中南大学
微机应用系统设计与
综合实验设计报告设计题目多路温度采集系统编程设计
指导老师
设计者
学号
专业班级
设计日期
目录
第一章微机应用系统课程设计的目的意义
1.1 设计目的
1.2 课程在教学计划中的地位和作用
第二章温度采集系统软硬件设计任务
2.1 设计内容及要求
2.2 实验设备
2.3 课程设计的内容及要求
第三章总体设计方案
3.1 设计思想
3.2 总体设计流程图
第四章硬件设计
4.1 硬件设计概要
4.2硬件设计接线图
4.3 所用到的芯片及其各自功能说明
4.3.1 芯片列表
4.3.2 8086的功能简介
4.3.3 8254的功能简介
4.3.4 AD0809的功能简介
第五章实验结果
5.1 汇编程序结果
5.2 C语言程序结果
第六章源程序代码
6.1 汇编程序代码
6.2 C语言程序代码
第七章系统的调试与使用
第八章收获、体会
参考文献
第一章微机应用系统课程设计的目的意义
1.1设计目的
《微机原理与接口技术》是一门实践性和实用性都很强的课程，学习的目的在于应用。本课程设计是配合课堂教学的一个重要的实践教学环节，它能起到巩固课堂和书本上的知识，加强综合能力，提高系统设计水平，启发创新思想的效果。通过本课程设计希望达到以下目地：
培养资料搜集和汇总的能力。
培养总体设计和方案论证的意识。
提高硬件，软件设计与开发的综合能力。
提高软件和硬件联合调试的能力。
熟练掌握相关测量仪器的使用方法。
掌握相关开发软件，仿真软件的使用方法。
1.2课程在教学计划中的地位和作用
现在计算机科学在应用上得到飞速发展，因此，学习这方面的知识必须紧跟实际连接。掌握这方面的知识更重要强调解决实际问题的能力。该课程设计给我们提供了一个很好的机会，它要求我们结合课堂上和书本中学到的知识去独立设计一个硬件系统，它是我们迈向实践和应用的桥梁，我们学习书本上的知识是一个不断积累的过程，而该课程设计却使得我们能够尽情发挥他们，让我们更了解计算机的结构，工作原理以及软硬件的结合使用，虽然课程设计的时间比较短，但它却在整个教学计划中占据了及其重要的位置。
第二章温度采集系统软硬件设计任务
2.1实验目的
为了实现计算机对生产过程及对象的控制，需要将对象的各种测量参数按照要求转换成数字信号送入计算机。经计算机运算处理后再再转换成适合于对生产过程进行控制的量。所以在微机和生产过程之间，必须设置信息的变换和传递通
道。而我们所做的模拟输入通道，主要功能就是随时间变化的模拟输入信号变成数字信号送入计算机，主要有多路转换器，采样保持器和A/D转换器等组成。
本实验通过设计一个微机控制的温度采集系统，旨在使学生能做到以下几点：
1．了解微机控制的温度采集系统软硬件设计原理和方法。
2．进一步掌握定时/计数器、并行接口芯片和中断控制器的工作原理与使用方法。
3．学会利用A/D转换芯片实现信号的A/D转换。
2.2实验设备
l．80X86系列微机一台。
2．微机硬件实验平台。
3．定时/计数器8254
4．ADC0809。
2.3实验内容及要求
（1）、分别用C语言和汇编语言编程完成硬件接口功能设计；
（2）、基于80x86微机接口的控制器硬件电路设计与调试；
（3）、功能要求：具有报警功能（如：声、光、电形式），系统可实现6路温度信号的巡回采集检测、各路巡回检测的温度范围 0～1020
C O（温度信号用电位器可调电压模拟）；4、指标要求4C O对应数字量为
01H）、每隔2s检测一次，每一路连续检测5次，取其中值，当前温度
用4位数显示在计算机显示屏幕上，6路同时显示，每2s刷新一次显
示。显示方式为：
例：1号炉温度：0800 C O
2号炉温度：1000C O
3号炉温度：0700C O
4号炉温度：0800C O
5号炉温度：0650C O
6号炉温度：0870C
第三章总体设计方案
3.1 设计思想
在许多传统行业中，多路高温度采集系统是不可或缺的。电厂，石化行业及制药厂等企业生产过程中，普遍存在着需要进行温度测量的场合。因为温度是生产过程和科学实验中普遍且重要的物理参数。在工业生产中，为了高效生产，必须对生产过程的主要参数，如温度，
压力，速度等进行有效的检测并控制。其中温度检测在生产过程中占有相当大的比例。
而我们所做的课题正是以8086cpu为核心设计一个温度巡回监测系统（A/D采用ADC0809）.系统可实现温度信号的采集，在显示器上显示当前的温度和通道号。模拟现场六路温度巡回检测，温度范围0-1020摄氏度。每隔两秒检测一次，每一次检测六路信号，每路信号连续检测五次，并取这五个数据的中值经标度变换后送显示器显示，6路同时显示，每次显示持续两秒。在采集完某一路信号时，将采集到的信号与给定值比较，如果超出给定范围则进行报警。
该系统主要用于温度检测，是一个状态反馈系统，并非动态控制系统。他可以利用放大器实现多个点的温度巡回检测，并在屏幕上显示当前的温度值和通道号。当温度信号改变时，显示的值也随之改变，并且实现当温度超出给定范围时进行报警的功能。
3.2程序设计流程图
Y
N
N
Y
N
Y
第四章硬件设计
4.1 硬件设计概要
系统的主要功能是实现温度信号的采集，在显示器上显示当前的温度和通道号。模拟现场六路温度的温度巡回检测，温度范围0-1020摄氏度。每隔两秒检测一次，经标度变换后送显示器显示，六路同时显示，每次显示持续两秒。
实验步骤如下：
（1）确认从PC机引出的两根扁平电缆已经连接在试验平台上。
（2）编写程序然后编译连接。
（3）参考接线图连接试验线路。
（4）运行参考程序，观察显示器上的通道号和温度值。
（5）改变温度的值观察是否实现报警功能。
4.2 硬件接线图
4．3 所用到的芯片及其各自功能说明
4.3.1芯片列表
可编程定时器／计数器8254，ADC0809
4.3.28086的功能简介
Intel8086CPU是16位微处理器，它采用N—沟道，耗尽型负载的硅栈工艺制造，外型为双列直插式，有40个引脚。8086CPU有16根数据线和20根地址线，直接寻址空间为1MB。能够完成微型计算机的基本操作数的读取，指令的执行，中断控制等基本功能。
4.3.38254的功能简介
①8254的内部结构
8254采用NMOS工艺制成，有24个引脚，所有输入、输出端均TTL电平兼容，单一电源（V
=+5V）供电，最高计数速率为2.6MHz。它包括3个
cc
计数器（即计数器0、1、2）、数据总路线缓冲器、读／写逻辑以及控制寄存器等4个部分。
②8254的外部引脚
图3.3 8254引脚图
A1、A0：地址输入线，用来址8254内部的4个端口，即3个计数器和1个控制字寄存器与CPU系统地址线相连。
CLK0、CLK1、CLK2：时钟脉冲输入端，用于输入定时脉冲或计数脉冲
信号。CLK可以是系统的时钟脉冲，也可以由系统时钟分频或者其他脉冲源提供。当用于定时时，这个脉冲必须是均匀的、连续的、周期精确的，而用于计数时，这个脉冲可以是不均匀的、断续的、周期不定的。
GATE0、GATE1、GATE3：门控输入端，用于外部控制计数器的启动计数和停止计数的操作。两个或两个以上计数器连用时，可用此信号同步，也可用于与外部某信号的同步。
OUT0、OUT1、OUT2：计数输出，当计数器从初值开始完成计数操作进，OUT引脚输出相应的信号。
③8254的工作方式
方式0：减1计数到0，产生中断请求信号。
方式1：减1计数到0，产生可重复触发的单稳态负脉冲信号。
方式2：减1计数到1，分频器（速率信号发生器）。
方式3：减1计数到初值的1／2，方波发生器。
方式4：减1计数到0，软件触发产生选通负脉冲信号。
方式5：减1计数到0，硬件触发产生选通负脉冲信号。
4.3.4ADC0809的功能简介
ADC0809包括一个8位的逐次逼近型的ADC部分，并提供一个8通道的模拟多路开关和联合寻址逻辑，用它可直接输入8个单端的模拟信号，分别进行A/D转换，在多点巡回检测、过程控制等应用领域中使用非常广泛，ADC的主要技术指标为
分辨率：8位单电源：+5V
总的不可调误差：1LSB 转换时间：取决于时钟频率
模拟输入范围：单极性0~5V 时钟频率范围：10KHZ~1280KHZ
ADC0809的外部管脚如下图所示
ADC0809的外部管脚图
第五章实验结果
5.1 汇编程序结果
1haoluwenduú║1020 degree
2haoluwenduú║1020 degree
3haoluwenduú║0720 degree
4haoluwenduú║0608 degree
5haoluwenduú║0248 degree
6haoluwenduú║0248 degree
六路温度都在指定的温度范围内，不产生报警时的结果显示
1haoluwenduú║1020 degree
2haoluwenduú║1020 degree
3haoluwenduú║0000 degree The temperature is below than 60 degree
4haoluwenduú║0000 degree The temperature is below than 60 degree
5haoluwenduú║0248 degree
6haoluwenduú║0248 degree
程序设计为当温度低于60摄氏度时蜂鸣器报警，并且在屏幕上产生相应的提示3号炉和4号炉温度低于60摄氏度报警
5.2 C语言程序结果
1haoluwendu:1020degree
2haoluwendu:1020degree
3haoluwendu:688degree
4haoluwendu:592degree
5haoluwendu:248degree
6haoluwendu:248degree
六路温度都在指定的温度范围内，不产生报警时的结果显示
1haoluwendu:1020degree
2haoluwendu:1020degree
3haoluwendu:804degree
4haoluwendu:676degree
5haoluwendu:12degree The tempeture is below than 60 degree
6haoluwendu:12degree The tempeture is below than 60 degree
程序设计为当温度低于60摄氏度时蜂鸣器报警，并且在屏幕上产生相应的提示3号炉和4号炉温度低于60摄氏度报警
第六章源程序代码
6.1汇编语言程序
;***************根据CHECK配置信息修改下列符号值******************* IOY0 EQU 3000H ;片选IOY0对应的端口始地址
IOY1 EQU 3040H ;片选IOY1对应的端口始地址
;*****************************************************************
MY8254_COUNT0 EQU IOY0+00H*4 ;8254计数器0端口地址
MY8254_COUNT1 EQU IOY0+01H*4 ;8254计数器1端口地址
MY8254_COUNT2 EQU IOY0+02H*4 ;8254计数器2端口地址MY8254_MODE EQU IOY0+03H*4 ;8254控制寄存器端口地址AD0809 EQU IOY1+00H ;AD0809的端口地址
AD0809_MODE EQU IOY1+08H*4 ;AD0809的状态口地址
DA TA SEGMENT ;数据段
DBUF DB 100 DUP(?) ;数据区
STR1 DB 'line temperature $' ;显示的字符串
STR2 DB ' The temperature is below than 60 degree $' ;显示提示信息
STR3 DB ' degree $'
FREQ_LIST DW 400,800,556,495,556,0 ;频率表
TIME_LIST DB 1,3,2,1,4,0 ;时间表
ALARMDB DB 0
DATA ENDS
STACK1 SEGMENT STACK 'STACK' ;堆栈段ST1 DB 100 DUP(?)
STACK1 ENDS
CODE SEGMENT ;代码段
ASSUME CS:CODE,DS:DATA,SS:STACK1 START: MOV AX,STACK1
MOV SS,AX
MOV AX,DA TA
MOV DS,AX ;DS指向数据区段址
CLD ;清方向标志
MOV AX,0000H
MOV ES,AX
MOV AL,50H ;保存原中断向量入口地址
MOV AH,35H
INT 21H
PUSH ES
PUSH BX
PUSH DS
MOV AX,SEG ADINT ;设置中断向量入口地址
MOV DS,AX
MOV DX,OFFSET ADINT
MOV AL,50H
MOV AH,25H
INT 21H
POP DS
WAIT1: INT 50H ;中断调用
CMP ALARMDB ,0
JZ SDD
CALL ALARM
SDD: mov ALARMDB,0
PUSH CX ;延时
PUSH AX
PUSH DX
PUSH BX
MOV CX,0FFFFH
D1: MOV AX,0FFFFH
D2: DEC AX
JNZ D2
LOOP D1
MOV AH,6 ;清屏
MOV AL,0
MOV CX,0
MOV DH,24
MOV DL,79
MOV BH,7
INT 10H
MOV AH,2 ;置光标到页面左上角
MOV DH,0
MOV DL,0
MOV BH,0
INT 10H
POP BX
POP DX
POP AX
POP CX
MOV AH,1 ;判断是否有按键按下
INT 16H
JZ WAIT1 ;无按键则跳回继续等待，有则退出
QUIT: POP DX ;退出
POP DS
MOV AL,50H
MOV AH,25H
INT 21H
MOV AX,4C00H ;返回到DOS
INT 21H
;中断服务程序，对每个通道均采集一个数据，存进DBUF
ADINT PROC NEAR ;调用子程序
STARTA:
MOV CX,0006H ;设置通道计数器初值
MOV DX,AD0809 ; DX指向ADC通道
TRANS2:CALL NEXT ;调用转换子程序
LOOP TRANS2 ;循环采集六路信号
IRET ;自中断返回
ADINT ENDP
DALL Y1 PROC NEAR ;软件延时子程序，用于ADC转换时延时保证转换完成
PUSH CX
PUSH AX
PUSH DX
MOV CX,4000H
D5: MOV AX,0600H
D6: DEC AX
JNZ D6
LOOP D5
POP DX
POP AX
POP CX
RET
DALL Y1 ENDP
DALL Y2 PROC ;延时子程序，用于8254产生方波时延时，为扬声器发生报警提供信号延时
PUSH CX
PUSH AX
D10: MOV CX,0F00H
D9: MOV AX,0FFFFH
D8: DEC AX
JNZ D8
LOOP D9
DEC DL
JNZ D10
POP AX
POP CX
RET
DALL Y2 ENDP
ALARMTITLE PROC
PUSH DX
MOV DX,OFFSET STR2 ;显示温度低于某一值
MOV AH,9
INT 21H
POP DX
RET
ALARMTITLE ENDP
ALARM PROC ;报警子程序
PUSH DX
PUSH AX
PUSH SI
PUSH DI
MOV DX,MY8254_MODE ;初始化8254工作方式
MOV AL,36H ;定时器0、方式3
OUT DX,AL
BEGIN:MOV SI,OFFSET FREQ_LIST ;装入频率表起始地址
MOV DI,OFFSET TIME_LIST ;装入时间表起始地址
PLAY: MOV DX,0FH ;输入时钟为 1.0416667MHz，1.0416667M = 0FE502H
MOV AX,0E502H
DIV WORD PTR [SI] ;取出频率值计算计数初值，0F4240H / 输出频率
MOV DX,MY8254_COUNT0
OUT DX,AL ;装入计数初值
MOV AL,AH
OUT DX,AL
MOV DL,[DI] ;取出演奏相对时间，调用延时子程序
CALL DALL Y2
ADD SI,2
INC DI
CMP WORD PTR [SI],0 ;判断是否到曲末？
JE srr
MOV AH,1 ;判断是否有按键按下？
INT 16H
JZ PLAY
srr: MOV DX,MY8254_MODE ;退出时设置8254为方式2，OUT0置0 MOV AL,10H
OUT DX,AL
POP DI
POP SI
POP AX
POP DX
RET
ALARM ENDP
NEXT PROC ;信号巡回采集子程序
NEXT1: MOV SI,OFFSET DBUF ;SI指向WENDU偏移地址MOV BL,05H ;为采集提供计数依据
NEXT2: MOV AH,0000H
OUT DX,AL ;启动一次转换
CALL DALL Y1 ;延时保证转换完成
《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：
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）
热交换器温度控制系统 一．控制系统组成 由换热器出口温度控制系统流程图1可以看出系统包括换热器、热水炉、控制冷流体的多级离心泵，变频器、涡轮流量传感器、温度传感器等设备。 图1换热器出口温度控制系统流程图 控制过程特点：换热器温度控制系统是由温度变送器、调节器、执行器和被控对象（出口温度）组成闭合回路。被调参数（换热器出口温度）经检验元件测量并由温度变送器转换处理获得测量信号c，测量值c与给定值r的差值e送入调节器，调节器对偏差信号e进行运算处理后输出控制作用u。 二、设计控制系统选取方案 根据控制系统的复杂程度，可以将其分为简单控制系统和复杂控制系统。其中在换热器上常用的复杂控制系统又包括串级控制系统和前馈控制系统。对于控制系统的选取，应当根据具体的控制对象、控制要求，经济指标等诸多因素，选用合适的控制系统。以下是通过对换热器过程控制系统的分析，确定合适的控制系统。
换热器的温度控制系统工艺流程图如图2所示，冷流体和热流体分别通过换热器的壳程和管程，通过热传导，从而使热流体的出口温度降低。热流体加热炉加热到某温度，通过循环泵流经换热器的管程，出口温度稳定在设定值附近。冷流体通过多级离心泵流经换热器的壳程，与热流体交换热后流回蓄电池，循环使用。在换热器的冷热流体进口处均设置一个调节阀，可以调节冷热流体的大小。在冷流体出口设置一个电功调节阀，可以根据输入信号自动调节冷流体流量的大小。多级离心泵的转速由便频器来控制。 换热器过程控制系统执行器的选择考虑到电动调节阀控制具有传递滞后大，反应迟缓等缺点，根具离心泵模型得到通过控制离心泵转速调节流量具有反应灵敏，滞后小等特点，而离心泵转速是通过变频器调节的，因此，本系统中采用变频器作为执行器。 图2换热器的温度控制系统工艺流程图 引起换热器出口温度变化的扰动因素有很多，简要概括起来主要有： （1）热流体的流量和温度的扰动，热流体的流量主要受到换热器入口阀门的开度和循环泵压头的影响。热流体的温度主要受到加热炉加热温度和管路散热的影响。 （2 ）冷流体的流量和温度的扰动。冷流体的流量主要受到离心泵的压头、转速
计算机控制课程设计 报告 设计题目：电阻炉温度控制系统设计 年级专业：09级测控技术与仪器 化工、机械、食品等领域。温度控制是工业生产过程中经常遇到的过程控制，有些工艺过程对其温度的控制效果直接影响着产品的质量。因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。本设计就是利用单片机来控制高温加热炉的温度，传统的以普通双向晶闸管（SCR）控制的高温电加热炉采用移相触发电路改变晶闸管导通角的大小来调节输出功率，达到自动控制电加热炉温度的目的。这种移相方式输出一种非正弦波，实践表明这种控制方式产
生相当大的中频干扰，并通过电网传输，给电力系统造成“公害”。采用固态继电器控温电路，通过单片机控制固态继电器，其波形为完整的正弦波，是一种稳定、可靠、较先进的控制方法。为了降低成本和保证较高的控温精度，采用普通的ADC0809芯片和具有零点迁移、冷端补偿功能的温度变送器桥路，使实际测温范围缩小。 1.1电阻炉组成及其加热方式 电阻炉是工业炉的一种，是利用电流通过电热体元件将电能转化为热能来加热或者熔化元件或物料的热加工设备。电阻炉由炉体、电气控制系统和辅助系统组成，炉体由炉壳、加热器、炉衬（包括隔热屏）等部件组成。由于炉子的种类不同，因而所使用的燃料和加
热方法也不同;由于工艺不同，所要求的温度高低不同，因而所采用的测温元件和测温方法也不同;产品工艺不同，对控温精度要求不同，因而控制系统的组成也不相同。电气控制系统包括主机与外围电路、仪表显示等。辅助系统通常指传动系统、真空系统、冷却系统等，因炉种的不同而各异。电阻炉的类型根据其热量产生的方式不同，可分为间接加热式和直接加热式两大类。间接加热式电阻炉，就是在炉子内部有专用的电阻材料制作的加热元件， （4）电阻炉温度按预定的规律变化，超调量应尽可能小，且具有良好的稳定性; （5）具有温度、曲线自动显示和打印功能，显示精度为±1℃; （6）具有报警、参数设定、温度曲线修改设置等功能。
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)
课程设计报告书 课程名称：电工电子课程设计 题目：数字温度计 学院：信息工程学院 系：电气工程及其自动化 专业班级：电力系统及其自动化113 学号：6100311096 学生姓名：李超红 起讫日期：6月19日——7月2日 指导教师：郑朝丹职称：讲师 学院审核（签名）： 审核日期：
内容摘要： 目前，单片机已经在测控领域中获得了广泛的应用，它除了可以测量电信以外，还可以用于温度、湿度等非电信号的测量，能独立工作的单片机温度检测、温度控制系统已经广泛应用很多领域。 单片机是一种特殊的计算机,它是在一块半导体的芯片上集成了CPU,存储器，RAM，ROM，及输入与输出接口电路，这种芯片称为:单片机。由于单片机的集成度高，功能强，通用性好，特别是它具有体积小，重量轻，能耗低，价格便宜，可靠性高，抗干扰能力强和使用方便的优点，使它迅速的得到了推广应用，目前已成为测量控制系统中的优选机种和新电子产品中的关键部件。单片机已不仅仅局限于小系统的概念，现已广泛应用于家用电器，机电产品，办公自动化用品，机器人，儿童玩具，航天器等领域。 本次课程设计，就是用单片机实现温度控制，传统的温度检测大多以热敏电阻为温度传感器，但热敏电阻的可靠性差，测量温度准确率低，而且必须经过专门的接口电路转换成数字信号才能由单片机进行处理。本次采用DS18B20数字温度传感器来实现基于51单片机的数字温度计的设计。 本文介绍了一个基于STC89C52单片机和数字温度传感器DS18B20的测温 系统，并用LED数码管显示温度值，易于读数。系统电路简单、操作简便，能 任意设定报警温度并可查询最近的10个温度值，系统具有可靠性高、成本低、功耗小等优点。 关键词：单片机数字温度传感器数字温度计
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
目录摘要2 1.设计目的3 2.设计要求和设计指标3 3. 总体方案设计 3 4.硬件选择以及相关电路设计3 温度传感器的选择3 模数转换器4 内部结构4 信号引脚5 工作时序与使用说明6 控制器89C51 7 数码管显示电路8 LED数码管的组成8 数码管显示方式9 控制算法10 6. 各子程序流程图11 PID控制程序流程图11 A/D转换程序流程图11 显示程序流程图11 温度控制总程序流程图12 心得体会12
参考文献13 附录1：温度控制系统总电路图14 附录2：温度控制系统程序清单16 摘要 温度控制是工业生产过程中经常遇到的过程控制，有些工艺过程对其温度的控制效果直接影响着产品的质量，因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。本设计介绍了以AD590集成温度传感器为采集器、AT89C51为控制器、ADC0809为A/D转换器对温度进行智能控制的温度控制系统。其主要过程如下：利用传感器对将非电量信号转化成电信号，转换后的电信号再入A/D转换成数字量，传递给单片机进行数据处理，并向外围设备发出控制信号。 论文首先介绍了单片机控制系统的整体方案设计及原理，然后具体介绍了控制系统的温度传感器部分、A/D转换部分、控制器89C51部分以及数码管显示和键盘控制部分，接着相信介绍了温度控制系统各个单元电路的设计，最后阐述了温度控制系统软件设计的主程序和各个子程序。 关键字：单片机89C51 温度传感器A/D转换器温度控制
计算机温度测控系统 1.设计目的 设计制作和调试一个由工业控制机控制的温度测控系统。通过这个过程学习温度的采样方法，A/D变换方法以及数字滤波的方法。通过实践过程掌握温度的几种控制方法，了解利用计算机进行自动控制的系统结构。 2.设计要求和设计指标 1、每组4～5同学，每个小组根据设计室提供的设备及设计要求，设计出实际电路组成一个完整的计算机温度测控系统。 2、根据设备情况以及被控对象，选择1～2种合适的控制算法， 框图和源程序，并进行实际操作和调试通过。 编制程序温度指标：60～80℃之间任选；偏差：1℃。 总体方案设计 本系统主要由数据采集、信号放大、模数转换等模块构成。设计思想是通过温度传感器将温度信号转变为电流（电压）信号，但我们要知道经温度变化引起电流（电压）信号的改变是非常小的，此时如果被模数转换器采集的话效果是非常不明显的，因此我们将其通过一个信号放大模块进行放大。再通过模数转换器后送入单片机AT89C51，而单片机通过PID算法控制烘箱的电炉加热，并且使数码管显示实时温度，从而实现温度的高精度控制。 4.硬件选择以及相关电路设计 温度传感器的选择 传感器的选取目前市场上温度传感器繁多就此我们提出了以下三种选取方案：方案一：选用铂电阻温度传感器，此类温度传感器在各方面特性都比较优秀，但其成本较高。 方案二：采用热敏电阻，选用此类元器件有价格便宜的优点，但由于热敏电阻的非线性特性会影响系统的精度。 方案三：选用美国Analog Devices 公司生产的二端集成电流传感器AD590，此器件具有体积小、质量轻、线形度好、性能稳定等优点。其测量范围在-50℃--+150℃，满刻度范围误差为±℃，当电源电压在5—10V之间，稳定度为1﹪时，误差只有±℃，其各方面特性都满足此系统的设计要求。 比较以上三种方案，方案三具有明显的优点，因此此次设计选用方案三。
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，
北京电子科技学院 课程设计报告 ( 2010 – 2011年度第一学期) 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与制作 学号： 学生姓名： 指导教师： 成绩： 日期：2010年11月17日
目录 一、电子技术课程设计的目的与要求 (3) 二、课程设计名称及设计要求 (3) 三、总体设计思想 (3) 四、系统框图及简要说明 (4) 五、单元电路设计（原理、芯片、参数计算等） (4) 六、总体电路 (5) 七、仿真结果 (8) 八、实测结果分析 (9) 九、心得体会 (9) 附录I：元器件清单 (11) 附录II：multisim仿真图 (11) 附录III：参考文献 (11)
一、电子技术课程设计的目的与要求 （一）电子技术课程设计的目的 课程设计作为模拟电子技术课程的重要组成部分，目的是使学生进一步理解课程内容，基本掌握电子系统设计和调试的方法，增加集成电路应用知识，培养学生实际动手能力以及分析、解决问题的能力。 按照本专业培养方案要求，在学完专业基础课模拟电子技术课程后，应进行课程设计，其目的是使学生更好地巩固和加深对基础知识的理解，学会设计小型电子系统的方法，独立完成系统设计及调试，增强学生理论联系实际的能力，提高学生电路分析和设计能力。通过实践教学引导学生在理论指导下有所创新，为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。 （二）电子技术课程设计的要求 1．教学基本要求 要求学生独立完成选题设计，掌握数字系统设计方法；完成系统的组装及调试工作；在课程设计中要注重培养工程质量意识，按要求写出课程设计报告。 教师应事先准备好课程设计任务书、指导学生查阅有关资料，安排适当的时间进行答疑，帮助学生解决课程设计过程中的问题。 2．能力培养要求 （1）通过查阅手册和有关文献资料培养学生独立分析和解决实际问题的能力。 （2）通过实际电路方案的分析比较、设计计算、元件选取、安装调试等环节，掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。 （3）掌握常用仪器设备的使用方法，学会简单的实验调试，提高动手能力。 （4）综合应用课程中学到的理论知识去独立完成一个设计任务。 （5）培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。 二、课程设计名称及设计要求 （一）课程设计名称 设计题目：温度测量控制系统的设计与制作 （二）课程设计要求 1、设计任务 要求设计制作一个可以测量温度的测量控制系统，测量温度范围：室温0～50℃，测量精度±1℃。 2、技术指标及要求： （1）当温度在室温0℃～50℃之间变化时，系统输出端1相应在0～5V之间变化。 （2）当输出端1电压大于3V时，输出端2为低电平；当输出端1小于2V时，输出端2为高电平。 输出端1电压小于3V并大于2V时，输出端2保持不变。 三、总体设计思想 使用温度传感器完成系统设计中将实现温度信号转化为电压信号这一要求，该器件具有良好的线性和互换性,测量精度高,并具有消除电源波动的特性。因此，我们可以利用它的这些特性，实现从温度到电流的转化；但是，又考虑到温度传感器应用在电路中后，相当于电流源的作用，产生的是电流信号，所以，应用一个接地电阻使电流信号在传输过程中转化为电压信号。接下来应该是对产生电压信号的传输与调整，这里要用到电压跟随器、加减运算电路，这些电路的实现都离不开集成运放对信号进行运算以及电位器对电压调节，所以选用了集成运放LM324和电位器；最后为实现技术指标（当输出端1电压大于3V时，输出端2为低电平；当输出端1小于2V时，输出端2为高电平。输出端1电压小于3V并大于2V时，输出端2保持不变。）中的要求，选用了555定时器LM555CM。 通过以上分析，电路的总体设计思想就明确了，即我们使用温度传感器AD590将温度转化成电压信号，然后通过一系列的集成运放电路，使表示温度的电压放大，从而线性地落在0～5V这个区间里。最后通过一个555设计的电路实现当输出电压在2与3V这两点上实现输出高低电平的变化。
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)
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。
单片机原理与应用 课程设计报告 { 课程设计名称：温度报警器设计 专业班级： 13计转本 | 学生姓名：张朝柱肖娜 学号： 140 113 指导教师：高玉芹 设计时间： 2016-11—2017-12 成绩： 信电工程学院
摘要 2009年6月14日随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研、各个领域，已经成为一种比较成熟的技术。 本文主要介绍了一个基于AT89C52单片机的测温系统，详细描述了利用液晶显示器件传感器DS18B20开发测温系统的过程，重点对传感器在单片机下的硬件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析，特别是数字温度传感DS18B20的数据采集过程。对各部分的电路也一一进行了介绍,该系统可以方便的实现实现温度采集和显示，并可根据需要任意设定上下限报警温度，它使用起来相当方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点，适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量，也可以当作温度处理模块嵌入其它系统中，作为其他主系统的辅助扩展。DS18B20与AT89C52结合实现最简温度检测系统，该系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下进行现场温度测量，有广泛的应用前景。 关键词：单片机AT89C51；DS18B20温度传感器；液晶显示LCD1602。
目录 1绪论 (1) 温度报警器简介 (1) 温度报警器的背景与研究意义 (1) 温度报警器的现状及发展趋势 (1) 2 系统整体方案设计 (2) 设计目标 (2) 系统的基本方案 (2) 系统方案选择 (2) 各模块方案选择 (3) 主要元器件介绍 (3) STC89C52的简介 (3) DS18B20的简介 (4) 3 系统的硬件设计与实现 (5) 系统硬件概述 (5) 主要单元电路的设计 (5) 键盘扫描模块电路的设计 (5) 单片机控制模块电路的设计 (5) 报警模块电路的设计 (6) LCD1602显示模块电路的设计 (7) 4 系统的软件设计与实现 (8) KEIL软件介绍 (8) 系统程序设计流程图 (8) 主程序软件设计 (8) 按键软件设计 (9) 密码设置软件设计 (9) 开锁软件设计 (10) 5 系统仿真设计 (12) Proteus 软件介绍 (12) Proteus 仿真图 (12) 硬件调试 (13) 调试结果 (13) 6 结论 (14)
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。
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
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
目录 第一章方案设计与论证 (2) 第一节传感器的选择 (2) 第二节方案论证 (3) 第三节系统的工作原理 (3) 第四节系统框图 (4) 第二章硬件设计 (4) 第一节PT100传感器特性和测温原理 (5) 第二节信号调理电路 (6) 第三节恒流源电路的设计 (6) 第四节TL431简介 (8) 第三章软件设计 (9) 第一节软件的流程图 (9) 第二节部分设计模块 (10) 总结 (11) 参考文献 (11)
第一章方案设计与论证 第一节传感器的选择 温度传感器从使用的角度大致可分为接触式和非接触式两大类，前者是让温度传感器直接与待测物体接触，而后者是使温度传感器与待测物体离开一定的距离，检测从待测物体放射出的红外线，达到测温的目的。在接触式和非接触式两大类温度传感器中，相比运用多的是接触式传感器，非接触式传感器一般在比较特殊的场合才使用，目前得到广泛使用的接触式温度传感器主要有热电式传感器，其中将温度变化转换为电阻变化的称为热电阻传感器，将温度变化转换为热电势变化的称为热电偶传感器。 热电阻传感器可分为金属热电阻式和半导体热电阻式两大类，前者简称热电阻，后者简称热敏电阻。常用的热电阻材料有铂、铜、镍、铁等，它具有高温度系数、高电阻率、化学、物理性能稳定、良好的线性输出特性等，常用的热电阻如PT100、PT1000等。近年来各半导体厂商陆续开发了数字式的温度传感器，如DALLAS公司DS18B20，MAXIM公司的MAX6576、MAX6577，ADI公司的AD7416等，这些芯片的显著优点是与单片机的接口简单，如DS18B20该温度传感器为单总线技术，MAXIM公司的2种温度传感器一个为频率输出，一个为周期输出，其本质均为数字输出，而ADI公司的AD7416的数字接口则为近年也比较流行的I2C总线，这些本身都带数字接口的温度传感器芯片给用户带来了极大的方便，但这类器件的最大缺点是测温的范围太窄，一般只有-55～+125℃，而且温度的测量精度都不高，好的才±0.5℃,一般有±2℃左右，因此在高精度的场合不太满足用户的需要。 热电偶是目前接触式测温中应用也十分广泛的热电式传感器，它具有结构简单、制造方便、测温范围宽、热惯性小、准确度高、输出信号便于远传等优点。常用的热电偶材料有铂铑-铂、铱铑-铱、镍铁-镍铜、铜-康铜等，各种不同材料的热电偶使用在不同的测温范围场合。热电偶的使用误差主要来自于分度误差、延伸导线误差、动态误差以及使用的仪表误差等。
锅炉温度控制系统上位机设计 1.设计背景 锅炉是化工、炼油、发电等工业生产过程中必不可少的重要的动力设备。它所产生的高压蒸汽，既可以作为风机、压缩机、大型泵类的驱动透平的动力源，又可作为蒸馏、化学反应、干燥和蒸发等过程的热源。随着工业生产规模的不断扩大，生产设备的不断创新，作为全厂动力和热源的锅炉，办向着大容量、高参数、高效率发展。为了确保安全，稳定生产，锅炉设备的控制系统就显得愈加重要。随着经济的迅猛发展，自动化控制水平越来越高，用户对锅炉控制系统的工作效率要求也越来越高，为了提高锅炉的工作效率，较少对环境的污染问题，所以利用计算机与组态软件技术对锅炉生产过程进行自动控制有着重要的意义。 2.任务要求 (1) 按照题目设计监控画面及动态模拟； (2) 在数据字典中定义需要的内存变量和I/O变量； (3) 实现监控系统的实时、历史曲线及报警界面显示； (4) 实现保存数据和参数报表打印功能； (5) 实现登陆界面和帮助界面。 3. 界面功能 3.1 系统说明 本系统的目的是实现锅炉的温度控制，所以在监控界面设置了加热部分和降温部分，同时通过观察相应仪表，操作者手动的实现对锅炉温度的控制，而且在加热过程和降温过程中有信号灯可以清楚地显示系统工作在什么阶段。此外，在监控界面加入了液位控制部分，通过对进水量和出水量的控制实现液位平衡。实时曲线和历史曲线可以让操作者清楚地观察到锅炉内液体的液位高度和温度，从而更加准确的操作系统，达到控制要求。实时报警界面可以随时进行提醒，防止发生意外情况。帮助界面可以让初次登陆该系统的用户快速学会如何操作系统。登陆界面中加入用户登陆部分，只有有相应权限的操作者也可以控制系统。该系统还加入历史曲线打印功能和对系统相关变量的保存功能，用户可以随时查看历史记录。 3.2主监控界面 主控界面实现的是操作者观察仪表，得到锅炉内液体温度和液位的实时信息，通过调节电磁阀1、2，使得锅炉内液体液位保持在要求范围内，通过加热按钮和降温按钮对