基于51单片机的温度数据采集-原理图

课程设计报告书设计任务书一、设计任务1一秒钟采集一次。

2把INO口采集的电压值放入30H单元中。

3做出原理图。

4画出流程图并写出所要运行的程序。

二、设计方案及工作原理方案： 1. 采用8051和ADC0809构成一个8通道数据采集系统。

2. 能够顺序采集各个通道的信号。

3. 采集信号的动态范围：0～5V。

4. 每个通道的采样速率：100 SPS。

5．在面包板上完成电路，将采样数据送入单片机20h～27h存储单元。

6．编写相应的单片机采集程序，到达规定的性能。

工作原理：通过一个A/D转换器循环采样模拟电压，每隔一定时间去采样一次，一次按顺序采样信号。

A/D转换器芯片AD0809将采样到的模拟信号转换为数字信号，转换完成后，CPU读取数据转换结果，并将结果送入外设即CRT/LED显示，显示电压路数和数据值。

目录第一章系统设计要求和解决方案第二章硬件系统第三章软件系统第四章实现的功能第五章缺点及可能的解决方法第六章心得体会附录一参考文献附录二硬件原理图附录三程序流程图第一章系统设计要求和解决方案根据系统基本要求，将本系统划分为如下几个部分：●信号调理电路●8路模拟信号的产生与A/D转换器●发送端的数据采集与传输控制器●人机通道的接口电路●数据传输接口电路数据采集与传输系统一般由信号调理电路，多路开关，采样保持电路，A/D，单片机，电平转换接口，接收端（单片机、PC或其它设备）组成。

系统框图如图1-1所示1.1 信号采集分析被测电压为0～5V 直流电压，可通过电位器调节产生。

1.1.1 信号采集多路数据采集系统多采用共享数据采集通道的结构形式。

数据采集方式选择程序控制数据采集。

程序控制数据采集，由硬件和软件两部分组成。

，据不同的采集需要，在程序存储器中，存放若干种信号采集程序，选择相应的采集程序进行采集工作，还可通过编新的程序，以满足不同采样任务的要求。

如图1-3所示。

程序控制数据采集的采样通道地址可随意选择，控制多路传输门开启的通道地址码由存储器中读出的指令确定。

基于51单片机的温度控制系统设计引言：随着科技的不断进步，温度控制系统在我们的生活中扮演着越来越重要的角色。

特别是在一些需要精确控制温度的场合，如实验室、医疗设备和工业生产等领域，温度控制系统的设计和应用具有重要意义。

本文将以基于51单片机的温度控制系统设计为主题，探讨其原理、设计要点和实现方法。

一、温度控制系统的原理温度控制系统的基本原理是通过传感器感知环境温度，然后将温度值与设定值进行比较，根据比较结果控制执行器实现温度的调节。

基于51单片机的温度控制系统可以分为三个主要模块：温度传感器模块、控制模块和执行器模块。

1. 温度传感器模块温度传感器模块主要用于感知环境的温度，并将温度值转换成电信号。

常用的温度传感器有热敏电阻、热敏电偶和数字温度传感器等，其中热敏电阻是最常用的一种。

2. 控制模块控制模块是整个温度控制系统的核心，它负责接收传感器传来的温度信号，并与设定值进行比较。

根据比较结果，控制模块会输出相应的控制信号，控制执行器的工作状态。

51单片机作为一种常用的嵌入式控制器，可以实现控制模块的功能。

3. 执行器模块执行器模块根据控制模块输出的控制信号，控制相关设备的工作状态，以实现对温度的调节。

常用的执行器有继电器、电磁阀和电动机等。

二、温度控制系统的设计要点在设计基于51单片机的温度控制系统时，需要考虑以下几个要点：1. 温度传感器的选择根据具体的应用场景和要求，选择合适的温度传感器。

考虑传感器的测量范围、精度、响应时间等因素，并确保传感器与控制模块的兼容性。

2. 控制算法的设计根据温度控制系统的具体要求，设计合适的控制算法。

常用的控制算法有比例控制、比例积分控制和模糊控制等，可以根据实际情况选择适合的算法。

3. 控制信号的输出根据控制算法的结果，设计合适的控制信号输出电路。

控制信号的输出电路需要考虑到执行器的工作电压、电流等参数，确保信号能够正常控制执行器的工作状态。

4. 系统的稳定性和鲁棒性在设计过程中，需要考虑系统的稳定性和鲁棒性。

⽤单⽚机做⼀个物联⽹温度计+远程开关⼀故事背景Array1，对物联⽹技术感兴趣的朋友想玩⼀些物联⽹应⽤练练⼿，这个正好合适。

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你会怎么做？⽤互联⽹的思维来思考的话，可以这样做。

1. 在鸡舍的不同区域安装温度传感器，并将温度数据上传⾄服务器；2. 统计每天的产蛋量，并定时上传到服务器；3. 在服务器上⾯可以跑⼀些机器学习或者深度学习或者其他适合这个场合的的算法，算法的输⼊参数就是海量的温度数据，产蛋量，对应的时间点等；4. 经过数个⽉的信号采集和分析，服务器可以输出⼀个适合这个鸡舍的数学模型；5. 进⼀步验证此模型是否⾜够优秀，并根据科学数据的指导合理安排鸡舍的采暖，做到节能⾼产！6. 真实的环境中，还会有很多参数影响产量，⽐如进⻝时间，外部噪⾳⽔平，⺟鸡的饲养密度，光照的控制等等，你都可以做成传感器将数据量化，上传⾄服务器进⾏科学计算。

整个环节中每⼀种传感器都发挥了不可替代的作⽤。

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1 绪论1.1 本课题研究的背景和意义温度，一个在日常生活和生产过程甚至科学实验中普遍而且重要的物理参数。

近年来，随着社会的发展和科技的进步，温度控制系统以及测温仪器已经广泛应用于社会生活的各个领域，尤其是在工业自动化控制中占有非常重要的地位。

人们通过温度计来采集温度，经过人工操作进行加热、通风和降温。

从而来控制温度，但是对于这些控制对象惯性大,滞后性严重,而且还存在有许多不定的因素，从而根本难以建立精确的数学模型。

这样不仅控制精度低、实时性差，而且操作人员的劳动强度大，并且有许多工业生产环节是人们不能直接介入的。

因此智能化已然成为现代温度控制系统发展的主流方向。

针对这一种实际情况，设计个温度控制系统，具有非常广泛的应用前景和实际意义[1]。

随着电子信息技术和微型计算机技术的飞速发展。

单片机技术也得到了飞速的发展。

尤其是在高集成度、高速度、低功耗还有高性能方面取得了巨大的进展。

使得单片机在电子产品当中的应用越来越广泛。

使用单片机对温度进行控制的技术也油然而生。

它不仅可以克服温度控制系统中存在的严重的滞后现象，同时还可以在提高采样频率的基础上很大程度的提高控制的效果和控制的精度。

并且随着技术日益发展和完善，相信越来越能显现出它的优越性。

1.2 目前国内外研究现状在国内外温度控制成了一门广泛应用于很多领域的技术。

像电力、化工、石油、冶金、航空航天、机械制造、粮食存储、酒类生产等。

温度控制系统虽然在国内各行各业的应用已十分广泛，但是从温度控制器的生产角度来看，总体的发展水平仍不高。

跟美德日等先进国家相比，仍有着较大的差距。

“点位”控制和常规的PID控制器占领了成熟产品的主体份额。

但它只可以适用于一般的温度系统控制，而难于控制复杂、滞后、时变的温度控制系统。

此外，适于较高控制场合的智能化、自适应控制仪表，目前在国内还没有取得较好的研究成果。

并且，在形成商品化和仪表控制参数的自整定方面，一些先进国家虽已经有一批成熟的产品。

自动化工程训练课程设计学院名称信息科学与工程学院专业班级自动化1202班姓名黎毅刚指导老师刘芳目录第一章绪论第二章方案论证2.1温度采集方案2.2显示界面方案第三章系统整体设计3.1 系统总体分析3.2设计原理第四章各个元器件及芯片简介4.1 AT89C51单片机介绍4.2 K型热电偶简介4.3 MAX6675简介4.4 LCD12864简介第五章各部分电路设计5.1温度采集电路5.2数据处理电路5.3温度显示电路5.4超限报警电路第六章心得体会附录1 硬件仿真图与运行效果展示附录2 软件代码第一章绪论在工业生产中，需要检测工艺生产线的温度，而且这个温度范围还很大。

该系统采集主要以Atmel公司的AT89C51单片机为控制处理核心，由它完成对数据的采集处理以及控制数据的无线传输。

AT89C51单片机是一种低功耗/低电压/高性能的8位单片机，片内带有一个8KB的可编程／可擦除／只读存储器。

无线收发一体数传MODEM模块PTR2000芯片性能优异，在业界居领先水平，它的显著特点是所需外围元件少，因而设计非常方便。

因此用来设计工业温度检测系统相当的合适。

在本文中，主要说明单片机与K型热电偶以及K型热电偶模数转换器—MAX6675的组合，形成单片机的温度检测系统。

包括：如何针对系统的需求选择合适的温度检测器件，如何根据选择的器件设计外围电路和单片机的接口电路，如何编写控制温度检测器件进行数据传输的单片机程序，并简要介绍数字温度传感器MAX6675的应用。

第二章方案论证2.1温度采集方案方案一：模拟温度传感器。

采用热敏电阻，将温度值转换为电压值，经运算放大器放大后送A/D转换器将模拟信号变换为数字信号，再由单片机经过比较计算得到温度值。

优点：应用广泛，特别是工程领域，采用不同的热敏电阻，可实现低温到超高温的测量。

缺点：必须采用高速高位A/D转换器，系统复杂，成本高，还以引进非线性误差，得通过软件差值修正方案二：采用集成数字温度传感器DS18B20。

51单片机数字温度计的设计与实现温度计是一种广泛使用的电子测量仪器，它能够通过感知温度的变化来提供精准的温度数值。

本文将介绍如何使用51单片机设计并实现一款数字温度计。

一、硬件设计1. 采集温度传感器温度传感器是用来感知环境温度的关键器件。

常见的温度传感器有DS18B20、LM35等。

在本次设计中，我们选择DS18B20温度传感器。

通过电路连接将温度传感器与51单片机相连，使51单片机能够读取温度传感器的数值。

2. 单片机选型与连接选择适合的51单片机型号，并根据其引脚功能图对单片机进行合理的引脚连接。

确保温度传感器与单片机之间的数据传输通畅，同时保证电源和地线的正确连接。

3. 显示模块选型与连接选择合适的数字显示模块，如数码管、液晶显示屏等。

将显示模块与51单片机相连，使温度数值能够通过显示模块展示出来。

4. 电源供应为电路提供稳定的电源，保证整个系统的正常运行。

选择合适的电源模块，并根据其规格连接电路。

二、软件设计1. 温度传感器读取程序编写程序代码，使用单片机GPIO口将温度传感器与单片机连接，并通过相应的通信协议读取温度数值。

例如，DS18B20采用一线制通信协议，需要使用单总线协议来读取温度数值。

2. 数字显示模块驱动程序编写程序代码，通过单片机的GPIO口控制数字显示模块的数码管或液晶显示屏进行温度数值显示。

根据显示模块的规格，编写合适的驱动程序。

3. 温度转换算法将温度传感器读取到的模拟数值转换为实际温度数值。

以DS18B20为例，它输出的温度数值是一个16位带符号的数，需要进行相应的转换操作才能得到实际的温度数值。

4. 系统控制程序整合以上各部分代码，编写系统控制程序。

该程序通过循环读取温度数值并进行数据处理，然后将处理后的数据送到数字显示模块进行实时显示。

三、实现步骤1. 硬件连接按照前文所述的硬件设计，将温度传感器、51单片机和数字显示模块进行正确的连接。

确保连接无误，并进行必要的电源接入。

目前，单片机已经广泛应用于测控领域。

它不仅可以测量电信，还可以测量温度、湿度等非电信号。

可独立工作的单片机温度检测与控制系统已广泛应用于许多领域。

单片机是一种特殊的计算机，它将CPU、存储器、RAM、ROM和输入输出接口电路集成在一块半导体芯片上。

这个芯片叫单片机。

单片机由于集成度高、功能强、通用性好，具有体积小、重量轻、能耗低、价格低、抗干扰能力强、可仿制等优点。

得到了迅速的推广和应用，现已成为测控系统中的优秀机型和新型电子产品中的关键元器件。

单片机不仅仅局限于小系统的概念，还广泛应用于家用电器、机电产品、办公自动化产品、机器人、儿童玩具、航天器等领域。

这次我们的模拟电气设计是用单片机来控制温度。

传统的温度传感器大多采用热敏电阻作为温度传感器，但热敏电阻的可靠性差，测温精度低，必须通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。

这次我和同学陆鲁豫用的是DS18B。

20数字温度传感器实现基于51单片机的温度计设计。

传统温度计存在反射速度慢、读数麻烦、测量精度低、误差大等缺点。

利用集成温度传感器DS18B20，设计并制作了一种基于AT89C51的4位数码管数字温度计。

其电路简单，软硬件结构模块化，易于实现。

数字温度计是利用温度传感器和接口电路测量温度并转换成模拟电压信号，通过模数转换器转换成单片机可以处理的数字信号，然后送到单片机进行处理和转换，最后在数码管上显示温度值。

该系统由单片机为控制核心，DS18B20温度传感器，带4位温度数据显示的共阴极数码管，外围电源和报警电路组成。

2.设计任务和要求2.1设计任务在现代生活中，多功能数字体温计可以给我们的生活带来极大的便利。

支持“一线总线”接口的温度传感器简化了数字温度计的设计，降低了成本。

以美国MA*IM/DALLAS半导体公司的单总线温度传感器DS18B20为核心，ATMEL公司的AT89S52位控制器设计的AT89S51为智能温度控制器，结构简单，测温准确，具有一定的控制功能。

目录摘要 (2)第一章绪论 (4)1.1 系统背景 (4)1.2 温度控制系统设计的意义 (5)1.3 温度控制系统完成的功能 (5)第二章系统方案设计 (6)2.1 方案一 (6)2.2 方案二 (6)2.3 方案论证 (7)第三章硬件电路设计 (8)3.1系统总体设计 (8)3.2 各部分硬件电路设计 (9)3.2.1时钟电路设计 (9)3.2.2系统复位电路 (10)3.2.3报警与控制电路设计 (11)3.2.4 LED显示电路设计 (12)3.2.4温度检测电路设计 (14)3.2.5按键电路设计 (16)第四章软件设计 (17)4.1 主程序方案 (17)4.2 各个模块子程序设计 (20)4.2.1温度采集程序 (20)4.2.2数码管显示模块 (23)4.2.3温度处理程序 (24)第五章系统调试 (25)5.1测试环境及工具 (25)5.2测试方法 (25)5.3测试结果分析 (26)结论 (26)致谢 (26)参考文献 (27)附录一：系统原理图 (29)附录二：程序代码 (30)摘要随着现代信息技术的飞速发展，在生产中温度的准确测量是一个比较困难的事情从最初的酒精、水银温度计到现在的数字化、集成化的温度检测系统。

可见传感器的发展是飞快的。

它快速的发展必将带来新一轮的工业化的革命和社会发展的飞跃。

本文从硬软件两个方面介绍了基于AT89S52单片机温度自动检测系统的设计。

系统硬件由控制电路、温度采集电路、键盘和LED显示电路组成。

软件设计从设计思路、软件系统框图出发，先介绍整体的思路后，再逐一分析各模块程序算法的实现，最终编写出满足任务需求的程序。

最终通过DS18B20采集温度并显示出来，由此对周围环境的温度进行有效检测与报警。

基本上满足了温度检测与报警的要求，具有超调量小，采样值与设定值基本一致，操作简单等优点。

本设计创新点在于采用数字式温度传感器DS18B20 作为感温元件, 占用单片机引脚少, 因而可以利用空余引脚通过软件模拟和温度显示。

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课程名称：微机原理课程设计题目：温度检测课程设计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,本文将介绍一种基于单片机控制的温度检测仪。

本设计使用简便，功能丰富。

可以实现温度采集，温度报警，重设上下限温度值等功能。

在现代化的工业生产中，需要对周围环境的温度进行检测和控制。

本设计对温控报警问题展开思考，设计一个能根据需求设置低温到高温进行报警并通过数码管显示的系统。

该系统使用STC89C51单片机，同时运用单线数字温度传感器DS18B20，四位共阴数码管显示，按键控制等模块可实现温度的检测与设置。

课题经过实验验证达到设计要求，具有一定的使用价值和推广价值。

本作品使用四位共阴数码管显示，可以清晰地显示当前的报警温度，一定程度避免使用者使用时出错，安全可靠，可使用于各种食品储存室，植物养殖所等地方，实用性很高。

关键字：温度报警器 STC89C51单片机数码管 DS18B20一、课程设计目的和要求 (1)1.1 设计目的 (1)1.2 设计要求 (1)二、总体设计方案 (1)三、硬件设计 (2)3.1 DS18B20传感器 (2)3.2 STC89C51功能介绍 (6)3.3 时钟电路 (8)3.4 复位电路 (8)3.5 LED显示系统电路 (9)3.6 按键控制电路 (11)3.7 蜂鸣器电路 (11)3.8 总体电路设计 (12)四、软件设计 (14)4.1 keil软件 (14)4.2 系统主程序设计 (14)4.3 系统子程序设计 (15)五、仿真与实现 (18)5.1 PROTEUS仿真软件 (18)5.2 STC-ISP程序烧录软件 (19)5.3 使用说明 (20)六、总结 (21)一、课程设计目的和要求1.1 设计目的熟悉典型51单片机，加深对51单片机课程的全面认识和掌握，对51单片机及其接口的应用作进一步的了解，掌握基于51单片机的系统设计的一般流程、方法和技巧，为我们解决工程实际问题打下坚实的基础。