基于单片机的多路温度采集与控制说明书
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单片机课程设计说明书题目:多点温度采集电路设计课程设计(论文)任务书I、课程设计(论文)题目:多点温度采集电路设计II、课程设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求:1.设计一个基于单片机的多点温度采集电路,至少可采集8个点。
2.测温范围:0℃-800℃。
3.采用LED数码直读显示检测点、温度。
4.温度分辨率:1℃。
5.应用protel画出原理图,给出硬件清单。
II、课程设计(论文)工作内容及完成时间:5月21日至5月23日:查找资料,方案论证;5月24日至5月25日:总体设计;5月25日至5月30日:软、硬件详细设计与调试;5月31日至6月1日:整理数据,撰写报告。
Ⅳ主要参考资料:1.曹天汉.单片机原理与接口技术.北京:电子工业出版社,2006.2.求是科技.单片机典型模块设计实例导航.北京:人民邮电出版社,2004.3.李广弟,朱月秀,王秀山.单片机基础(修订本).北京:北京航空航天大学出版社,2001.4.传感器电路分析与设计李道华、李玲、朱艳.武汉大学出版社,2000.专业类班学生:日期:自2012年5月21日至2011年6月1日指导教师:助理指导教师(并指出所负责的部分):教研室主任:附注:任务书应该附在已完成的课程设计说明书首页。
目录△、设计摘要 (1)一、设计背景 (2)1.1 课题背景 (2)1.2 课题的目标及意义 (2)1.3 主要研究内容 (3)二、设计准备 (4)2.1设计时间安排 (4)2.2设计需求 (4)2.2.1 所需元件 (4)2.2.2 部分元件解析 (4)三、设计分析 (11)3.1 总图展示 (11)3.2 线口说明 (11)四、设计总结 (16)参考文献 (17)△设计摘要:温度(Temperature)是表示某物体在某一环境下对冷热的反应程度的物理量,微观上来讲是物体分子热运动的剧烈程度的表现。
温度量常运用于生活之中,尤其是在物理学、生物学、化学以及其相联系的产业。
摘要温度检测仪是一种非常重要的测温设备,广泛应用于建筑工业场所,温度检测系统中的信息对城市供暖、新型建筑材料的特性检验、建筑节能、空暖与热网、空调系统、通风、排水网与燃气配管网等系统的特性与运行研究起着至关重要的作用,这也是本文研究温度检测系统的意义所在。
本文主要设计了一种多路温度巡检系统的方案。
该系统主要完成以单片机STC 12C5A16AD系统为核心,采用8路K型热电偶传感器和多路开关CD4051,从而实现对8路温度巡回采集,并且采用MAX6675芯片完成对热电偶微弱信号的放大、冷端补偿和A/D转换等功能。
将转换后的采样值送入单片机进行数据处理来确定其温度值。
单片机通过对数字信号处理,并在数码管上显示。
本文从硬件和软件两个方面介绍了设计的实现方法,其中硬件设计的重点是单片机最小系统、电源电路、温度检测电路、多通道切换电路、A/D转换电路、显示电路、按键电路、报警电路,软件设计的重点是系统总体流程设计、显示模块、按键模块、A/D转换模块、报警指示模块。
经过仿真测试结果表明,本系统测量速度快、测量精度高、测量范围广,达到了系统的指标要求,工作可靠,操作简单,用户界面友好。
关键词:温度检测仪,单片机,热电偶,多通道切换AbstractTemperature detector is a kind of very important temperature measuring equipment, which is widely used in the construction industry place, temperature detection system in the information of urban heating, new building material property test, the construction of energy-efficient, empty warm and heat supply network, air-conditioning system, ventilation, drainage network and gas piping network system characteristics and operation of research plays a vital role and the significance of which is the study of the temperature detection system.This paper designed a multi-channel temperature measuring system scheme. This system mainly completes STC12C5A16AD microcontroller system as the core, the 8 K type thermocouple sensor and multi-channel switch CD4051, so as to realize the temperature circuit acquisition, and by using MAX6675 chip to complete the thermocouple weak signal amplification, cold junction compensation and A/D conversion function. The sampling values into the SCM data processing to determine the temperature value. The MCU through the digital signal processing and digital tube display.This paper describes the hardware and software aspects of the design implementation, focusing on where the hardware design is the smallest single-chip system, the power supply circuit, the temperature detection circuit, a multi-channel switching circuit, A/D converter circuit, display circuit, key circuit alarm circuit, focusing on the overall system software design process design, display module, button module, A/D converter module, alarm indication module.According to the simulation test results show that the system fast measurement speed, high measurement precision, measurement range wide, can satisfy the requirements of system of indicators, reliable work, simple operation, the user interface friendly.Keywords:Temperature detector, microcontroller, thermocouple, multi-channel switch目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (III)第1章绪论 (1)1.1 系统背景 (1)1.2 系统来源及现状 (2)1.2.1 系统的来源 (2)1.2.2 温度检测仪表的现状 (2)1.3 系统概述 (3)1.4 本文的研究的主要内容 (3)第2章系统方案设计论证 (4)2.1 系统的基本设计方案 (4)2.2 系统的工作原理 (4)2.3 系统的方案设计与比较 (5)2.3.1 单片机的选择 (5)2.3.2 温度传感器的选择 (5)2.3.3 多通道切换电路的选择 (6)2.3.4 键盘的选择 (6)2.3.5 显示模块的选择 (7)2.3.6 报警电路的选择 (7)2.4 方案的论证及确定 (7)2.5 本章小结 (8)第3章系统硬件设计 (9)3.1 单片机最小系统的设计 (9)3.2 电源电路的设计 (11)3.3 温度检测电路的设计 (12)3.4 多通道切换电路的设计 (13)3.5 A/D转换电路的设计 (14)3.5.1 模拟信号的放大 (16)3.5.2 热电偶的冷端补偿 (16)3.5.3 信号的A/D转换 (16)3.6 显示电路的设计 (16)3.7 按键电路的设计 (17)3.8 报警电路的设计 (18)3.9 本章小结 (19)第4章系统软件设计 (20)4.1系统主程序的设计 (20)4.2 显示子程序的设计 (21)4.3 按键子程序的设计 (23)4.4 A/D转换子程序的设计 (25)4.5 报警子程序的设计 (26)4.6 本章总结 (26)第5章系统调试 (27)5.1 软件系统调试 (27)5.2 硬件系统仿真调试 (28)5.3 实物调试 (31)5.4 本章总结 (32)第6章总结 (33)致谢 (34)参考文献 (35)附录 (37)原理图 (37)部分程序 (38)第1章绪论1.1 系统背景测量是运用专业的工具,根据生物、物理、化学等原理,通过计算与实验得到被测量的数据。
第一章:绪论1.1课题背景随着单片机技术的迅速兴起与蓬勃发展,其稳定、安全、高效、经济等优点十分突出,所以其应用也十分广泛。
单片机已经无处不在、与我们生活息息相关,并且渗透到生活的方方面面。
单片机的特点是体积较小,也就是其集成特性,其内部结构是普通计算机系统的简化,增加一些外围电路,就能够组成一个完整的小系统,单片机具有很强的可扩展性。
它具有和普通计算机类似的、强大的数据处理功能,通过使用一些科学的算法,可以获得很强的数据处理能力。
所以单片机在工业中应用中,可以极大地提高工业设备的智能化、数据处理能力和处理效率,而且单片机无需占用很大的空间。
随着温度检测理论和技术的不断更新, 温度传感器的种类也越来越多,在微机系统中使用的传感器,必须是能够将非电量转换成电量的传感器,目前常用的有热电偶传感器、热电阻传感器和半导体集成传感器等,每种传感器根据其自身特性,都有它自己的应用领域。
1.2温度检测的意义与技术发展温度是一个非常重要的物理量,因为它直接影响燃烧、化学反应、发酵、烘烤、煅烧、蒸馏、浓度、挤压成形、结晶以及空气流动等物理和化学过程。
因此对温度的检测的意义就越来越大。
温度采集系统在工业生产、科学研究和人们的生活领域中,得到了广泛应用。
在工业生产过程中,很多时候都需要对温度进行严格的监控,以使得生产能够顺利的进行,产品的质量才能够得到充分的保证。
温度采集系统是在嵌入式系统设计的基础上发展起来的。
嵌入式系统虽然起源于微型计算机时代,但是微型计算机的体积、价位、可靠性,都无法满足广大对象对嵌入式系统的要求,因此,嵌入式系统必须走独立发展道路。
这条道路就是芯片化道路。
将计算机做在一个芯片上,从而开创了嵌入式系统独立发展的单片机时代。
单片机诞生于二十世纪七十年代末,经历了SCM、MCU和SOC三大阶段。
第二章:系统总体设计及方案论证2.1系统总体设计本章主要内容是论述基于51单片机的温度采集系统的总体设计以及方案论证。
ANYANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY本科毕业论文基于单片机的多路温度采集系统设计Based on Single Chip Multi-channel Temperature AcquisitionSystem Design系(院)名称:电子信息与电气工程系专业班级: 0000级自动化00班学生姓名: 123指导教师姓名: 000指导教师职称:讲师000 年00月基于单片机的多路温度采集系统设计专业班级: 000级自动化00班学生姓名: 000指导教师: 000 职称: 讲师摘要:单片机系统的开发应用给现代工业测控领域带来了一次新的技术革命,自动化、智能化均离不开单片机的应用。
单片机是一种集CPU、RAM、ROM、I/O接口和中断系统等部分于一体的器件,只需要外加电源和晶振就可实现对数字信息的处理和控制。
单片机由于其微小的体积和极低的成本,广泛的应用于家用电器、工业控制等领域中。
温度控制系统是利用下位机设置温度上下限和实时温度的采集,并将结果传输到上位机。
以达到对温度的比较、控制。
本设计用MCS-51单片机为主要硬件,设计了包括温度采集,温度显示,系统控制,串口通信等外围电路。
而且对所设计电路给出了相应的软件设计,包括定时器初始化,串行口初始化和数据传输等程序。
在温度测量部分采用具有“一线总线”接口的数字传感器DS18B20,实现单线多点数据的采集。
多点温度检测与控制系统是典型的集散式控制系统。
由下位机、上位机、和通讯网络三部分组成。
下位机是基于单片机AT89C52和DS18B20的高精度温度采集系统,功能是对温度的检测与输出控制。
上、下位机之间通过RS-232总线构成网络系统。
关键词:MCS-51;DS18B20;温度采集;RS-232Based on Single Chip Multi-channel Temperature AcquisitionSystem DesignAbstract:The development and application of MCU (Micro Control Unit) have made a great change in many fields of modern industrial detect and control. Adopt Single-Chip Microcomputer is it control convenient, simple, flexibility advantage such as being heavy to have not merely to control to go on to temperature to come, and can raise by technical indicator not to accuse of temperature by a large margin, thus can big improvement quality and the quantity of products. Because of the small scale, low price and high efficiency of MCU, it is widely used in home appliances and industrial control.The temperature control system is uses in the lower position machine establishment temperature the lower limit, with real-time temperature gathering, transmits to on position machine. By achieves to the temperature comparison, the control,This design uses MCS-51 The monolithic integrated circuit is the main hardware, In order to realize design goal this design including temperature gathering, the temperature demonstrated that, the systems control, strung together periphery electric circuit and so on mouth correspondence. Moreover to design the electric circuit to produce the corresponding software design, including timer initialization, serial procedure and so on mouth initialization and data transmission. The 1-Wire bus digital thermometer DS18B20 is used to measure temperature. It can realize the 1-Wire multi-point collection.Several points of temperature examination and control system is typically concentrate-disperse system. It consists of up a machine, bottom a machine, and communication network. Bottom a machine is a high accuracy data collection system that bases on the microcontroller AT89C52 and the DS18B20 system. Its function is to temperature and output the control. The up machine and bottom machines constitute of network system, via RS-232 bus.Key words: MCS-51;Temperature gathering;DS18B20;RS-232目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)引言 (1)第一章多路温度采集显示系统的设计要求与设计方案 (2)1.1系统设计任务和要求 (2)1.2课题分析 (2)1.3方案比较与方案论证 (3)1.4方案论证和选定 (5)第二章多路温度采集系统硬件的设计 (7)2.1总体分析 (7)2.2AT89C52单片机的性能及应用 (7)2.3DS18B20芯片简介 (10)2.4DS18B20与单片机的典型接口设计 (14)2.5DS18B20使用中注意事项 (16)2.6温度检测系统设计 (16)2.7硬件电路设计 (18)第三章多路温度采集系统的软件设计 (20)3.1程序流程图设计 (20)3.2程序设计 (20)3.3单通道显示 (23)3.4串行通信 (24)第四章系统的抗干扰技术 (25)4.1硬件抗干扰技术 (25)4.2软件抗干扰技术 (25)结论 (27)致谢 (28)参考文献 (29)附录1:DS18B20温度测量程序 (30)引言近些年计算机领域的变化令人目不暇接,而单片微型计算机(简称单片机),作为微型计算机家族中的一员、发展中的一个分支,以其体积小、单一电源、功能强、价格低廉、低功耗、运算速度快、可靠性高、面向控制等独特优点,越来越深受各个应用领域的关注和重视,应用十分广泛,发展极快。
毕业论文基于单片机的温度采集与控制设计论文作者专业学号班级指导教师: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。
采用单片机对温度进行控制,不仅具有控制方便和组态简单的优点,而且可以提高被控温度的技术指标。
温度检测是现代检测技术的重要组成部分,在保证产品质量、节约能源和安全生产等方面起着关键的作用。
单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点,可以说,智能控制与自动控制的核心就是单片机。
现代电子工业的飞速发展对自动测试的要求越来越高。
采用单片机对温度进行控制,不仅具有控制方便和组态简单的优点,而且可以提高被控温度的技术指标。
随着科学技术的发展,由单片集成电路构成的温度传感器的种类越来越多,测量的精度越来越高,响应时间越来越短,因其使用方便、无需变换电路等特点已经得到了广泛的应用。
本文正是介绍了一种基于DS18B20单片机温度采集系统的硬件结构及汇编程序。
该装置采用硬件有8051,DS18B20,LED。
且具有显示精度高、价格低廉、结构简单、扩展方便和应用广泛等一系列优点。
关键词:单片机,温度传感器,LED数码管目录摘要.............................................. I I 1 单片机的概述 . (1)1.1什么是单片机 (1)1.2 单片机的特点 (2)1.3 单片机的应用领域 (3)1.4 单片机的发展趋势 (4)2 硬件介绍 (5)2.1 8051简介 (5)2.2 DS18B20 简介 (7)2.3 DS18B20与单片机的接口电路 (8)2.4数码管简介 (9)2.5 数码管与单片机的接口电路 (11)3系统功能与设计 (11)3.1 温度采集与控制系统功能介绍 (13)3.2 温度采集与控制系统硬件设计 (13)3.3 温度采集与显示软件设计 (13)3.4 温度控制软件设计 (13)结束语 (23)参考文献 (24)致谢 (25)1 单片机的概述1.1什么是单片机单片机与现代微型计算机一样,系统结构均采用冯·诺依曼提出的“存储程序”思想,即程序和数据都被存放在内存中,采用二进制代替十进制进行运算和存储程序。
1 总体方案设计 (5)1.1 方案论证 (5)1.1.1 传感器 (5)1.1.2 主控部分 (5)2 硬件电路的设计 (6)2.1 电源电路 (6)2.2 温度采集电路 (7)2.2.1 DS18B20简介 (7)2.2.2 电路设计 (9)2.2.3 无线传输电路模块 (10)3 无线发送与接收电路 (11)3.1 无线发送电路 (11)3.2 无线接收模块 (11)4 显示电路 (12)4.1 字符型液晶显示模块 (12)4.2 字符型液晶显示模块引脚 (13)4.3 字符型液晶显示模块内部结构 (13)5 单片机AT89S52 (14)5.1 AT89S52简介 (14)5.2 AT89S52引脚说明 (15)6 软件设计 (17)6.1 系统概述 (17)6.2 程序设计流程图 (17)6.3 温度传感器多点数据采集 (17)7 调试及结果 (18)7.1 测试环境及工具 (18)7.2 测试方法 (18)7.3 测试结果分析 (18)8 总结 (18)附录1:电路原理总图 (19)附录2:发射部分主程序 (20)附录3:接收部分主程序 (26)参考文献 (31)无线数据采集系统的设计与实现学生:XX指导教师:XX内容摘要:由于数据采集系统的应用范围越来越宽、所涉及到的测量信号和信号源的类型越来越多、对测量的要求也越来越高,国内现在已有不少数据测量和采集的系统,但很多系统存在功能单一、采集通道少、采集速率低、操作复杂,并且对测试环境要求较高等问题。
人们需要一种应用范围广、性价比高的数据采集系统。
在分析了不同类型的单片机的特点及单片机与PC机通信技术的基础上,设计了单片机控制的采集系统,并通过串口通信实现单片机与P(:机之间的通信,实现数据的传送并将数据在PC机上显示及存储,完成单机的多通道数据采集系统的设计及实现。
基于单片机的多通道数据采集系统是由将来自传感器的信号通过放大、线性化、滤波、同步采样保持等处理后,输入A/D转换为数字信号后由单片机采集,然后利用单片机与PC机的通信将数据送到PC机进行数据的存储、后期处理与显示,实现了数据处理功能强大、显示直观、界面友好、性价比高、应用广泛的特点,可广泛应用于工业控制、仪器、仪表、机电一体化、智能家居等诸多领域。
单片机多通道温度采集测控系统摘要3Abstract4第一章前言5第二章单片机多通道温度采集测控系统分析与设计62.1 总体分析62.2 AT89C51单片机的性能及应用62.3 控制框图的设计系统7第三章单片机多通道温度采集测控系统分析与设计的硬件9 3.1 输入电路的设计93.1.1 集成温度传感器AD590的简单介绍93.1.2 放大电路的设计103.2 单通道,循环检测工作方式选择电路的设计123.3 A/D0809与AT89C51接口电路的设计133.4 输出电路设计153.4.1 四位LED数码管驱动电路的设计153.4.2 超温报警电路的设计173.4.3 温度控制电路的设计173.6 电路板的制作与调试193.6.1电路原理图的绘制过程193.6.2 PCB板的制作213.6.3 电路的焊接24第四章单片机多通道温度采集测控系统的软件254.1 主程序的逐步254.1.1 初始化和工作方式选择程序的设计254.1.2 显示程序的设计274.1.3 二进制温度值转化成BCD码温度显示值的程序设计28 4.1.4 延时子程序的设计304.1.5 数模转换测量子程序的设计304.1.6 按键检测子程序的设计324.1.7 超温报警程序及继电器控制程序的设计334.2 CPU抗干扰技术的程序设计344.2.1数字滤波354.2.2指令冗余和“看门狗”技术354.2.3提高RAM 资料可靠性354.2.4 总结354.3 程序的汇编与调试35第五章结束语395.1 本次设计心得体会395.2 总结405.3 谢词43参考文献、资料:44附录一图和表45附录二外文资料翻译47摘要温度测量与控制在工业、农业、国防等行业有着广泛的应用。
利用单片机技术的温度测控系统以其体积小,可靠性高而被广泛采用。
本文对该测控系统进行了分析设计。
首先,本文针对系统所使用的单片机的性能和发展情况做了简单介绍;对系统使用的模/数转换芯片ADC0809做了性能方面的简单说明;同时对测量温度在-55~150之间的集成型恒流测温元件AD590做了介绍。
基于单片机的多路温度采集控制系统的设计一、系统设计思路1、系统架构:本系统的所有模块分为两个主要的部分:单片机部分和PC部分。
单片机部分是整个温度控制系统的中心模组,它负责多路温度传感器的信号采集、温度计算和显示,还有一些辅助操作,如温度上下限报警等;PC部分主要实现数据采集、分析、处理、显示等功能,与单片机的交互可通过RS485、USB等接口进行。
2、硬件设计:本系统设计确定采用AT89C52单片机作为系统的处理核心,在系统中应用TLC1543数据采集芯片,采用ADC转换器将多个温度传感器的数据采集,使系统实现多路温度检测同时显示.另外,为了实现数据采集记录,系统可以选用32K字节外部存储封装。
二、系统总控程序设计系统总计程序采用C语言进行编写,根据实际情况,主要分为以下几个主要的模块:(1)初始化模块:初始化包括外设初始化、中断处理程序初始化、定时器初始化、变量初始化等功能。
(2)温度采集模块:主要对多路温度传感器的采集、计算并存储等操作,还可以实现温度的报警功能。
(3)录波模块:提供数据的实时采集、数据的存取、数据的滤波处理等功能。
(4)通信模块:主要是用于实现数据透传,采用RS485接口与PC端的上位机联网,可实现远程调试、远程控制等功能。
(5)用户界面模块:实现数据显示功能,可以根据用户的要求显示多路温度传感器检测到的数据。
三、实验检验(1)检查系统硬件的安装是否良好;(2)采用实测温度值与系统运行的实测温度值进行比对;(3)做出多路温度信号的对比,以确定系统读取的数据是否准确;(4)检查温度报警功能是否可以正常使用,也可以调整报警范围,试验报警功能是否可靠;(5)进行通信数据采集的联网检测,确保上位机和系统可以进行实时、准确的通信。
毕业设计毕业生姓名:**专业:**学号:***指导教师:***所属系(部):***毕业设计评阅书题目:基于单片机的多路温度采集控制系统系专业姓名设计时间:评阅意见:成绩:指导教师:(签字)职务:200年月日*****学院摘要本文设计是以MCS-51单片机系统为基础的,通过热电阻变送器对热电阻随温度的变化而得到的模拟信号进行采集,连接多路模拟开关实现多路模拟信号的采集,并通过A/D转换器对模拟信号进行数模转换,把转换得到的数字信号按照顺序分别送入单片机或把指定的那路信号送入单片机,通过单片机进行控制操作,通过对单片机的数据存储器的扩展和程序存储器的扩展来提高片内存储器、数据存储器的容量,以便于在单片机的应用中满足单片机在定时器、中断、串行口等方面的要求;本设计是通过LED来实现单片机的现实系统的,通过单片机对多路模拟开关的控制进行多选一,把其中一路的信号经过A/D转换器的转换,在通过单片机把采集到的信号送到LED 电路当中进行显示,此设计中LED显示使用的串行接口来显示的,它是通过人的视觉暂留特性,只观赏感觉是连续点亮的;本文通过单片机报警系统来实现热电阻传感器随测量的温度范围200~700摄氏度,若超出这个温度范围则报警。
以单片机为核心完成温度巡测、数据处理.显示及上下限报警功能。
关键字:A/D转换器;DBW热电阻变送器;单片机;AbstractIt is based on MCS-51 one-chip computer system for this text not to design, is it gather to go on through thermal resistance changer to analog signal that thermal resistance receive with change of temperature, join many way analog switch realize many way collection of analog signal , is it count through A/D converter to analog signal mould change to go on, Send digital signal received to change according to order into one-chip computer or designated those distance signal send into the one-chip computer separately, carry on control operation through one-chip computer , is it improve scenes of memory storing device to come through data expansion and expansion , procedure of memory of memory in one-chip computer. Capacity of the data memory ,So that the demand in meeting the one-chip computer in the timer , cuts off , the serial mouth in the application of the one-chip computer etc.; Is it is it realize realistic system of one-chip computer to come through LED , is it select for one more through one-chip computer control on analog switch of many ways to go on to design originally, undergo conversion , A/D of converter among them one No. of signals , send through one-chip computer signal got to gather LED show among the circuit, design this LED serial interface used to show is it show to come, it to cut characteristic of staying through vision of people, only view and admire and feel and light in succession ; This text realizes 200~700 degrees Centigrade of temperature ranges that the thermal resistance sensor measure at the same time through the warning system of the one-chip computer, if beyond the scope of this temperature to report to the police. Regard one-chip computer as the core and finish temperature and patrol examining , data processing . Show and the warning function of upper and lower limits.Key words: A/D converter;DBW thermal resistance changer; an one-chip computer目录第一篇绪论 (1)第一章课题背景 (1)第二章温度检测的意义与技术发展 (1)第三章课题内容和本人的主要工作 (2)第四章单片机在本课题的应用 (2)第二篇多路温度采集显示系统的设计要求与设计方案 (4)第一章系统设计任务与要求 (4)第二章系统总体方案的设计 (4)第三篇主控模块的设计 (6)第一章8051单片机的特点及引脚 (6)第二章8051芯片的引脚 (6)第三章8051单片机的扩展及系统电路 (8)第四篇信号输入通道与信号采样模块的设计 (12)第一章A/D芯片的选用及说明 (12)第一节逐渐逼近式A/D转换器的工作原理 (12)第二节 A/D转换器的性能指标 (13)第三节典型的A/D转换芯片ADC0809 (14)第二章信号采样模块的电路设计 (16)第一节热电阻的材料及工作原理 (16)第二节测量电路 (18)第五篇显示系统、报警系统及键盘控制 (21)第一章显示系统的设计 (21)第一节 LED显示器件的工作原理 (21)第二节 LED显示电路设计 (23)第二章报警系统的设计 (24)第三章键盘控制的设计 (24)第六篇系统的电源设计 (26)第一章电源系统的组成 (26)第二章电源设计原理 (27)第三章电路 (27)第七篇系统软件设计 (29)第一章主控模块的程序设计 (29)第二章LED显示程序设计 (33)第三章报警系统的程序设计 (35)结论 (37)参考文献: (38)附录1:程序清单 (38)附录2:电路原理图 (44)外文资料 (45)中文翻译 (53)致谢 (61)第一篇绪论第一章课题背景测量控制的作用是从生产现场中获取各种参数,运用科学计算的方法,综合各种先进技术,使每个生产环节都能够得到有效的控制,不但保证了生产的规范化、提高产品质量、降低成本,还确保了生产安全。
基于51单片机的多路温度采集控制系统设计言: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单片机的多路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数字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。
本系统可以实现多路温度信号采集与显示,可以使用按键来设置温度限定值,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。
我所采用的控制芯片为AT89c51,此芯片功能较为强大,能够满足设计要求。
通过对电路的设计,对芯片的外围扩展,来达到对某一车间温度的控制和调节功能。
关键词:温度多路温度采集驱动电路正文:1、温度控制器电路设计本电路由89C51单片机温度传感器、模数转换器ADC0809、窜入并出移位寄存器74LS164、数码管、和LED 显示电路等组成。
由热敏电阻温度传感器测量环境温度,将其电压值送入ADC0809的IN0通道进行模数转换,转换所得的数字量由数据端D7-D0输出到89C51的P0口,经软件处理后将测量的温度值经单片机的RXD端窜行输出到74LS164,经74LS164 窜并转换后,输出到数码管的7个显示段,用数字形式显示出当前的温度值。
89C51的P2.0、P2.1、P2.2分别接入ADC0809通道地址选择端A、B、C,因此ADC0809的IN0通道的地址为F0FFH。
输出驱动控制信号由p1.0输出,4个LED为状态指示,其中,LED1为输出驱动指示,LED2为温度正常指示,LED3为高于上限温度指示,LED4为低于下限温度指示。
当温度高于上限温度值时,有p1.0输出驱动信号,驱动外设电路工作,同时LED1亮、LED2灭、LED3亮、LED4灭。
基于单片机的多路温度采集系统一、摘要:本设计利用单片机及Keil编程软件编程和PROTEUS单片机仿真软件和电子电工等方面知识,用Keil编程软件编程,用PROTEUS单片机仿真软件仿真。
最后制作实物,将程序下载到单片机中,利用(I/O)口采集来自多路温度的数据,根据各路温度的不同,集中准确的显示出来,并且根据所设温度的上下限通过驱动蜂鸣器进行听觉上的报警,同时还可以通过LED灯协助进行视觉上的报警,从而达到多点温度的采集和报警的目的。
以Keil编程软件和PROTEUS软件来进行仿真、分析,调试,为设计提供了一个方便、快捷的途径,为设计节约了设计时间。
关键词:AT89S52单片机温度采集报警二、设计要求1、检测的温度范围:0℃~100℃。
2、检测分辨率 0.1℃。
3、显示的多路的温度值不相互干扰,而且对各个传感器的所属温度都能进行报警。
三、硬件电路设计1、系统的设计思路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数字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LCD进行显示。
本系统可以实现多路温度信号采集与显示,可以使用程序来设置温度限定值,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LED进行报警。
2、系统总体设计方案系统总体主要由对单片机进行编程后得到控制,系统的其他功能部件分别接至单片机的对应I/O口。
整体模块如图:3、主控制器本次设计选择Atmel 公司生产的AT89C51作为控制芯片。
AT89C51是高性能的CMOS8位单片机,片内含有4K bytes 的可反复擦写的只读程序存储器和128的随机存取数据存储器。
AT89系列与MCS-51系列单片机相比有两大优势:第一,片内程序存储器采用闪速存储器,使程序的写入更加方便;第二,提供了更小尺寸的芯片,使整个电路体积更小。
基于单片机的远程多路温度采集系统
基于单片机的远程多路温度采集系统是一种常见的温度监测系统。
它通过多个传感器来采集各个位置的温度,并通过无线通信技术将数据上传至远程服务器进行处理,最终实现对多个位置的温度监测和远程管理。
该系统由多个温度传感器、单片机、无线通信模块、显示屏等部分组成。
采用数字温度传感器来检测环境的温度,并将温度值通过单片机进行采集和处理。
之后,单片机再将处理后的数据通过无线通信模块发送到远程服务器上进行处理和存储。
通过显示屏可以直观地显示温度信息,也可以通过远程管理系统进行远程查看和调整。
基于单片机的远程多路温度采集系统具有许多优点。
首先,通过数字温度传感器进行温度测量,精度更高且测量数据更加稳定。
其次,该系统实现了远程无线数据通信,避免了数据传输的受限和线路的限制。
最后,可视化的显示屏和远程管理系统方便用户对温度数据进行监测和管理。
该系统适用于许多领域。
例如,田间地头或实验室实时监测不同位置的温度变化,以确保样品或产品在特定环境下的稳定性;也适用于疾病预防和监测领域,在医院和公共场合中监测人员的体温情况以预防疾病的传播。
总之,基于单片机的远程多路温度采集系统是一种方便实用
的温度监测系统。
它可以帮助用户实现对多个位置的温度监控,
通过远程无线通信技术实现数据传输。
在实际应用中,该系统为不同领域的使用者提供了更为方便的温度监测和管理。
多点温度采集与记录系统目录一、引言 (4)二、硬件设计 (5)三、软件设计 (9)四、总结 (11)五、参考文献 (12)六、程序附录 (13)一、引言温度〔K〕是一个和人们生活环境有着密切关系的物理量,也是一种在生产、科研、生活中需要测量和控制的重要物理量。
在工、农业生产和日常生活中,占据着极其重要地位。
工业发展与是否能掌握温度有着密切的联系。
在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等行业都与之有关,可以说几乎80%的工业部门都不得不考虑温度对自身系统的影响。
本设计是基于单片机的多点温度采集系统设计,多点温度测量显示是近几年的研究课题,随着传感技术与通讯技术的发展,单片机的出现,温度测量仪器应运而生,最近几年的研究更是迅速。
采用单片机来对温度进行控制,不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点,而且可以大幅度提高被控温度的技术指标,从而能够大大提高产品的质量和数量。
单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点,成为自动化和各个测控领域中必不可少且广泛应用的器件,尤其在日常生活中也发挥越来越大的作用。
因此,本课题的研究在实际应用中意义十分重大。
二、硬件设计总体方案硬件设计主要是温度测量模块的内容,本设计由AT89C51单片机,LCD1602液晶显示屏,DS18B20温度传感器,以及DB9通信接口。
一共包括三大模块:控制模块,温度采集模块,温度显示模块。
总体方案如下列图所示:1.1 系统总方案图2.1.1 控制模块功能控制模块在系统的功能是控制温度采集模块完成温度采集并将采集到的温度读入控制模块的数据寄存器,再将从温度采集模块读取的温度数据写入显示模块并控制显示模块完成温度的显示。
其中主控单位是AT89C52。
2.1.2 温度采集模块功能温度采集模块的主要功能是通过温度传感器感应温室温度并转化成模拟信号,通过转化模块将模拟信号转化成数字信号,并存取温度数据。
本设计采用2个DS18B20温度传感器,温度传感器DS18B20采用的电压是内部电压,大小为5V,一个引脚接地,一个引脚接+5V电源,中间的引脚是数据的输入输出口。
第9卷㊀第4期Vol.9No.4㊀㊀智㊀能㊀计㊀算㊀机㊀与㊀应㊀用IntelligentComputerandApplications㊀㊀2019年7月㊀Jul.2019㊀㊀㊀㊀㊀㊀文章编号:2095-2163(2019)04-0301-03中图分类号:TP274.2文献标志码:A基于单片机的多路温度采集器设计时永宝(周口师范学院物理与电信工程学院,河南周口466001)摘㊀要:伴随着时代的快速发展,智能将会成为今后的主流方向,按照设定好的思路,在特定的环境里自主工作,不需要人为的操控㊂在本次研究中,以STC89C51单片机作为核心控制器,用DS18B20温度传感器检测温度,当采集到的数值高于或低于预先设定值时,报警模块进行反馈工作;待检测的数值处理后,显示时数据可以读取到十分位㊂关键词:STC89C51单片机;DS18B20;1602液晶模块Designofmulti-channeltemperaturecollectorbasedonsinglechipmicrocomputerSHIYongbao(SchoolofPhysicsandTelecommunicationsEngineering,ZhoukouNormalUniversity,ZhoukouHenan466001,China)ʌAbstractɔWiththerapiddevelopmentofthetimes,intelligencecouldbecomethemainstreamdirectioninthefuture.Itwillworkautonomouslyinaspecificenvironmentaccordingtoasetideaandnomanualoperationisrequired.Intheresearch,thepaperusesSTC89C51microcontrollerasthecorecontrollerandDS18B20temperaturesensortodetectthetemperature.Whenthecollectedvalueishigherorlowerthantheoriginalsetvalue,thealarmmoduleperformsfeedbackwork.Afterthedetectednumericalvalueisprocessed,thedatacanbereadtotenbitsduringdisplay.ʌKeywordsɔSTC89C51singlechipmicrocomputer;DS18B20;LCM1602作者简介:时永宝(1996-),男,本科生,主要研究方向:电子信息工程㊂收稿日期:2019-03-020㊀引㊀言温度采集器,严格地讲,是由设定好的程序来控制传感器的采集,用以表示实时温度的简易装置㊂其优势在于输入速度快㊁可靠性高和采集数据方便㊂利用单片机的储存功能,温度采集器反馈回的信息可以随时储存,并具有一定的自动报警能力㊂温度采集器易于制作,不仅能单独使用,还可以和其它设备结合使用,结合后可以实现自动化管理㊂选取STC89C51作为控制的核心芯片,因其具有擦写功能,擦写次数可达1000次㊂STC89C51是集成芯片,集成了中央处理器㊁数据存储器等,同时还具有编写性能,结合相应工具,可以下载程序到51芯片中,省去一些环节,从而降低成本㊂选择51芯片为控制单元,因为其性价比高,容易买到[1]㊂1㊀系统硬件设计1.1㊀单片机的选择整个系统的神经中枢是STC89C51单片机,用其指挥控制传感器,进行温度采集,便于达到仿真效果㊂结合控制器,设计采集温度器的高温与低温报警系统,通过传感器进行温度检测,当检测到的温度高于或低于设定值时,报警模块出现反馈[4]㊂1.2㊀温度采集器电路设计采用温度传感器DS18B20可以在任意环境和位置下,进行实时数据采集㊂然后将采集的数值输送给控制单元,控制单元处理后,会得到一个比较稳定的数据值,将其送入主控单元;主控单元对其处理分析后,将处理的数据送给显示模块㊂温度采集器电路设计原理如图1所示㊂1.3㊀电源模块设计根据仿真要求,设计单片机传感器的电压为4.5V,现实中可以利用电池供电㊂在多次的验证后,最终得到的结果,符合最初的设定㊂使用电池供电,一是方便,二是安全,系统可在稳定电压范围内进行工作㊂1.4㊀显示模块选择选择工业字符型液晶LCD1602显示,可以给系统提供一个标准的LCD驱动接口,按照仿真要求进行操作,从而控制实时显示㊂结合上述观点,选用工业字符型液晶完成模拟仿真,物尽其用㊂1.5㊀传感器模块选择根据此设计而使用数字温度传感器,由于其性价比高,能够更加清晰地反应采集到的实时温度数值;还可以较为直观的得到测量后的数值;通过相关的转换,从而完成设计的要求㊂传感器理想状态可以选取2种供电方式,一是数据总线供电方式,二是外部供电;结合实际情况,仿真设计采用的是后者㊂电路总体构思结合软件仿真相对容易完成㊂温度采集模块的设计方案如图2所示㊂图1㊀温度采集器电路设计原理图Fig.1㊀CircuitdesignschematicdiagramoftemperaturecollectorD S 18B 20温度芯片电源S T C 89C 51C P U1620显示报警电路图2㊀温度采集电路总体设计方案Fig.2㊀Overalldesignschemeoftemperatureacquisitioncircuit2㊀硬件单元模块设计2.1㊀主控制模块主控制模块的设计相对来说比较简单,其遵循尾重原则,用来协调各个模块之间的联系,从而完成各个模块之间的连接,如图3所示㊂2.2㊀液晶显示模块根据仿真需求,选择工业字符型液晶显示,数据口与单片机P1端口相连接,控制键与单片机的RS㊁RW相连接㊂温度采集器报警模块㊂如果有报警可以通过显示模块查看报警信息,且具有声光报警功能㊂即采集温度高于或低于设定值时,出现报警反馈㊂传感器可以精准地检测到温度的十分位,并具有断电储存数据功能;人性的智能化的按键设置,使得其具有连加㊁减功能㊂LCD1602液晶能同时显示4个温度W1㊁W2㊁W3㊁W4并3s后自动循环切换到温度W5㊁W6㊁W7㊁W8显示,如图4所示㊂2.3㊀报警器电路报警电路具有声光反馈效果,即采集的温度数值高于设定温度数值时,高温报警,二极管闪烁;采集的温度数值低于设定的温度数值时,低温报警,二极管不发光㊂蜂鸣器与发光二极管两者互相结合,形成的反馈效果,更加直观地反映出报警的情况㊂3㊀系统软件设计软件设计分为2块 主程序和子程序,为了使程序简洁,采用侧重主程序与子程序辅助的原则,从而有效地完成仿真,调用的子程序分别是DS18B20温度采集模块㊁显示模块㊁报警模块㊂温度传感器在检测到实时数据时,把数值送给芯片,芯片进行判断处理,通过显示模块显示,然后对采集的数据进行存储,掉电时采集数据不会丢失㊂报警程序的声光反馈,更加直观地显示出报警的情况,当采集的温度数值大于或者小于设定数值时,出现报警反馈,流程如图5所示㊂203智㊀能㊀计㊀算㊀机㊀与㊀应㊀用㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第9卷㊀V C CS 1C 1+10u FJ t4321P 10P 11P 12P 13P 14P 15P 16P 17R 2F 1C 330p F12MC 230p FV C CR S R WR N1234567891011121314151617181920P 1.0P 1.1P 1.2P 1.3P 1.4P 1.5P 1.6P 1.7R S T (R X D )P 3.0(T X D )P 3.1(I N T 0)P 3.2(I N T 1)P 3.3(T 0)P 3.4(T 1)P 3.5(WR )P 3.6(R D )P 3.7X T A L 2X T A L 1G N DV C CP 0.0P 0.1P 0.2P 0.3P 0.4P 0.5P 0.6P 0.7E A /V P P A L E P R O GP S E N P 2.7P 2.6P 2.5P 2.4P 2.3P 2.2P 2.1P 2.04039383736353433323130292827262524232221P 00P 01P 02P 03P 04P 05P 06P 0712345678910KP 24S 2S 3S 4S 5U 7P R 1V C C10K图3㊀主控制最小系统电路Fig.3㊀Maincontrolminimumsystemcircuit图4㊀显示电路(LCD1602)Fig.4㊀Displaycircuit(LCD1602)检测实际温度初始化是否正常?1602显示开始结束小于低温设定值蜂鸣器报警数据存储大于高温设定值蜂鸣器报警及发光二极管闪烁NY图5㊀报警流程图Fig.5㊀Alarmflowchart4㊀结束语对不同地点(封闭或开放环境)进行温度采集,采集数值达到上限和下限时进入报警反馈,报警反馈时,温度数值显示可以精确到十分位,且系统整体具有防掉电,自我数据保存功能㊂数据读取方便;仿真中还增加了连加㊁减功能㊂利用显示模块的特点,可以看到采集的温度数值的实施情况㊂在教室㊁宿舍㊁操场不同地点不同时间进行测试,在测试地点选取一个固定位置,打开仿真软件,进行数据读取,先读取实际值,然后根据实际值设定相对的最高和最低报警参数,以便于实验快速地进行㊂测试结果显示可以完成高温报警及发光二级管闪烁,低温只报警,二极管不闪烁的功能,从而实现温度采集的功能㊂参考文献[1]郭惠,吴迅.单片机C语言程序设计完全自学手册[M].北京:电子工业出版社,2008.[2]贾振国.DS18B20及高精度温度测量的实现[J].电子技术应用,2000,26(1):58-59.[3]周月霞,孙传友.DS18B20硬件连接及软件编程[J].传感器世界,2001(12):25-29.[4]杨恢先,黄辉光.单片机原理及应用[M].北京:人民邮电出版社,2006.[5]杨丽君.AT89C51单片机控制的多路温度检测系统[M].自动化与仪表,2000,15(3):66-68.303第4期时永宝:基于单片机的多路温度采集器设计。
安徽机电职业技术学院毕业设计说明书基于单片机控制的温度采集与测量系(部)电气工程系专业电气自动化班级3091班姓名陈浩学号1303093028指导教师李文2011 ~ 2012 学年第一学期近年来,随着大规模集成电路的发展,单片机继续朝快速、高性能方向发展,从4位、8位单片机发展到16位、32位单片机。
单片机主要用于控制,它的应用领域遍及各行各业,大到航天飞机,小至日常生活中的冰箱、彩电,单片机都可以大显其能。
单片机技术与传感与测量技术、信号与系统分析技术、电路设计技术、可编程逻辑应用技术、微机接口技术、数据库技术以及数据结构、计算机操作系统、汇编语言程序设计、高级语言程序设计、软件工程、数据网络通信、数字信号处理、自动控制、误差分析、仪器仪表结构设计和制造工艺等的结合,使得单片机的应用非常广泛。
同时,单片机具有较强的管理功能。
采用单片机对整个测量电路进行管理和控制,使得整个系统智能化、功耗低、使用电子元件较少、内部配线少、成本低,制造、安装、调试及维修方便。
本设计是基于单片机ATMAGE16设计的实时温度采集仪,通过本次设计,我成功的实现了利用单片机对温度的采集和测量。
关键词:单片机ATMAGE16 DS18B20 ICCA VR目录.............................................................................. 错误!未定义书签。
第一章绪论. (2)1.1 课题背景 (3)1.2 设计目的及系统功能 (3)第二章ATMAGE16特性 (4)2.1 ATMAGE16产品特性 (4)2.2 引脚配置 (5)第三章DS18B20的设计 (6)3.1 总体通信流程及通信协议 (6)3.2 DS18B20温度测量软件的设计 (8)3.3 多机通信软件的设计 (9)3.4 DS18B20工作时序问题 (10)第四章电路的设计 (11)4.1 温度测量电路的设计 (11)4.2 串口通信电路的设计 (12)第五章分布式温度采集系统设计 (13)第六章ICCA VR制作环境及介绍 (14)6.1 ICCA VR 介绍 (14)6.2 ICCA VR 向导 (16)6.3 ICCA VR 的IDE 环境 (16)结论 (19)参考文献 (19)致谢 (20)附件1:总系统的原理图如下: (21)附件2:单片机ATMAGE16控制DS18B20的程序: (22)第一章绪论自从1976年Intel公司推出第一批单片机以来,80年代单片机技术进入快速发展时期,近年来,随着大规模集成电路的发展,单片机继续朝快速、高性能方向发展,从4位、8位单片机发展到16位、32位单片机。