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温度测控系统设计

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测控工程测控工程设计基于串口通讯温度控制系统的设计院系：钦州学院数学与计算机科学系班级：计算机控制技术081班学号：姓名：指导教师：2010年7月11日目录第1节引言 (3)(1)串口通讯简介 (3)(2) 51单片机简介 (3)(3) ADC0809模数转换芯片系统简介 (3)(4) RS-232串口通讯系统简介 (4)第2节项目概述 (5)第3节设计目的 (5)第4节设计准备 (5)第5节设计总框图 (5)第6节设计流程图 (6)第7节设计硬件图 (7)第8节设计接线说明 (7)第9节上位机软件编程及其说明 (8)(1)上位机软件效果图 (8)(2)上位机软件全代码 (10)第10节下位机软件编程及其说明 (16)第11节总结 (20)1.引言(1)串口通讯简介:串口通信(Serial Communication)，是指外设和计算机间，通过数据信号线、地线、控制线等，按位进行传输数据的一种通讯方式。

这种通信方式使用的数据线少，在远距离通信中可以节约通信成本，但其传输速度比并行传输低。

随着计算机系统的应用和微机网络的发展,通信功能越来越显的重要.这里所说的通信是指计算机与外界的信息交换.因此,通信既包括计算机与外部设备之间,也包括计算机和计算机之间的信息交换.由于串行通信是在一根传输线上一位一位的传送信息,所用的传输线少,并且可以借助现成的电话网进行信息传送,因此,特别适合于远距离传输.对于那些与计算机相距不远的人－机交换设备和串行存储的外部设备如终端、打印机、逻辑分析仪、磁盘等,采用串行方式交换数据也很普遍.在实时控制和管理方面,采用多台微机处理机组成分级分布控制系统中,各CPU 之间的通信一般都是串行方式.所以串行接口是微机应用系统常用的接口。

许多外设和计算机按串行方式进行通信,这里所说的串行方式,是指外设与接口电路之间的信息传送方式,实际上, CPU 与接口之间仍按并行方式工作.(2) 51单片机简介:89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。

89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。

单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。

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和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的89C51是一种高效微控制器，89C2051是它的一种精简版本。

89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

主要特征有:·与MCS-51 兼容; 4K字节可编程闪烁存储器;寿命：1000写/擦循环;·数据保留时间：10年; 全静态工作：0Hz-24MHz; 三级程序存储器锁定;·128*8位内部RAM; 32可编程I/O线; 两个16位定时器/计数器;·5个中断源; 可编程串行通道;低功耗的闲置和掉电模式;片内振荡器和时钟电路; (3) ADC0809模数转换芯片系统简介:ADC0809模数转换器，ADC0809是8通道8位CMOS逐次逼近式A/D转换芯片，片内有模拟量通道选择开关及相应的通道锁存、译码电路，A/D转换后的数据由三态锁存器输出，由于片内没有时钟需外接时钟信号。

下图为该芯片的引脚图。

各引脚功能如下：IN0～IN7：八路模拟信号输入端。

ADD-A、ADD-B、ADD-C：三位地址码输入端。

八路模拟信号转换选择由这三个端口控制。

CLOCK：外部时钟输入端（小于1MHz）。

D0～D7：数字量输出端。

OE：A/D转换结果输出允许控制端。

当OE为高电平时，允许A/D转换结果从D0～D7端输出。

ALE：地址锁存允许信号输入端。

八路模拟通道地址由A、B、C输入，在ALE信号有效时将该八路地址锁存。

START：启动A/D转换信号输入端。

当START端输入一个正脉冲时，将进行A/D转换。

EOC：A/D转换结束信号输出端。

当 A/D转换结束后，EOC输出高电平。

Vref(+)、Vref(-)：正负基准电压输入端。

基准正电压的典型值为+5V。

V CC和GND：芯片的电源端和地端。

(4) RS-232串口通讯系统简介:EIA RS-232C 是由美国电子工业协会EIA（Electronic Industry Association）在1 969年颁布的一种串行物理接口标准。

RS（Recommended Standard）是英文“推荐标准”的缩写，232为标识号，C表示修改次数。

RS-232C 总线标准设有25条信号线，包括一个主通道和一个辅助通道。

在多数情况下主要使用主通道，对于一般双工通信，仅需几条信号线就可实现，如一条发送线、一条接收线及一条地线。

RS-232C 标准规定的数据传输速率为每秒150、300、600、1200、2400、480 0、9600、19200波特。

RS-232C 标准规定，驱动器允许有2500pF的电容负载，通信距离将受此电容限制，例如，采用150pF/m的通信电缆时，最大通信距离为15m；若每米电缆的电容量减小，通信距离可以增加。

传输距离短的另一原因是RS-232属单端信号传送，存在共地噪声和不能抑制共模干扰等问题，因此一般用于20m以内的通信。

串行通信接口标准经过使用和发展，目前已经有几种。

但都是在RS-232标准的基础上经过改进而形成的。

所以，以RS-232C为主来讨论。

RS-232C标准是美国EIA(电子工业联合会）与BELL等公司一起开发的1969年公布的通信协议。

它适合于数据传输速率在0～20000b/s范围内的通信。

这个标准对串行通信接口的有关问题，如信号线功能、电器特性都作了明确规定。

由于通行设备厂商都生产与RS-232C 制式兼容的通信设备，因此，它作为一种标准，目前已在微机通信接口中广泛采用。

2.项目概述在工业生产和日常生活中，经常需要对远程设备温度进行监测和控制以及数值进行采集，然后进处理和提示，依据处理的结果对现场的温度开关进行控制；串口通讯具有高效、简洁，可方便的与可类控制设备及计算机连接，远程传输数据快等特点，基于串口与PC机通讯控制温度传感器控制系统具有设计简单，安全性好的特点，具有广泛的应用前景。

3.设计目的(1)了解温度传感器电路的工作原理(2)进一步熟悉A/D变换电路的工作原理及程序编写(3)进一步熟悉led数码管显示的方法(4)进一步熟悉vs2008串口通讯编程4.设计准备器材:RS232/485芯片，AT89s51芯片一块，串口线一根，5个led数码管，ADC0809芯片模数转换系统,导线若干（以上耗材均由实验箱集成）,装有vs2008软件PC机一台。

5.设计总框图6.设计流程图7.设计硬件图8.设计接线说明(1)单片机最小应用系统1的 P0口接A/D转换的D0～D7口，单片机最小应用系统1的Q0～Q7口接0809的A0～A7口，单片机最小应用系统1的WR、RD、P2.0、ALE、INT1分别接A/D转换的WR、RD、P2.0、CLOCK、INT1，A/D转换的IN接继电器与温度控制部件的Tout，单片机最小应用系统1的T0、T1连接到串行静态显示实验模块的DIN、CLK，将A/D 转换的电位器顺时针旋到底,还有P2.1接口接温度传感器加热接口,并且TXD、RXD分别接RS-232串口通讯的TXD、RXD接口，串口接上位机。

(2)用串行数据通信线连接计算机与仿真器，把仿真器插到模块的锁紧插座中，请注意仿真器的方向：缺口朝上。

(3)打开Keil uVision2仿真软件，首先建立本实验的项目文件，接着添加温度传感.ASM 源程序，进行编译，直到编译无误。

(4)进行软件设置，选择硬件仿真，选择串行口，设置波特率为38400。

(5)打开模块电源和总电源，点击开始调试按钮，运行程序，此时LED数码管会以XX°C显示当前温度值，即为十进制温度值，当气温低于0℃时温度值前面出现“-”。

*注意：本实验源程序中T H为150℃但显示只有两位，即最高温度只能显示99℃，但温度超过99℃时，显示将出错。

9.上位机软件编程及其说明(1)上位机软件效果图:未运行前：由于为了方便，很多控件直接命名了，就不在初始化里面命名。

运行软件后：设置各按钮效果图：最终波形动态效果与报警效果图:(2)上位机软件全代码:Imports System.IO.PortsImports System.ThreadingPublic Class Form1Dim ReadThread As ThreadDim Continued As Boolean = FalseDim message As StringDim x1() As Integer = {0, 25, 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 275, 300, 325, 350, 375, 400, 425, 450, 475, 500, 525, 550} ‘picturebox1内画线坐标数组设置Dim y1() As Integer = {30, 30, 30, 30, 30, 30, 30, 30, 30, 30, 30, 30, 30, 30, 30, 30, 30, 30, 30, 30, 30, 30, 30} ‘picturebox1内画线坐标数组设置Dim y As Integer = 30 ‘初始化温度为30°CDim gaowen As Single = 60 ‘初始化高温报警Dim diwen As Single = 20 ‘初始化低温报警Private Sub Form1_FormClosing(ByVal sender As Object, ByVal e AsSystem.Windows.Forms.FormClosingEventArgs) Handles Me.FormClosingMe.Continued = FalseMe.ReadThread.Abort() '关闭窗口时关闭线程End SubPrivate Sub Form1_Load(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles MyBase.LoadDim s As String'对窗口进行初始化With Me.Text = "PC——RZ-51串口通讯——潘杰炜".MaximizeBox = False.FormBorderStyle = Windows.Forms.FormBorderStyle.FixedSingle.AcceptButton = .Button3.CancelButton = .Button5.ReadThread = New Thread(AddressOf Read).ReadThread.Start() ‘开启多线程.GroupBox1.Text = "连接部分".GroupBox2.Text = "版权信息".Label1.Text = "选择端口:".Label2.Text = "选择波特率".Label3.Text = "设备未加热!!".Label4.Text = "当前温度:".Label5.Text = "".ComboBox1.Text = "COM1".ComboBox2.Text = "4800".ComboBox1.Enabled = True.ComboBox2.Enabled = True.ComboBox1.Items.Clear()For Each s In SerialPort.GetPortNames().ComboBox1.Items.Add(s.ToString)Next s.ComboBox2.Items.Add("110").ComboBox2.Items.Add("300").ComboBox2.Items.Add("600").ComboBox2.Items.Add("1200").ComboBox2.Items.Add("2400").ComboBox2.Items.Add("4800").ComboBox2.Items.Add("9600").ComboBox2.Items.Add("14400").ComboBox2.Items.Add("19200").ComboBox2.Items.Add("38400").ComboBox2.Items.Add("56000").ComboBox2.Items.Add("57600").ComboBox2.Items.Add("115200").ComboBox2.Items.Add("128000").ComboBox2.Items.Add("256000").ComboBox2.Items.Add("512000").Button2.Enabled = False.Button3.Enabled = True.Button4.Enabled = True.ComboBox1.Focus().TextBox1.ReadOnly = True.TextBox1.Dock = DockStyle.Fill.TextBox1.BorderStyle = BorderStyle.None.TextBox1.Text = " 本软件作者:潘杰炜" + Chr(13) + Chr(10) + " 本软件专门实现PC机与单片机通讯，同时实现PC机对单片机温度监控系统的控制。

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基于单片机的AD590的温度测控系统设计

基于单片机的AD590的温度测控系统设计

课程设计报告书题目：基于单片机的AD590的温度测控系统系名：信息工程系专业班级：姓名：学号：指导教师：专业方向课程设计2011 年12 月25 日目录1.系统方案的设计___________________________________________________ 0 1.1系统结构 ____________________________________________________________ 01.2 系统结构原理图_____________________________________________________ 02.硬件设计_________________________________________________________ 2 2.1 AD590______________________________________________________________ 2 2.2 运算放大电路_______________________________________________________ 2 2.3数字滤波 ____________________________________________________________ 22.4 A／D转换 ___________________________________________________________ 33 软件设计_________________________________________________________4 3.2主程序模块 __________________________________________________________5 3.3数据处理模块 ________________________________________________________ 53.4 显示处理___________________________________________________________ 54.PID算法基本原理 __________________________________________________ 65.结果分析_________________________________________________________ 8 5.1 AD590电路实物图 ____________________________________________________ 8 5.2实验结果分析 ________________________________________________________ 8总结________________________________________________________________ 9参考文摘__________________________________________________________ 10附录_______________________________________________________________ 111.系统方案的设计1.1系统结构本设计是基于单片机对数字信号的高敏感和可控性、温湿度传感器可以产生模拟信号，和A/D 模拟数字转换芯片的性能，以单片机为核心的一套检测系统，其中包括A/D 转换、单片机、温度检测、湿度检测、显示、系统软件等部分的设计。

基于单片机的温度测控系统的设计本科学位

基于单片机的温度测控系统的设计本科学位

基于单片机的温度测控系统的设计摘要：本论文介绍了一种以单片机为主要控制器件，以DS18B20温度传感器及用NRF2401组成无线传输模块的温度测控系统。

主要包括硬件电路的设计和系统程序的设计。

硬件电路主要包括主控制器，测温电路，数据传输电路，通信电路和显示电路等，主控制器采用单片机STC89C52，温度传感器采用美国DALLAS半导体公司生产的DS18B20，数据传输部分用NRF2401芯片，显示电路采用LCD1602和PC机显示。

系统程序主要包括主程序，温度采集程序，数据传输程序，上位机通信程序，数据显示程序等。

此外，还介绍了系统的调试和性能分析。

由于采用了改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件，与传统的温度采集相比，本温度采集部分减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的特点。

DS18B20温度传感器还可以在高温报警、远距离多点测温控制等方面进行应用开发，具有很好的发展前景。

关键词：温度传感器；DS18B20；STC89C52；NRF2401；LCD1602Temperature measurement and control system based on MCU designAbstract：This paper describes a single-chip microcomputer as the main control device in order to DS18B20 integral temperature sensor and wireless transmission module with NRF2401 temperature measurement and control system. Include hardware circuit design and system program design. Hardware circuit includes the main controller, temperature measurement circuits, data transmission circuits, communications circuits and display circuit, the main controller, using SCM STC89C52, temperature sensor using the United States produced by DALLAS Semiconductor DS18B20, data transmission partly NRF2401 chips, display circuit using LCD1602 and PC-display. System procedures include the main program, temperature and collection procedures, data transmission process, host computer communication program, the data show procedures. In addition, also introduced the system debugging and performance analysis.Because used the advanced version intelligence temperature sensor DS18B20 as the examine part, compared with the traditional thermometer, this digital thermometer reduced the exterior hardware electric circuit, has characteristic that the low cost and was easy to use. The DS18B20 thermometer also may used to the high temperature warning, the long-distance range multi- spots temperature measured aspect and so on temperature control carries on the application development, has the very good prospects for development.Key Words：Temperature Sensor；DS18B20；STC89C52; NRF2401；LCD1602目录1 前言........................................................- 1 1.1选题的背景和意义............................................- 11.2温度传感器的发展现状........................................- 11.3单片机的特点及发展..........................................-21.4本设计的主要工作........................................... –42设计方案论证与选择.......................................... - 52.1 设计方案.................................................. -52.1.1设计方案一..............................................- 52.1.2设计方案二.............................................. - 62.2 方案选择.................................................. -73系统的功能和原理...............................................3.1温度测控系统的网络拓扑结构.................................3.2系统的工作原理.............................................-8 4系统的硬件电路的设计.........................................- 84.1 单片机电路 (8)4.1.1 单片机的选型...........................................- 84.1.2 STC89C52单片机的介绍................................. - 9 4.1.3 STC89C52单片机的优点....................................4.2温度采集电路设计.........................................- 13 4.2.1 DS18B20温度传感器介绍................................- 134.2.2 DS18B20温度传感器与单片机的接口电路................... - 174.3 无线传输模块的设计................................4.3.1NRF2401无线模块的介绍...................................4.3.2NRF2401无线模块与单片机的接口电路..........................4.4 LED显示电路的设计.......................................- 184.4.1 LED1602的结构.........................................- 184.4.2 显示电路与单片机的接口................................- 194.5串口驱动电路的设计..........................................4.6电源电路的设计...............................................4.7时钟电路的设计...............................................4.7.1时钟芯片DS1302的工作原理...............................4.7.2DS1302与单片机的接口电路...............................4.8蜂鸣器驱动电路的设计....................................4.9调整报警温度电路的设计...............................5软件设计..............................................- 225.1上位机程序设计..........................................- 225.2下位机程序设计........................................... - 225.2.1 温度数据采集模块....................................... -245.2.2 数据传输模块.......................................- 275.2.3 LCD显示模块............................................-285.2.4 时钟模块..................................................5.2.5 按键功能选择部分.......................................6 调试运行....................................................7 设计小结....................................................结束语......................................................... -28参考文献.......................................................-30致谢........................................................... -291绪论1.1 选题的背景和意义随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中温度测控系统就是一个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活提供更好的更方便的设施就需要从单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。

基于LabVIEW的无线温度测控系统设计

基于LabVIEW的无线温度测控系统设计

Ｐ ｎ Ｘ ａ ｙ ，ＨｕＲ ｎｉ ａ ｉｏｅ ｅｊｅ
（ ｃ ｏ ｌ ｆ ｅ ｔｉａ ｎ ｉｅ ｒ ｇ ｏ ｔ ｅ ｓ Ｕｎｖ ｒｉｙ Ｓ ｈ ｏ ｃｒｃｌＥ ｇｎ ｅｉ ，Ｓ ｕｈ ａ ｔ ｉｅ ｓ ，Ｎａ ｊ ｇ ２ ０ ９ ，Ｃｈｎ ） ｏ Ｅｌ ｎ ｔ ｎｉ １ ０ ６ ｎ ｉａ
关 键 词 ：Ｐ ９ １ ８Ｉ Ｖ５ ＲＤ２ ＴＭＰ １ ；Ｌａ ＶＩ Ｗ ；温 度 测 控 ；无 线 通 信 ；Ｐ Ｄ 控 制 ； １２ ｂ Ｅ Ｉ
中 图分 类 号 ：ＴＰ ７ ２３
文 献标 识码 ：Ａ
Ｗ ｉｅｌ ｓ ｅｍｐ ａ ｕ ｅ Ｄｅ ｅｃ ｉｇ Ｓｙ ｔ ｒ ｅ ｓＴ ｅｒ ｔ ｒ ｔ ｔｎ ｓ ｅｍ Ｂａｓ ｄ ｏ ａ ｅ ｎ Ｌ ｂＶｌ ＥＷ
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(完整版)温度控制系统设计

(完整版)温度控制系统设计

(完整版)温度控制系统设计温度控制系统的设计包括传感器、信号调理、控制器、执行元件和用户界面等多个部分，这些部分通过相互协调合作来达到稳定的温度控制。

本文将介绍温度控制系统设计的各个部分以及如何进行系统参数的选择和调整。

传感器是温度控制系统的重要组成部分，通常使用热敏电阻、热偶和红外线传感器等。

热敏电阻是一种电阻值随温度变化的材料，通过使用一个电桥来测量电阻值的变化，从而得到温度值。

热偶由两种不同的金属线构成，当温度变化时，热偶两端产生电势差，通过测量电势差值得到温度值。

红外线传感器通过测量物体辐射的红外线功率来得到物体的表面温度。

在选择传感器时，需要根据需要测量的温度范围、精度、响应时间和稳定性等参数进行选择。

信号调理是将传感器信号进行放大和校正的过程，包括滤波、增益、放大、线性化和校正等。

常用的信号调理手段有运算放大器、滤波器和模拟乘法器等。

运算放大器可以将传感器信号放大到合适的电平，同时可以进行信号的滤波、加减运算和比较等。

滤波器可以去除传感器信号中的杂波和干扰数据。

模拟乘法器可用于将两个信号相乘以进行补偿或校正。

在进行信号调理时，需要根据传感器的参数和目标控制参数进行调整。

控制器是温度控制系统的核心部分，其主要功能是根据信号调理后的温度值和设定值之间的差异进行相应的控制，使温度保持在设定范围内。

控制器通常通过对执行元件的控制来实现对温度的调节。

常见的控制算法有比例控制、积分控制和微分控制等。

比例控制是根据偏差的大小来进行控制，当偏差越大时，控制力度也越大；积分控制可以对偏差的累计值进行控制，从而提高控制的准确性；微分控制可以对偏差的变化率进行控制，从而使控制具有更好的响应速度和稳定性。

在选择控制算法时，需要根据系统对响应速度和稳定性的要求进行选择，并进行相关的参数调整。

执行元件是通过电机或气动元件来调节温度控制系统的温度的元件，例如调节阀门、电热器、压缩机和风扇等。

执行元件的选择需要根据需要调节的温度范围、响应速度和精度等参数进行选择，并根据控制算法和控制器参数进行调整。