八路温度循环采集系统
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前言一直以来,科学都是人类文明不断进步的源泉,从最开始的原始人折树枝弄火,磨石头做各种器件,到现在的飞机大炮因特网,无一不彰示着我们的进步,无一不说明了科技在生活中的重要性。
而自从1840年,洋枪坚船利炮惊醒还在梦中的国人,经历了近100年的屈辱和血泪,终于看到了科技的重要性,明白了什么是落后就要挨打,只有科技进步了,国家才能强大!本次专业课程设计就是锻炼理论和实际结合的能力,提高科技能力和科学思想。
随着计算机技术的飞速发展和普及,数据采集系统也迅速地得到应用。
在生产过程中,应用这一系统可对生产现场的工艺参数进行采集,监视和记录,为提高产品质量,降低成本提供信息和手段。
在科学研究中,应用数据采集系统可获得大量的动态信息,是研究瞬间物理过程的有力工具,也是获取科学奥秘的重要手段之一。
总之,不论在哪个应用领域中,数据采集与处理越及时,工作效率就越高,取得的经济效益也越高。
科学发展的今天,选择基于单片机八路数据采集系统设计是很有意义也是很有必要的。
第一章 设计要求1.1 设计要求(1) 对8路模拟电压信号进行采集并循环显示 (2) 模拟电压变换范围为:0 –5V (3) 测量精度小于±2%(4) 测量温度用3位LED 显示器显示,1位显示循环通道1.2 系统设计思路图1.1 八路数据采集系统方框图1.3 方案选择1.3.1模拟输入方案在试验中使用滑动变阻器改变输入电压,模拟数据采集。
此方案简单易懂,可操作性强,价格也比较便宜。
1.3.2 数据显示方案利用试验使所提供的7279最小功能版来实现数据的显示和按键等试验要求。
在试验中如果使用四个数码管来实现,要使用动态显示,且实现按键功能等比较复杂。
要在P 口接多个按键,这样使程序很复杂。
使用7279最小功能板在试验中使用命令字87H~80H,收到此指令后,按以下规则进行译码0000~1001显示数字0~9,1010显示—,1111显示空白。
只需利用两个P 口就能够实现所有功能。
具有RS485通信功能的8路温度检测仪软件设计毕业设计摘要温度是工业生产和自动控制中最常见的工艺参数之一,生产过程需要对温度进行检测和控制。
为了满足对温度采集和测量要求,实现对各个支路温度的检测,本系统就是采用了AT89S52为主控的8路温度检测的系统。
该系统可以实现多个点的温度检测和数值显示并且具有RS-485通信功能。
该系统包括的模块主要有温度的采集,单片机的控制,AD转换,温度值的显示,RS-485通信。
它主要使用的是热敏电阻Pt100温度传感器实现温度检测,并通过AD转换对采集到的数值进行转换,随后将温度显示在液晶屏上,并对温度设置上下阈值来实现温度报警功能。
论文首先简单介绍了该系统的基本原理及整体结构,接着分硬件、软件两部分对整个系统进行阐述,其中软件部分详细描述。
最后是系统的调试与分析,对系统的功能进行了验证。
关键词:AT89S52, RS-485,AD转换, PT100温度传感器ABSTRACTTemperature is one of the most common parameters in industrial production and automatic control of technological, there is the need of the detection and control in the productive process. In order to meet the requirement of temperature acquisition and measurement to detect eight-channel`s temperature, so we will design a simply temperature detection system which focus on the AT89S52.This system can detect the temperature, display the values of number with RS-485 communication function. This system includes the collection of temperature, the control of the single chip microcomputer, AD conversion, display the temperature value and RS-485 communication. It detect temperature and transfer the temperature which is mainly use a PT100 temperature sensor. Then display the temperature on the Liquid Crystal Display. And set up the top and the bottom temperature value. If the temperature doesn`t reach the range of the top and bottom ,the system will give an alarm.This paper first introduces the basic principle and the massive structure of the system. Then it is divided into two parts to the whole system hard ware and software are described, the software part will give a detail description. Finally there is a need to debug and analyze the system to testify the system.KEY WORDS:AT89S52, RS-485 communication, AD conversion,Pt100 temperature sensor目录前言 (1)第1章绪论 (3)1.1基本原理 (3)1.1.1传感器部分 (3)1.1.2 主控制部分 (4)1.1.3 AD转换模块 (4)1.1.3.1 ADC0809简介 (4)1.1.3.2 ADC0809原理 (5)1.1.4 485通信模块 (6)1.2系统方案 (6)1.2.1系统的整体结构 (6)1.2.2 软件介绍 (7)1.3 章节安排 (8)第2章硬件设计 (9)2.1 总体设计 (9)2.2 系统主要器件的介绍 (10)2.2.1 单片机AT89S52 (10)2.2.2 A/D转换芯片 (11)2.2.3 温度传感器 (12)2.2.4 显示LCD 1602 (12)2.2.5 MAX485芯片 (12)2.3 总体电路图 (13)第3章软件设计 (15)3.1 主程序的设计 (15)3.2 AD转换子程序设计 (17)3.3 LCD温度显示程序设计 (19)3.4 报警子程序设计 (22)3.5 按键设置程序设计 (22)3.6 RS-485通信模块程序设计 (24)第4章调试与仿真 (26)4.1 软件仿真 (26)4.1.1 建立程序文件 (26)4.1.2 加载目标代码文件 (29)4.1.3 进行调试与仿真 (29)4.2 硬件调试 (31)4.3 产生的问题与分析 (33)第5章结论与展望 (34)5.1 结论 (34)5.2 展望 (34)参考文献 (35)附录系统程序 (38)前言在人类的生产生活之中,温度扮演着极其重要的角色,温度对工业的发展有着及其重要的影响,因此传感器也有着飞速的发展,来适应这种对温度的检测要求。
FLEX4011八通道模拟量(热电偶/电压/电流)采集模块用户手册目 录1 产品介绍 (3)2 电气连接及安装 (5)3 通讯协议 (9)3.1 Modbus RTU/ASCII通信协议 (9)3.1.1 Modbus寄存器地址映射 (9)3.1.2 读取数据以及处理 (13)3.2 ADAM研华通信协议 (16)3.2.1 研华通信协议命令 (16)3.2.1.1 读取单通道的数据命令 (16)3.2.1.2 读取所有通道的数据命令 (18)3.3 ASCII码对照表 (20)4 设置软件使用说明 (20)4.1 设置软件与处于设置状态的模块通信 (20)4.2 串口通信参数如何设置 (23)5 使用串口调试软件读取数据 (24)5.1 Modbus-RTU通信协议 (24)5.2 ADAM研华通信协议 (24)附录A (26)A.1 模拟量数据格式 (26)A.2 模拟量输入范围 (26)1 产品介绍FLEX-4011热电阻采集模块是FLEX-4000系列智能测控模块之一,广泛应用于温度测量的工业场合,提供了多种热电偶信号的采集以及转换,线性处理并转换成线性化的数据值,经RS-485 总线传送到控制器。
FLEX-4011具有八个测量通道,可连接J, K, T, E, R, S, B, N, C, D, G, L, U等多种规格热电偶进行测量。
模块内部各处理单元之间提供了高于1500V 的电气隔离,有效的防止模块因外界高压冲击而损坏,为工厂自动化以及楼宇自动化提供了高效的解决方案。
模块主要特点如下:· 八通道模拟量(热电偶/电压/电流)输入· 可由软件设置传感器的类型以及模块参数· 支持多种标准的热电偶· 宽电压范围输入(18-36V DC),功耗低· RS-485网络连接,支持Modbus RTU/ASCII协议· 内置看门狗,运行稳定可靠· 外部供电/RS485通讯/模拟量输入之间3000V电气隔离· 宽温度范围运行· 安装方便,标准导轨卡装或螺钉固定2 电气连接及安装端子说明图2 接线端子拨码开关模块具有一个10位的拨码开关,说明如下。
多路温度采集器的工作原理
多路温度采集器的工作原理是通过使用多个温度传感器同时测量不同位置或设备的温度,然后将采集到的温度数据传输到数据采集设备或监控系统中进行处理。
具体的工作原理如下:
1. 传感器布置:多路温度采集器通常具有多个温度传感器通道,可以分别连接到不同位置或设备上。
传感器布置时需要根据实际需求选择合适的传感器数量和位置。
2. 传感器测量:每个传感器会定期或根据设定的采样频率测量所连接位置或设备的温度。
传感器可以是接触或非接触式的,接触式传感器需要与被测物体直接接触来获取温度信息,非接触式传感器则通过红外辐射或其他方式来测量温度。
3. 数据采集:传感器测量到的温度数据会被传输到数据采集设备中。
这可以通过有线或无线方式进行,例如使用传感器信号线连接或通过无线传输技术(如Wi-Fi或蓝牙)传输。
4. 数据处理与分析:接收到温度数据的数据采集设备会对数据进行处理与分析。
这包括将数据转换为数字信号、校准数据以消除测量误差、存储数据等。
采集设备通常还会提供界面供用户查看温度数据并进行必要的操作。
5. 数据传输与存储:处理后的温度数据可以通过网络传输到远程监控系统或云服务器进行存储和分析。
这样可以实现远程监控、报警和数据分析等功能。
总的来说,多路温度采集器通过多个温度传感器同时测量不同位置或设备的温度,然后将采集到的温度数据传输到数据采集设备进行处理和存储,从而实现对多个温度值的监测和管理。
多路温度控制器说明书一、功能概述采用高性能单片监控芯片为核心,确保了产品测控的精确性、稳定性。
是一款高精密度、高集成性的控制器。
该产品可以同时配接多路传感器,可以同时对一个环境进行多重控制,或独立监测、控制多个环境的温度。
产品分为4路温度控制;8路温度控制;12路温度控制。
可以分别数字显示12路(最多12路)环境测量的温度值。
产品带有独立的自整定模式和独立的PID参数,且具有计算机通讯功能。
二、机种构成及规格1、面板说明a、显示框(4位数字):显示测温点温度。
b、PRG键:设定选择。
连续按3秒:进入或退出设定模式。
c: SET键:设置/移位键。
连续按1.5秒:进入或退出设置状态点动按键:移动设定数据位置。
d、点动∧和∨键(增/减)键。
按一次,设定时间数据增/减“1”若按下不放,则连续增/减。
2、技术参数表二、控制器接线方式三、控制器外形及按装尺寸可以采用平底导轨或螺栓固定方式安装。
四、程序设定表程序序号功能设定数值说明Cd00 PID自整定设定101~112 按顺序1-12路分别自整定Cd01-12 1-12路温度设定0-999.9度按顺序分别设定温度Cd13 温度超偏差 5.0度超过5度报警Cd14 Pid工作范围30.0 范围外输出为100%Cd15 温度超偏差停机 2.0度Cd16 滤波系数80 0-99%Cd18 Pid工作周期3秒0-导通角,其它-脉宽Cd19 热电偶型号0-K,1-JCd20 1-12开关控制111111111111(bit) 0-关,1-开Cd21 显示最小值0 0-11 显示实际温度12-23显示设定温度Cd22 显示最大值23Cd23 循环显示时间 3.0秒循环显示12路温度Cd24 温度显示方式0 带一位小数 1不带小数Cd27 比例系数36 群体修改比例系数Cd0=5Cd28 积分时间80s 群体修改积分时间Cd0=5Cd29 微分时间10s 群体修改微分时间Cd0=5Cd31-Cd66 PID使用Cd31 比例系数1 36Cd32 积分时间1 80s五、故障报警:CD13 温度超偏差功能,温度控制器输出端Y12报警输出。
I-70188 Channel Voltage Input, Current Input, & Thermocouple Input Data Acquisition ModuleQuick Start GuideProduct Website:/i_7018_i_7018p.html/dcon_utility_pro.html1. IntroductionI-7018 is a cost-effective solution for a wide range of valuable industrial control signals and systems. The DCON utility can help users to configure and test I-7018 modules. Plenty of library functions and demo programs are provided to let users develop programs easily under Windows, Linux and DOS operating systems. Users may mount the modules on a DIN rail, panel or wall. Modules have a screw-terminal block to connect to the signals. I-7018 comes with FREE EZ Data Logger Software.2. Terminal AssignmentI-7018 8-channel AI, thermocouple DAQ Module - QuickStart (Oct/2016)3. Block/ Wiring DiagramI-7018 8-channel AI, thermocouple DAQ Module - QuickStart (Oct/2016)4. Default SettingsDefault settings for the I-7018 modules are:▫ Module address: 01▫ Analog input type:Type 08, -10V to 10V, for the I-7017 and I-7019 seriesType 1B, -150V to +150V for the I-7017R-A5Type 0D, -20mA to +20mA for the I-7017C, I-7017FC and I-7017RCType 05, -2.5V to 2.5V, for the I-7018 series▫ Baud Rate: 9600 bps▫ Checksum disabled▫ Engineering unit format▫ Filter set at 60Hz rejection▫ JP1 set to single-ended mode for I-7018, I-7018P and I-7018BL.5. ConfigurationTo install the module, follow the steps below:1. Connect the analog input.2. Connect the module to the RS-485 network using the DATA+ and DATA- terminals. If the host is only equipped with an RS-232 interface, then an RS-232 to RS-485 converter will be required.3. Connect the module to the power supply using the +Vs and GND terminals. Note that the voltage supplied should be in the range of +10 to +30V DC.I-7018 8-channel AI, thermocouple DAQ Module - QuickStart (Oct/2016)4. Open DCON utility proclick on COM port(first icon).It can select multi-options such as Baud Rate, Protocol, Checksum, and Format to search module. The default settings for the module can be found in Section 3. Click OKafter selecting the COM port setting.I-7018 8-channel AI, thermocouple DAQ Module - QuickStart (Oct/2016)5. DCON utility pro will search for the selected COM port according the setting previously set. DCON Utility Pro supports DCON and Modbus protocol for all ICPDAS and the others modules.6. Configuration I/O module setting on PCI-7018 8-channel AI, thermocouple DAQ Module - QuickStart (Oct/2016)7. For I-7000 modules, DCON utility pro terminal can send command to the module. See user manual Sections 2 for details command.Configure the module: sending the %AANNTTCCFF command. See user manual Section 2 for detail commands. To configure the I-7017Z, I-7018Z and I-7019 series, the $AA7CiRrr command must also be sent.Read data from the input channels: send either the #AA or #AAN command to the module.I-7018 8-channel AI, thermocouple DAQ Module - QuickStart (Oct/2016)8. If user doesn’t know the command, user can select Address and ID, it will show some refer commands as below. User can select necessary command to test or debug modules.I-7018 8-channel AI, thermocouple DAQ Module - QuickStart (Oct/2016)。
晶振电路与复位电路在晶振电路中,主要用到了XTAL1和XTAL2两个引脚。
(1)XTAL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
(2)XTAL2:来自反向振荡器的输出。
在晶振电路中,AT89C51具有两种晶振方式,一种是片内时钟振荡方式,但需要在引脚外接石英晶体和振荡电容,振荡电容的值一般取10-30pf。
另一种是外部时钟方式,即将XTAL1接外部时钟,XTAL2脚悬空。
本设计的晶振电路如图1所示。
图1 晶振电路单片机的晶振频率采用11.0592MHZ,外加两个30pF电容。
XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出,外接石英晶体和振荡电容,构成了片内时钟振荡方式。
而振荡周期指的就是单片机外接石英晶体振荡器的周期。
当时钟起振后,产生一定的频率的时钟信号,单片机的CPU在时钟信号的控制下能一步一步完成自己的工作,同时与整个系统相关的周期还有振荡周期、状态周期、机器周期和指令周期。
电容C1和C2主要用于校正波形,振荡器的作用主要是产生时钟振荡。
而整个电路的作用则是为了产生自激振荡。
引脚RST作用是复位输入。
当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
在按下按键后,系统自动复位,十分方便。
在复位电路中添加按键主要是为了能够使得复位更加方便,电容主要是在复位后进行充电,而上拉电阻起到限流的作用,保护了电路。
图2复位电路温度采集电路温度控制电路主要运用到了DS18B20和AT89C51。
图3 DS18B20管脚图在硬件上,DS18B20与单片机的连接有两种方法,一种是VCC接外部电源,GND接地,I/O与单片机的I/O线相连;另一种是用寄生电源供电,此时UDD、GND接地,I/O接单片机I/O。
内部寄生电源I/O口线要接5KΩ左右的上拉电阻。
这里采用的是第一种连接方法,如图4所示:P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚电位被内部上拉电阻拉高,且作为输入。