指导教师评定成绩:
审定成绩：
重庆邮电大学
课程设计报告
设计题目ARM的温度采集系统
学校：重庆邮电大学
学生姓名：
专业：自动化
班级：XXXXXXXX
学号: XXXXXXXXXX
指导教师：
设计时间：2012年12月
重庆邮电大学
摘要
本文设计了一种温度控制系统，它基于三星公司生产的ARM7内核的
S3C44B0以PtIOO热电阻采集温度信号，通过RW温度变送器和A/D转换获得实际温度值，同时通过LCD实时显示；通过调整脉宽调制的占空比，控制加热电路继电器的通断时间，实现温度的闭环控制。文章介绍了该系统的构成原理，实现流程，并重点介绍了PID 自整定算法的原理和实现，给出了部分应用电路。此温度控
制系统应用于热电仪，实际应用表明，系统稳定、可靠，满足了热电仪的温度控
制要求。
关键词：ARM温度控制；PID;自整定
Abstract :
A temperature con trol system is desig ned, which is based on the S3C44B0 of the Adva need RISC Machi ne （ARM produced by the Samsu ng. Us ing Pt100 to measure the temperature, the real value is gotte n through RW
B temperature conv erter and A/D tran sformati on and displayed by LCD meanwhile. The system is under the closed loop control with the heating circuit relay ' s opening or closure which is decided by the PWM. The system comp onent prin ciple and the flow realizati on is in troduced, some application circuit is provided, emphasize the PID self-turning theory and method. The temperature con trol system is desig ned for the thermoelectricity instrument. The experimental results show that it is safe and reliable, and meet the dema nd of the thermoelectricity in strume nt.
Key words: adva need RISC mach ine; PID; temperature con trol; self- turni ng 引言
处在温差条件下的矿物，对外表现为温差热电势E，温差一定时，E达到一平衡值。E除以温
差得到的就是矿物的热电系数，它能够灵敏的反映矿物成分和晶体结构的某些细微差异，在
金矿找矿和矿床评价方面具有极高的应用价值。用来测量矿物热电性的热电系数测量仪（热电
仪），在市场上并没有现成的产品，需要根据需求自行开发。其中一项关键技术就是将温度
精确控制在设定值，为半导体矿物创造恒定的温差条件。本文所设计的温度控制系统就是来解
决这一问题。
温度控制系统是一种典型的过程控制，与其它控制系统相比，温度控制系统有其特殊性[1]。
例如，对机械系统或机电系统，用线性定常集中参数的动力学微分方程来描述，通常不会带
来过大的误差。然而用同样的方法来处理温度过程显然不能令人满意，因为热能的传递是以场的方式进行的，所以它具有明显的非线性、时变性、分布性以及时间滞后。若用解析的方法
为它建模，其结果不是过于复杂，就是在模型简化过程中，失去某些最本质的因素，使模型
和对象间产生过大的偏差。因此，对温度系统的建模，通常用经验建模，或经验与理论分析相
结合的建模。
本文介绍的温度控制系统，通过改进的PID控制算法，结合硬件ARM7内核的S3C44B0 微处理器，由传感器PT100获取温度信号，通过自整定获取最适合系统的实时控制参数，实现对所需温度的精确控制。系统包括电加热器、控制器和温度传感器及变换器三部分，构成闭环控制回路。这种主动热控制的特点在于可适时调节被控对象的热传递效率，对外部变化反
应灵敏，温度调节精度高。
系统设计
总体设计
该温度控制系统要求实现对设定温度的实时控制，操作人员可以通过键盘设定目标控制
温度，通过单片机的逻辑程序控制，实现温度的高精度控制。整个控制系统的组成主要分为
三部分，即三星公司生产的S3C44B0X单片机所构成的单片机控制系统；由PtIOO热电阻、温
度补偿，运算放大电路构成的温度检测通道；由三极管运放电路、固态继电器和外部加热器构
成的输出控制通道。其中，单片机控制系统是整个系统的控制中心，所有的数据运算、处理
和交换功能都是利用单片机的软件来实现。
工作时，设定温度由操作人员通过键盘完成，并通过LCD显示设定温度值；由PtIOO热电阻检测控制对象实际温度值，经过RW醞度变送器和放大电路，将温度信号送入S3C44B 0的A/D端口，经过固定公式换算得出实际温度并实时显示。程序控制系统将实际温度值与系统
设定温度值进行比较，按照自整定PID控制算法进行运算，确定下一时间单元输出PWMI号占空比，以控制固态继电器的导通时间，从而控制外部加热器的平均输出功率，实现温度控制。
硬件设计
系统原理框图
本设计的基于ARM的嵌入式数据采集和显示装置的原理框图如图1所示。由图可见，本系统
采用“电源部分+ ARM核心控制模块+温度采集模块”实现所需功能。并考虑到系统的可扩
展性和延伸性，本系统采用主从CPU协同工作，实现了数据的实时采集、传输与显示，具有处理速度快、精度高、人机交互界面友好、稳定性高、扩展性好等优点。本设计的基于ARM 的嵌入式数据采集和显示装置的原理框图如图1所示。由图可见，本系统采用“电源部分+
ARM核心控制模块+温度采集模块”实现所需功能。
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图1温控系统原理图
电源电路设计
本系统的电源电路由两部分组成：系统总电源电路和RAM核心模块电源电
路。如图2: +12V恒定直流电源经电容滤波，分别进入7809和7805稳压，得到+9V和+5V的稳定电压输出后分别供给ARM核心控制模块和其余电路部分使用。图中IN4148是为了防止输出端并接高于本稳压模块的输出电压而烧坏7809和7805而特别设计，达到了可靠性电源设计目的。另外，由于系统正常工作电流较大，因此使用时均应在7809和7805上加散热片散热。由图可见，系统采用双电源供电，提供了系统正常工作所需的电源电压。另外，由于考虑到便携目的，本系统采用+12V铅蓄电池提供系统所需的恒定直流电源。
图2系统电源电路原理图
如图2: I/O 口提供了相应的稳定直流电源。其中的IN4004是为了防止电源输入反接烧坏集成稳压块而设计的。由于S3C44B0X采用2.5V作为ARM内核电
源，使用3.3V作为I/O 口电压，故ARM核心控制模块电源需要另外单独设计，其电源电路如图3-2所示。由系统总电源电路提供的+9V稳压电源作为输入，分别经AS1117-5.0、AS1117-3.3、AS1117-2.5 稳压后，输出5.0V、3.3V 和2.5V 恒定电源，为RAM内核和I/O 口提供了相应的稳定直流电源。其中的IN4004是为了防止电源输入反接烧坏集成稳压块而设计的。
温度采集电路设计
温度采集模块电路采用AT89S52单片机作为模块的协控制器。对于温度传感器的选用DS18B20因为DS18B20是Dallas公司最新单总线数字温度传感器，该传感器集温度变换、A/D转换于同一芯片，输出直接为数字信号，大大提高了电路的效率。由于现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性，且提高了CPU的效率。AT89S52单片机的P0 口与8路温度传感器相连，用于采集温度数据；另外，模块提供RS-232串行口与RAM核心控制模块通
信，达到数据传输的目的。温度采集模块电路原理图如图3-3 o
图3温度采集电路原理图
软件设计
流程图
图4程序流程图
由该流程图可看出，刚上电时，S3C44B0X要先进行ARM内部的初始化，以使ARM进入相应的状态和模式；然后初始化硬件装置，以使硬件系统可以正常支持温度数据采集；接着通信初始化，以确定温度采集模块与ARM核心控制模块连接正常，并通过UART复位温度数据采集模块，确保其进入正常温度数据采集状态；然后初始化LCD显示和键盘，在LCD上显示相应的菜单列表，供用户通过键盘选择操作；至此，
系统初始化完成，并进入正常主程序循环状态。
在正常主程序循环状态中，首先扫描键盘，以快速的响应用户的按键操作；
若没有键值按下，则ARM立即进行数据的采集、处理与显示，以实现实时数据采集与显示等功能。
其主程序包括温度采集程序、ARM获取温度子程序、温度处理和转换子程序。当ARM处理器接收到正确的温度数据后，立即进行相应的温度数据处理与转换，变成可被LCD直接显示的正确温度值。
程序设计
温度处理与转换子程序如下：
//存放读取到的当前温度值，未转换
Static U16 a-temp-now[8]={8*0}
//存放经精度计算后的实际温度值，高8位整数部分，低8位小数部分
static U16 b-temp-no w[8]={8*0};
//存放8路转换后温度值，分别为百位，十位,个位,小数位
static U8 temp-co nve nt-all[32]={32*0};
// ------------------------------
//温度处理与转换子程序
// ---------------------------------
void temp-cha nge(void
{
U8 negtive=0x00; //存放数的符号，若为正=0;若为负，=0xff
U8 j=0;
U8 *pt=temp-c onven t-all;
U16 *p 仁a-temp-now;
U16 *p3=b-temp-now;
《单片机技术》课程设计任务书(三) 题目：基于DS18B20的温度采集显示系统的设计 一、课程设计任务 传统的温度传感器，如热电偶温度传感器，具有精度高，测量范围大，响应快等优点。但由于其输出的是模拟量，而现在的智能仪表需要使用数字量，有些时候还要将测量结果以数字量输入计算机，由于要将模拟量转换为数字量，其实现环节就变得非常复杂。硬件上需要模拟开关、恒流源、D/A转换器，放大器等，结构庞大，安装困难，造价昂贵。新兴的IC温度传感器如DS18B20，由于可以直接输出温度转换后的数字量，可以在保证测量精度的情况下，大大简化系统软硬件设计。这种传感器的测温范围有一定限制（大多在－50℃～120℃），多适用于环境温度的测量。DS18B20可以在一根数据线上挂接多个传感器，只需要三根线就可以实现远距离多点温度测量。 本课题要求设计一基于DS18B20的温度采集显示系统，该系统要求包含温度采集模块、温度显示模块（可用数码管或液晶显示）和键盘输入模块及报警模块。所设计的系统可以从键盘输入设定温度值，当所采集的温度高于设定温度时，进行报警，同时能实时显示温度值。 二、课程设计目的 通过本次课程设计使学生掌握：1）单总线温度传感器DS18B20与单片机的接口及DS18B20的编程；2）矩阵式键盘的设计与编程；3）经单片机为核心的系统的实际调试技巧。从而提高学生对微机实时控制系统的设计和调试能力。 三、课程设计要求 1、要求可以从键盘上接收温度设定值，当所采集的温度高于设定值时，进行报警（可以是声音报警，也可是光报警） 2、能实时显示温度值，若用Proteus做要求保留一位小数； 四、课程设计内容 1、人机“界面”设计； 2、单片机端口及外设的设计； 3、硬件电路原理图、软件清单。 五、课程设计报告要求 报告中提供如下内容：
基于ARM的温度采集系统 1.1设计目的 1、注重培养综合运用所学知识、独立分析和解决实际问题的能力，培养创新意识和创新能力，并获得科学研究的基础训练。 2、了解所选择的ARM芯片各个引脚功能，工作方式，计数/定时，I/O口，中断等的相关原理，并巩固学习嵌入式的相关内容知识。 3、通过软硬件设计实现利用ARM芯片对周围环境温度信号的采集及显示。 1.2设计意义 嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，且软硬件可裁剪，适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般由以下几部分组成：嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统。嵌入式系统是面向用户、面向产品、面向应用的，它必须与具体应用相结合才会具有生命力、才更具有优势。因此嵌入式系统是与应用紧密结合的，它具有很强的专用性，必须结合实际系统需求进行合理的裁减利用。嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术和各个行业的具体应用相结合后的产物，这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。嵌入式系统必须根据应用需求对软硬件进行裁剪，满足应用系统的功能、可靠性、成本、体积等要求。所以，如果能建立相对通用的软硬件基础，然后在其上开发出适应各种需要的系统，是一个比较好的发展模式。目前的嵌入式系统的核心往往是一个只有几K到几十K微内核，需要根据实际的使用进行功能扩展或者裁减，但是由于微内核的存在，使得这种扩展能够非常顺利的进行。 数据采集(DAQ)，是指从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集非电量或者电量信号，送到上位机中进行分析，处理。数据采集系统是结合基于计算机或者其他专用测试平台的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统。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。准确的数据量测
摘要 单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D 转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。 定时器是对外设时钟（PCLK）进行计数，根据4个匹配寄存器的设定，可以设置为匹配时产生中断或执行其他动作。它还包括4个捕获输入，用于在输入信号发生跳变时捕获定时器的当前值，并可选择产生中断。 关键字：单片机 LPC2106 GPIO 定时器timer 实时时钟外部中断Int 目录 第一章原理与总体方案 (4) 1.1单片机简介 (4) 1.2 LPC2106简介 (5) 1.3单片机的选择 (7) 1.4 LPC2106芯片的选择及设计原理 (8) 第二章硬件设计 (9) 2.1 LED显示电路 (9) 2.2电路图整体设计 (9) 第三章调试 (12) 3.1调试及处理 (12) 第四章测试与分析 (14)
4.1Proteus软件介绍 (14) 4.2仿真结果 (15) 第五章结束语 (16) 5.1结束语 (16) 第1章原理与总体方案 本章阐述了本课题研究的背景，表述了单片机的发展、功能以及LPC2114的简单介绍。阐述了单片机的选择原理以及LPC2106的设计原理。 1.1数字单片机简介 单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D 转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。 近年来，单片机以其体积小、价格廉、面向控制等独特优点，在各种工业控制、仪器仪表、设备、产品的自动化、智能化方面获得了广泛的应用。与此同时，单片机应用系统的可靠性成为人们越来越关注的重要课题。影响可靠性的因素是多方面的，如构成系统的元器件本身的可靠性、系统本身各部分之间的相互耦合因素等。其中系统的抗干扰性能是系统可靠性的重要指标。 单片机的另外一个名称就是嵌入式微控制器，原因在于它可以嵌入到任何微型或小型仪器或设备中。目前，把单片机嵌入式系统和Internet连接已是一种趋势。但是，Internet一向是一种采用肥服务器，瘦用户机的技术。这种技术在互联上存储及访问大量数据是合适的，但对于控制嵌入式器件就成了"杀鸡用牛刀"了。要实现嵌入式设备和Int ernet连接，就需要把传统的Internet理论和嵌入式设备的实践都颠倒过来。为了使复杂的或简单的嵌入式设备，例如单片机控制的机床、单片机控制的门锁，能切实可行地和Internet连接，就要求专门为嵌入式微控制器设备设计网络服务器，使嵌入式设备可以和Internet相连，并通过标准网络浏览器进行过程控制。
目录 摘要 (2) 一、设计目的 (2) 二、设计要求 (2) 三、题目分析 (3) 四、设计方法及步骤 (4) 1、开发平台介绍 (4) 2、ds18b20的工作原理 (6) 3、ds18b20的驱动程序 (9) 4、QT界面设计 (13) 5、驱动的挂载和运行 (16) 五、设计总结 (17) 六、参考文档 (18)
摘要 近年来，随着计算机技术及集成电路技术的发展，嵌入式技术日渐普及，在通讯、网络、工控、医疗、电子等领域发挥着越来越重要的作用。嵌入式系统无疑成为当前最热门最有发展前途的IT应用领域之一。 实时温度采集系统是是将环境温度实时的进行采集并显示的系统，在现在的许多家用电器、工业控制、甚至是高科技领域都有应用，它已经普遍的融入了社会生活和生产之中，并且作为基础的系统，在今后的生活生产中并不会被淘汰，应用范围还会继续扩大，因此，掌握此系统是必要的。 关键词：arm Linux ds18b20 一、设计目的 1、熟悉嵌入式系统的整个开发流程，具备独立进行开发的能力； 2、熟悉Linux C，可以用Linux C编写驱动程序； 3、熟悉C++，具备初步人机界面编程的能力； 4、学习和掌握驱动的下载和烧写。 二、设计要求 在Samsung公司S3C2410处理器的开发板上,嵌入式linux系统环境下，设计温度实时采集系统，并设计显示界面。 1、设计温度实时采集系统，要求基于ARM9开发板，温度传感器可
以用ds18b20； 2、要求温度值精确到个位； 3、要求自己设计QT界面，并在界面上显示温度值。 三、题目分析 在传统的模拟信号远距离温度测量系统中，需要很好的解决引线误差补偿问题、多点测量切换误差问题和放大电路零点漂移误差问题等技术问题，才能够达到较高的测量精度。另外一般监控现场的电磁环境都非常恶劣，各种干扰信号较强，模拟温度信号容易受到干扰而产生测量误差，影响测量精度。因此，在温度测量系统中，采用抗干扰能力强的新型数字温度传感器是解决这些问题的最有效方案。 美国Dallas半导体公司的数字化温度传感器DS1820是世界上第一片支持"一线总线"接口的温度传感器，在其内部使用了在板（ON-B0ARD）专利技术。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。一线总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。现在，新一代的DS18B20体积更小、更经济、更灵活。 DS18B20可以程序设定9～12位的分辨率，精度为±0.5°C。可选更小的封装方式，更宽的电压适用范围。分辨率设定，及用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然保存。DS18B20使电压、特性及封装有更多的选择，让我们可以构建适合自己的经济的测温系统。
前言 温度是一种最基本的环境参数,日常生活和工农业生产中经常要检测温度。传统的方式是采用热电偶或热电阻,但是由于模拟温度传感器输出为模拟信号，必须经过AD 转换环节获得数字信号后才能与单片机等微处理器接口,使得硬件电路结构复杂,制作成本较高。近年来，美国DALLAS公司生产的DSI18B20为代表的新型单总线数字式温度传感器以其突出优点广泛使用于仓储管理、工农业生产制造、气象观测、科学研究以及日常生活中。 随着科学技术的不断进步与发展，温度传感器的种类日益繁多，数字温度传感器更因适用于各种微处理器接口组成的自动温度控制系统具有可以克服模拟传感器与微处理器接口时需要信号调理电路和A/D转换器的弊端等优点，被广泛应用于工业控制、电子测温计、医疗仪器等各种温度控制系统中.其中，比较有代表性的数字温度传感器有DS1820、MAX6575、DS1722、MAX6635等. 智能温度传感器（亦称数字温度传感器）是在20世纪90年代中期问世的。它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE_）的结晶.目前，国际上已开发出多种智能温度传感器系列产品。智能温度传感器内部包含温度传感器、A/D传感器、信号处理器、存储器（或寄存器）和接口电路.有的产品还带多路选择器、中央控制器（CPU）、随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。智能温度传感器能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微控制器（MCU),并且可通过软件来实现测试功能,即智能化取决于软件的开发水平。 为了准确获取现场的温度和方便现场控制，本系统采用了软硬件结合的方式进行设计，利用LED数码管显示温度,利用DS18B20检测当前的温度值，通过和设定的参数进行比较，若实测温度高于设定温度，则通过555定时器产生频率可变的报警信号，若实测温度低于设定温度，则加热电路自动启动，到达设定温度后停止。在软件部分，主要是设计系统的控制流程和实现过程，以及各个芯片的底层驱动设计已达到所要求的功能。在近端与远端通信过程中，采用串行MAX232标准，实现PC机与单片机间的数据传输。
毕业设计论文 远程温度采集测量系统 系电子信息工程系 专业电子信息工程技术姓名张一浩班级电信091 学号0901043118 指导教师张少华职称讲师 设计时间2011.11.20－2012.1.8
目录 第一章测量方案 (4) 1.1 系统功能 (4) 1.1.1 功能介绍 (4) 1.2方案论证与确定 (4) 1.2.1温度测量方案的确定 (4) 1.2.2 远程无线数据传送方案的确定 (5) 第二章电路原理及主要功能模块 (6) 2.1工作原理 (6) 2.1.1 系统框图 (6) 2.1.2现场温度采集电路 (6) 2.2 通信模块 (7) 2.2.1 信号发送电路 (7) 2.2.2 接收解调电路 (8) 2.3微机硬件原理图 (9) 2.3.1主机控制原理图 (9) 2.3.2从机控制原理图 (10) 第三章软件系统设计 (11) 3.1软件主要功能 (11) 3.2 软件设计框图 (11) 3.2.1设计框图 (11) 3.3测试方法及所用仪表 (13) 第四章数据分析 (14) 4.1 测试数据及测试结果分析 (15) 4.1.1 温度数据 (15) 第五章结束语 (16) 参考文献 (17) 致谢 (18)
远程温度采集测量系统 摘要 本文给出了远程温度采集测量系统的设计，它由温度数据采集测量与远程无线数字调频传送两部分构成，分为现场温度采集、远程数据传送和温度数据显示三个模块。设计采用单片微型计算机系统，数字频率调制（FSK）芯片和相关接口电路，实现现场温度信号的调理、模数转换、处理和远程传送。测温范围可达-50℃~+150℃，误差小于1℃。远程无线传送距离有障碍物时大于20m，传送的误码率小于1‰。利用LCD和LED分别可在现场模块和终端模块显示当前温度值，显示分辨率为0.1℃，系统设有语音报温和温度上限报警功能，所有指标均满足题目的基本要求和发挥部分要求。 关键词：温度传感器；接收电路；温度的测量
目录 一、设计目的 (3) 二、设计原理 1、GPIO—流水灯 (3) 2、SPI (7) 3、定时器 (10) 4、实时时钟 (12) 三、所用仪器 (18) 四、EasyARM2131开发套件功能介绍 (18) 五、设计内容：万年历-定时器-流水灯-SPI 1、功能描述 (21) 2、流程图 (22) 3、程序设计 (22) 六、心得体会 (28) 七、参考文献 (29)
一、设计目的 1、根据要求，复习巩固ARM的基础知识。 2、掌握ARM系统的设计方法，特别是熟悉模块化的设计思想。 3、熟练掌握ARM软件和2131开发板的使用。 4、提高综合运用所学的理论知识独立分析和解决问题的能力； 二、设计原理 1、GPIO—流水灯 （1）LPC2131具有多达47个通用I/O 口（GPIO，General Purpose I/O ports），分别为P0[31:0]、 P1[31:16]，其中，P0.24未用，P0.31仅为输出口。由于口线与其它功能复用，因而需要进行相关的管脚连接模块(PINSEL0、PINSEL1、PINSEL2)选择连接GPIO，然后通过IODIR进行输入/输出属性设置后才能操作。 当管脚选择GPIO 功能时，有IOSET、IOCLR和IOPIN 3 个寄存器用于控制GPIO 的使用。IOSET 用于口线置位，而IOCLR 则用于口线清零，IOPIN 则反映当前IO口的状态，读回IOSET 则反映当前IO口设定状态。 （2）GPIO的特性和应用 特性： 单个位的方向控制； 单独控制输出的置位和清零； 所有I/O口在复位后默认为输入。 应用： 通用I/O口 驱动LED或其它指示器 控制片外器件 检测数字输入 （3）GPIO引脚描述 GPIO管脚描述见表4.1。 表4.1 GPIO 管脚描述
天津工业大学 电子与信息工程学院《计算机控制技术》专题实践报告题目：温度采集系统设计 专业：电子信息工程 班级：电子1601 姓名：江育武 学号：1610910113
目录 1.研究现状 ................................................................................................. 错误!未定义书签。 2.设计目的 ................................................................................................. 错误!未定义书签。 3.功能描述 ................................................................................................. 错误!未定义书签。 4.技术指标 ................................................................................................. 错误!未定义书签。 5.硬件设计 ................................................................................................. 错误!未定义书签。 5.1 结构................................................................................................. 错误!未定义书签。 5.2 最小系统......................................................................................... 错误!未定义书签。 5.2.1 主芯片...................................................................................... 错误!未定义书签。 5.2.2 复位电路 (1) 5.2.3 时钟电路 .................................................................................. 错误!未定义书签。 5.2.4 电源电路 .................................................................................. 错误!未定义书签。 5.2.5 下载电路 .................................................................................. 错误!未定义书签。 5.2.6 LED电路 .................................................................................... 错误!未定义书签。 5.3 相关硬件模块 ................................................................................. 错误!未定义书签。 5.3.1 LED模块 .................................................................................... 错误!未定义书签。 5.3.2 按键模块 .................................................................................. 错误!未定义书签。 5.3.3 蜂鸣器模块 .............................................................................. 错误!未定义书签。 5.3.4 USB串口模块 ........................................................................... 错误!未定义书签。 6.软件设计 ................................................................................................. 错误!未定义书签。 6.1 IAP设计............................................................................................ 错误!未定义书签。 6.1.1 Bootloader程序........................................................................ 错误!未定义书签。 6.2 APP程序........................................................................................... 错误!未定义书签。 6.2.1 跑马灯程序 .............................................................................. 错误!未定义书签。 6.2.2 蜂鸣器程序 .............................................................................. 错误!未定义书签。 6.3 APP实现与配置............................................................................... 错误!未定义书签。 6.3.1 APP程序起始地址设置............................................................ 错误!未定义书签。 6.3.2 中断向量表偏移量设置 .......................................................... 错误!未定义书签。 6.3.3 xxx.bin文件生成....................................................................... 错误!未定义书签。 6.4 uC/OS III ............................................................................................ 错误!未定义书签。 6.5 任务划分......................................................................................... 错误!未定义书签。
课程设计说明书 基于MCS-51系列单片机的 数字温度监测装置设计 学生班级： 学生姓名： 起止日期： 指导教师：
目录 一、引言 4 1. 本次课程设计的重要意义4 2. 温度传感器的发展4 二、设计内容及性能指标 5 三、系统方案总体概述 5 四、系统主要器件选择 6 （一）单片机的选择 6 1.主要性能参数6 2.功能特性概述7 3.引脚功能说明8 4.端口引脚第二功能9（二）温度传感器的选择10 1.总述10 2.温度传感器的选择11 2.1 DS18B20简介11 2.2 DS18B20内部结构11 2.3 DS18B20测温原理15 五、系统整体设计 17（一）系统硬件电路设计17 1.硬件电路设计总体概述17 2.CPU机器基本外围电路设计18 2.1单片机电路18 2.2晶振控制电路18 2.3 继电器电路19 2.4 锁存器74LS373引脚功能及工作原理19 2.4.1 74LS373引脚功能20 2.4.2 74LS373工作原理20 2.4.3 Intel2764引脚功能23 3.前向通道设计23 3.1温度检测电路23 3.2电源输入部分电路24 4.后向通道设计及人机通道设计25 4.1 后向通道设计25 4.1.1 LED显示电路25 4.1.1.1 LED显示器的结构25 4.1.1.2 LED显示器的工作原理26 4.1.1.3 LED 显示设计方案27 4.2键盘27 4.3温度报警电路28 4.4复位电路28
5.抗干扰措施29 5.1干扰产生的后果29 5.2抗干扰设计的基本原则30 5.3硬件抗干扰设计31 5.4软件的抗干扰设计32（二）系统软件设计33 1.概述33 2.主程序模块33 3. 部分程序清单34 3.1 温度传感器的驱动程序34 3.2 LED共阳极显示子程序36 六、附录 36 七、致谢 37 参考文献
基于Labview 的温度采集系统 摘要：随着工业的不断发展，对温度测量的要求越来越高，而且测量范围也越来越广。本设计用LabView 软件在PC 机上编程实现了多点温度采集、动态图形显示、数据存储、报警、数据分析等功能，并重点对基于LabVIEW 的虚拟温度采集系统的设计进行了讨论。 关键词：LabVIEW; 温度采集 0 引言 进入21世纪以来，作为测试技术的一个分支，虚拟仪器的开发和研制在国内得到了飞速的发展。它可以利用计算机显示器的显示功能来模拟传统仪器的控制面板，以多种形式表达输出检测结果。目前，常用的温度采集系统绝大部分是由集成温度传感器和单片机构成的，设计过程繁琐、调试期长、修改不方便。本文借助LabVlEW 图形化软件开发系统，用软件代替DAQ 数据采集卡设计的这种虚拟温度采集系统，比以前的更易修改且成本低、周期短。 1 设计思想 该系统的功能框图如图所示。 本温度采集系统的设计采用软件代替了DAQ 数据采集卡，使用Demo read voltage 子程序来仿真电压测量，然后把所测得的电压值转换成摄氏或华氏温度读数。 在数据采集过程中，实时地显示数据。当采集的温度值大于设定的高限报警数值时，就会点亮高报警红色灯，同时触发条件结构里的事件发生，使系统发出蜂呜温度采集系统 实 时 温 度 显 示 保存数据 报警设定 数值计算 显示转换
声。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，并自动产生数据文件的头文件，它包括操作者名字和文件名，将采集的数据附在头文件后面，以供查询。 2 子程序设计 2.1 温度计子程序 温度计界面程序如下图所示。在框图程序中设定温度计的标尺范围为0.0到100.0，在前面板窗口中放入竖直开关控制用下选择“温度值单位”，即选择以华氏还是摄氏显示。 2.2 实现步骤 1、点击框图程序窗口的空白处，弹出功能模板，从弹出的菜单中选择所需的对象。本程序用到下面的对象： Multiply（乘法）功能，将读取电压值乘以100.00，以获得华氏温度。 Subtract（减法）功能，从华氏温度中减去32.0，以便转换成摄氏温度。 Divide（除法）功能，把相减的结果除以1.8以转换成摄氏温度。 Select（选择）功能（Comparison子模板）。取决于温标选择开关的值，该功能输出华氏温度（当选择开关为false）或者摄氏温度（选择开关为True）数值。 Demo Read Voltage VI程序（Tutorial子模板）。该程序模拟从DAQ卡的0通道读取电压值，并把所测得的电压值转换成华氏或摄氏读数。 随机数产生功能（Numeric子模板），用于产生随机温度值。 数值常数。用连线工具，点击要连接一个数值常数的对象，并选择Create Constant功能。若要修改常数值，用标签工具双点数值，再写入新的数值。
专业课程设计说明书课程设计名称：专业课程设计 课程设计题目：温度的采集与控制（2）学院名称：信息工程学院 专业：电子信息工程班级： 学号：姓名： 评分：教师： 20 年月日
专业课程设计任务书2012－2013学年第二学期分散1周第17 周－ 19 周集中
摘要 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。本系统可以实现温度信号采集与显示，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。 关键词：温度温度采集温度控制
目录 第一章系统组成及工作原理 (1) 1.1 设计要求 (1) 1.2 系统组成 (1) 1.3 工作原理 (1) 第二章硬件电路设计 (2) 2.1 温度转换电路 (2) 2.2 A/D转换电路 (2) 2.3 控制电路 (3) 2.4 单片机最小系统 (3) 第三章软件设计 (5) 3.1 主程序流程图 (5) 3.2 7279初始化程序INIT7279 (6) 3.3 发送字节程序STFS (7) 3.4 延时程序 (9) 3.5 中断程序 (10) 3.6 AD采样程序 (12) 3.7 数值转换程序 (13) 3.8 7279送显程序 (14) 第四章实验、调试和测试结果分析 (16) 4.1 主要仪器和工具 (16) 4.2 调试过程及测试结果 (16) 结论 (18) 参考文献 (19) 附录 (20)
******************* 实践教学 ******************* 兰州理工大学 计算机与通信学院 2014年春季学期 嵌入式系统开发技术课程设计 题目：嵌入式温度采集系统设计 专业班级： 姓名： 学号： 指导教师： 成绩：
摘要 本设计是基于嵌入式技术作为主处理器的温度采集系统，辅以单独的数据采集模块采集数据，实现了智能化的温度数据采集、传输、处理与显示等功能，并讨论了如何提高系统的速度、可靠性和可扩展性。 温度是表示物体冷热程度的物理量，微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度。在整个宇宙当中，温度无处不存在。湿度表示气体中的水蒸汽含量,有绝对湿度和相对湿度两种表示方法。总之，环境温湿度的检测与调节仪器的设计和开发具有非常大的市场前景和实用价值。 嵌入式系统是一般由嵌入式微处理器，外围硬件设备，嵌入式操作系统，用户应用程序四个部分组成。用于实现对其他设备的控制，监视或管理等功能。嵌入式系统已经广泛已经广泛应用于科学研究，工业控制，军事技术，交通通信，医疗卫生，消费娱乐等领域，人们常用的手机，PDA，汽车，智能家电，GPS等均是嵌入式系统的典型代表。本设计将其中对温湿度的读取是利用CC2530的I/O （P1.0和P1.1）模拟一个类IIC的过程。对光照的采集使用内部的AIN0通道。 关键词: 温度，湿度，嵌入式，CC2530，SHT10
目录 一、前言 (1) 二、基本原理 (2) 2.1 CC2530 结构及实现原理 (2) 2.2 SHT10结构及实现原理 (4) 三、系统分析 (7) 3.1程序流程图 (7) 3.2 软件子系统设计 (8) 四、实验结果及分析 (11) 4.1 湿度采集 (11) 4.1.1 湿度采集试验结果 (11) 4.1.2 结果分析 (11) 4.2 温度采集 (12) 4.2.1 湿度采集实验结果 (12) 4.2.2 结果分析 (12) 五、结论 (13) 六、参考文献 (14) 致谢 (15)
四路温度采集系统的设计 【内容摘要】本文主要研究的是基于AT89S51单片机作为系统的温度显示以及设定双路温度报警系统的设计。此系统硬件电路主要包括5部分：AT89S51单片机最小系统电路部分和复位电路部分，LCD1602液晶显示电路部分，4个DS18B20作为温度检测部分，以及电源电路部分。 本系统采用C语言进行编写程序，为了便于阅读和修改，软件采用模块化结构设计，使程序间的逻辑层次更加简明。 【关键词】四路温度采集系统系统；DS18B20；LCD1602液晶显示；AT89S51单片机 1 引言 四路温度采集系统系统不仅是工业上的宠儿，也是是单片机实验中一个很常用的题目。因为它的有很好的开放性和可发挥性，因此对作者的要求比较高，不仅考察了对单片机的掌握能力更加强调了对单片机扩展的应用。而且在操作的设计上要力求简洁，功能上尽量齐全，显示界面也要出色。所以，双路温度报警系统无论作为比赛题目还是练习题目都是很有价值。 本文介绍一种基于 AT89C2051 单片机的一种温度测量,该电路DS18B20 作为温度监测元件,测量范围-55℃-～+125℃,使用LCD1602液晶显示模块显示,能通过键盘设置温度报警上下限.正文着重给出了软硬件系统的各部分电路,介绍了集成温度传感器 DS18B20 的原理,AT89C2051 单片机功能和应用.该电路设计新颖,功能强大,结构简单。 2双路温度报警系统系统简介及其作用综述 首先，由DS18B20温度传感器芯片测量当前温度，并将结果送入单片机。然后，通过AT89C51单片机芯片对送入的测量温度读数进行计算和转换，并将此结果送入液晶显示模块。最后，LCD 1602模块将送来的四路温度值值显示于显示屏上。
课程设计报告 （嵌入式接口技术） 学院：电气工程与自动化学院 题目：基于ARM的多路数据采集系统设计 专业班级：自动化113班 学号：35号 学生姓名：翁志荣 指导老师：温如春 2013 年12月19日
摘要 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. 本次设计是基于ARM的多路数据采集系统，主控器能够对模拟信号产生的各路数据，通过数据采集系统进行采集并在主控器的程控下显示。 关键字：数据采集；模数转换；ARM；实时采样。 Abstract Data acquisition system for digital signal to analog signal conversion can be identified by computer. The system is aimed at facilitating monitoring of some physical quantity. Data acquisition system is good or bad depends on the precision and speed. When the design, should be in the case of ensuring accuracy as much as possible to meet the high speed real-time sampling, real-time processing, the requirement of real time control. The application of this system in scientific research can obtain a large number of dynamic; is an important means to study the instantaneous physical process; and it is also one of the important means of access to the mysteries of Science. Keyword s: data acquisition; ARM; real-time sampling analog-to-digital conversion.
摘要 温度的检测与控制是工业生产过程中比较典型的应用。本设计以AT89C52单片机为核心，采用DS18B20温度传感器检测温度，由温度采集、温度显示,温度报警等功能模块组成。基于题目基本要求，本系统对温度采集和温度显示系统行了重点设计。本系统大部分功能能由软件实现，吸收了硬件软件化的思想。实际操作时，各功能在开发板上也能完美实现。本系统实现了要求的基本功能，其余发挥部分也能实现。 关键字：AT89C52单片机、DS18B20温度传感器、数码管显示、温度采集
目录 一．绪论 .............................................................................................................
二．设计目的..................................................................................................... 三．设计要求..................................................................................................... 四．设计思路..................................................................................................... 五．系统的硬件构成及功能................................................................. 5.1主控制器............................................................................................... 5.2显示电路............................................................................................... 5.3温度传感器.......................................................................................... 六．系统整体硬件电路................................................................................. 七．系统程序设计 .......................................................................................... 八．测量及其结果分析 ................................................................................... 九．设计心得体会............................................................................................ 十．参考文献..................................................................................................... 附录1 源程序 附录2 元件清单及PCB图 一．绪论
摘要 针对传统的有线方式检测、采集、传输中节点分散需要大量布线等问题，本文介绍了一种基于CC2530和数字压力传感器的电压数据采集系统。 首先介绍了CC2530 结构及实现原理以及所使用电压传感器模块结构和原理，然后在了解它们的基础上找出相应的采集数据以及传输数据的所需的软件，串口通信及AD转换的原理和其实现方法，最后通过给出总的电压采集的程序流程图以及软件子系统设计系统框图和以上实验设备完成基于CC2530和数字压力传感器的电压数据采集系统。 关键词: 电压采集，嵌入式，CC2530，AD转换，串口通信
目录 一、前言 (1) 二、基本原理 (2) 2.1 CC2530 结构及实现原理 (2) 2.2 电压传感器结构及实现原理 (4) 2.3 软件方面 (5) （1）串口通信 (5) （2）AD转换 (6) 三、系统分析 (9) 3.1 程序流程图 (9) 3.2 软件子系统设计 (9) 四、代码清单 (10) 4.1 核心代码 (10) 4.2 AD转换代码 (11) 总结............................................... 错误！未定义书签。参考文献.. (14)
一、前言 嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软硬件可定制，适用于不同应用场合，对功能，可靠性，成本，体积，功耗有严格要求的专用计算机系统[1]。随着生活水平的提高和科学技术发展的需求，人类对环境信息的感知上有了更高的要求，在某些特殊工业生产领域和室内存储场合对环境要求显得特别苛刻；随着嵌入式技术的发展，为环境检测提供了更进一步的保障。 基于嵌入式的环境信息采集系统包含感知层、传输层、应用层三个层面；传输层常见的有温湿度、烟感、电压、压力等嵌入式传感器模块，传输层包括有线通信和无线通信两部分，应用层包括各种终端。 电压是推动电荷定向移动形成电流的原因。电流之所以能够在导线中流动，也是因为在电流中有着高电势和低电势之间的差别。这种差别叫电势差，也叫电压。换句话说，在电路中，任意两点之间的电位差称为这两点的电压。在很多应用场合，电压是一个很重要的一个参数。电压的自动监测已经成为各行业进行安全生产和减少损失的重要措施之一。本课程设计就对嵌入式电压数据采集系统进行详细分析和设计。
课程设计报告（2010 —2011 年度第2学期） 题目：基于DS18B20的多点温度测量系统 院系： 姓名： 学号： 专业： 指导老师： 2011年5 月22 日
目录 1设计要求…………………………………………………………………………2设计的作用、目的………………………………………………………………3设计的具体实现…………………………………………………………………. 3.1系统概述……………………………………………………………………. 3.2单元电路设计与分析……………………………………………………… 3.3电路的安装与调试…………………………………………………………4心得体会及建议………………………………………………………………… 4.1心得体会…………………………………………………………………… 4.2建议…………………………………………………………………………5附录………………………………………………………………………………6参考文献…………………………………………………………………………
基于DS12B20的多点温度测量系统设计报告 1设计要求 运用DS12B20温度测量芯片实现一个多点温度测量系统，要求如下： （1）．测量点为两点。 （2）．测量的温度为-40~+40°C （3）．温度测量的精度为±0.5°C （4）．测量系统的响应时间要小于1S。 （5）．温度数据的传输方式采用串行数据传送的方式。 2 设计的作用、目的 通过本设计可以进一步了解熟悉单片机的控制原理以及外设与单片机的数据通信方法，尤其是串行通信方法以及单片机与外设间的接口问题。 本设计旨在提高学生的实际应用系统开发能力，增长学生动手实践经验，激起学生学以致用的兴趣。 3设计的具体实现 3.1系统概述 本系统分为温度采集模块、核心处理模块、控制模块和显示模块。温度采集模块由DS18B20温度测量芯片构成，它负责测量温度后将温度量转化为数字信号，传输到数据处理模块；核心处理模块由AT89S52单片机组成，它负责与温度采集模块进行数据通信、对数据进行操作处理已经对各种外设的响应与控制；控制模块由几个按键组成，实现对测量点的选择以及电路复位的操作；显示模块由一块四位的八段译码显示管和驱动芯片组成，它的作用是显示测量的温度值。 系统模块组成图：