical, and improves the measuring precision and efficiency. KEYWORD: STC89C51;Temperature and humidity；DS18B20；HS1101
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
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