项目10 数字温度采集系统的设计

温度采集电子系统设计报告1. 简介本报告介绍了一个温度采集电子系统的设计。

该系统可以实时采集环境温度，并将数据传输到计算机进行处理和显示。

本报告将详细介绍系统的硬件设计和软件实现。

2. 硬件设计2.1 传感器选择为了实时采集温度数据，我们选择了一款精度高、响应快的温度传感器。

该传感器具有数字输出和I2C接口，能够方便地与单片机进行通信。

2.2 单片机选择我们选用了一款功能强大的单片机作为系统的主控芯片。

该单片机具有丰富的外设接口和强大的计算能力，能够满足系统的需求。

同时，该单片机还有丰富的开发资源和社区支持，使得开发过程更加便捷。

2.3 电路设计系统的电路设计主要包括传感器和单片机之间的连接电路和稳压电路。

传感器与单片机的连接采用了I2C接口，通过外部电阻进行电平转换和保护。

稳压电路采用了线性稳压芯片，确保供电电压的稳定性。

3. 软件实现3.1 硬件驱动为了与传感器进行通信，我们编写了相应的硬件驱动程序。

该驱动程序通过配置单片机的I2C接口，实现了与传感器的数据交换和控制。

3.2 数据采集与处理在软件实现中，我们使用了单片机的定时器和ADC模块来定期采集温度数据。

通过ADC转换，我们可以将模拟温度信号转换成数字信号。

随后，我们对这些数据进行滤波和校准，以获取准确的温度值。

3.3 数据传输与显示为了将采集到的温度数据传输到计算机，我们使用了串口通信。

通过配置单片机的UART模块和计算机的串口接口，我们可以实现数据的传输。

在计算机端，我们编写了相应的数据接收和显示程序，实现了温度数据的实时显示。

4. 实验结果与分析经过实验测试，系统能够准确、稳定地采集温度数据，并进行实时显示。

通过与其他温度计的比较，我们发现系统的测量误差在可接受范围内。

系统的响应速度也非常快，能够在短时间内实时更新温度数据。

5. 总结通过设计和实现温度采集电子系统，我们成功地实现了温度数据的实时采集和显示。

该系统具有稳定性高、响应速度快的特点，可以满足实际应用的需求。

单片机数字式多路温度采集系统设计(原理图+电路板图+源程序)-论文单片机数字式多路温度采集系统设计(原理图+电路板图+源程序)目录1综述 12数字式多路温度采集系统硬件电路设计 22.1温度采集电路设计 2简介 2温度采集电路结构 52.2单片机控制电路设计 6单片机芯片选择 6单片机工作基本电路设计 62.3输入控制电路设计 72.4显示电路设计 8数码显示管静态显示工作原理 8显示电路结构 9显示电路工作过程 92.5报警控制电路设计 9报警控制电路结构 10报警控制电路工作过程 102.6电源电路设计 102.7数字式多路温度采集系统元件清单 112.8数字式多路温度采集系统电路图 113数字式多路温度采集系统程序设计 123.1主程序设计 123.2子程序设计 12的通信协议 12子程序 133.3数字式多路温度采集系统控制源程序 164系统调试及性能分析 174.1系统调试 174.2系统性能分析 175结束语 18参考文献 19致谢 20附录 21附录（1）数字式多路温度采集系统元件清单 21附录（2）数字式多路温度采集系统原理图 22附录（3）数字式多路温度采集系统印刷电路板图 23附录（4）数字式多路温度采集系统控制源程序 24摘要数字式多路温度采集系统由主控制器、温度采集电路、温度显示电路、报警控制电路及键盘输入控制电路组成。

它利用单片机AT89C51做控制本文源自六维论文网及数据处理器、智能温度传感器DS18B20做温度检测器、LED数码显示管做温度显示输出设备。

硬件电路比较简单，成本较低，测温范围大，测量精度高，读数显示直观，使用方便。

关键词：数字；温度；传感器；单片机；控制Abstractthe digital multi-channel temperature gathering system by the master control regulator, the temperature gathering electric circuit, the temperature display circuit, reports to the police the control circuit and the keyboard entry control circuit is composed .It makes the control and the data processor, intelligent temperature sensor DS18B20 using monolithic integrated circuit AT89C51 makes the temperature detector, the LED numerical code display tube makes the temperature demonstration output unit. The hardware electric circuit quite is simple, the cost is low, the temperature measurement scope is big, and the measuring accuracy is high, reading demonstration is direct-viewing, easy to operate.Key words: numeral; temperature; sensor; monolithic integrated circuit; control1综述温度是一种最基本的环境参数，人们的生活与环境温度息息相关，因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。

《电子技术》课程设计报告班级电气1112学号 1111205227 学生姓名周恒辉专业电气信息类系别电子信息工程系指导教师庄立运淮阴工学院电子与电气工程学院2013年5月1 设计目的a)培养理论联系实际的正确设计思想，训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力。

b)学习较复杂的电子系统设计的一般方法，了解和掌握模拟、数字电路等知识解决电子信息方面常见实际问题的能力，由学生自行设计、自行制作和自行调试。

c)进行基本技术技能训练，如基本仪器仪表的使用，常用元器件的识别、测量、熟练运用的能力，掌握设计资料、手册、标准和规范以及使用仿真软件、实验设备进行调试和数据处理等。

d)培养学生的创新能力。

2 设计要求a)能够实现坏境温度的检测及转换，检测精度为±0.1℃；b)测量值用数字显示，显示范围为-50℃～+150℃；c)不可采用集成温度传感器；d)画出总体电路图；e)主要单元电路和元器件参数计算、选择；f)安装自己设计的电路，按照自己设计的电路，在通用板上焊接。

焊接完毕后，应对照电路图仔细检查，看是否有错接、漏接、虚焊的现象；g)调试电路；h)电路性能指标测试；i)要求性能可靠、操作简便；j)提交格式上符合要求，内容完整的设计报告；3 总体设计环境温度是影响工农业生产的重要因素。

本课题要求用电子元器件设计一个数字式温度采集系统，利用数码管显示当前温度，具有读数方便、测量范围广、测量准确等优点。

图1温度采集报警系统方案框图3.1总体设计框图图3-1为温度采集报警系统方案框图。

该温度采集报警系统由以下几部分组成：（1）检测电路（2）信号调理（3）双积分A/D 转换器（4）基准电压 （5）显示译码器（6）字位驱动（7）LED 数码管显示3.2电路组成图及工作原理图2总电路图 3.2.1测温探头的工作原理检测电路 信号原理 A/D转换 译码 器驱动 LED 显示如图所示的电路中，电阻R1～R3、二极管VD1～VD3、三极管V1构成温度传感器电路。

课程设计课程名称单片机原理与接口技术课程设计题目名称温度采集系统学生学院专业班级学号学生姓名2011年12月12日目录一、设计任务与要求。

2二、方案设计与论证。

2三、电路基本原理及单元电路设计。

33.1 总电路图。

33.2 晶振电路。

33.3 复位电路。

43.4 温度报警范围最高最低点控制电路。

43.5 温度显示数码管驱动电路。

43.6 温度范围显示数码管驱动电路。

53.7 蜂鸣器和发光二级管。

53.8 实现上述任务的控制器整体流程图。

6四、安装。

6五、电路调试过程与结果。

7六、元器件清单。

7七、总结。

8八、附录。

8温度采集显示系统电路设计一、设计任务与要求：1、温度测量范围 0~99℃2、温度分辨率±1℃3、选择合适的温度传感器4、使用键盘输入温度的最高点和最低点5、温度超出范围时候报警（报警温度不需要保存）二、方案设计与论证：1、单片机的选取：本系统采用STM8S105C6T6单片机为控制核心优点突出，功能比51系列单片机更加强大，它能够运行各种程序，综合考虑单片机的各部分资源，，且因为我们学习的是stm8，因此此次设计选用STM8S105C6T6单片机作为核心处理器。

2、温度传感器的选取：传感器是信号输入通道的第一道环节，也是决定整个测试系统性能的关键环节。

相比热敏电阻来说，DS18B20单总线数字式温度传感器灵敏度高，精度高，但本次课程设计对温度精度的要求不高，且因为DS18B20温度传感器需要初始化，价格也比热敏电阻高，综合考虑，本设计采用热敏电阻对温度信号进行采集。

3、显示器的选取：显示系统是单片机控制系统的重要组成部分，主要用于显示各种参数的值，常用的显示器有CRT、LED、LCD等。

本设计用LED数码管显示需求片数并不多，观察方便，而LED数码管相对于其他显示器价格也比较便宜，成本也较低，所以本系统采用LED数码管显示。

4、温度采集显示系统电路的总体设计框图：三、电路基本原理及单元电路设计本设计使系统可以检测0~99℃范围内的温度，考虑到测温精度，设置显示数值精确到1℃，并且设置温度的上下限，当温度值超过上下限温度时，报警电路中的蜂鸣器鸣响，报警灯闪。

数字温度计系统详细设计报告一设计要求1.1.系统功能要求对于设计的数字温度计系统，主要是以AT89C51(AT89C52)单片机为控制核心，采用高精度的传感器(DS18B20）对需要测量的周围温度进行周期性的测量，并用简单的通信技术，数码管显示技术，误差修正等技术，以最新的DS18B20温度传感器作为测量元件，构成一个较简单的温度测量系统。

并最终能实现对周围环境中的温度数据的精确采集，加以处理后显示在由数码管组成的显示器上。

1.2.其他要求：该测量系统尽量做到体积小、精度较高、数据传输可靠性高、功耗低、功能易扩展，对周围环境的适应性要强。

另外从经费方面除了特殊元件外，本着一切在能实现功能的基础上从简选择的原则。

2.1方案论证与选择该系统主要由温度测量和数据采集两部分电路组成，实现的方法有很多种，下面将列出两种在日常生活中和工农业生产中经常用到的实现方案（1）温度采集电路方案一采用热电偶温差电路测温，温度检测部分可以使用低温热偶，热电偶由两个焊接在一起的异金属导线所组成，热电偶产生的热电势由两种金属的接触电势和单一导体的温差电势组成。

通过将参考结点保持在已知温度并测量该电压，便可推断出检测结点的温度。

数据采集部分则使用带有A/D 通道的单片机，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D 转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来。

热电偶的优点是工作温度范围非常宽，且体积小，但是它们也存在着输出电压小、容易遭受来自导线环路的噪声影响以及漂移较高的缺点，并且这种设计需要用到A/D 转换电路，感温电路比较麻烦。

系统主要包括对A/D0809 的数据采集，自动手动工作方式检测，温度的显示等，这几项功能的信号通过输入输出电路经单片机处理。

此外还有复位电路，晶振电路，启动电路等。

故现场输入硬件有手动复位键、A/D 转换芯片，处理芯片为51 芯片，执行机构有4 位数码管、报警器等。

目录1 引言 (1)2 温度采集系统设计要求 (1)3 设计的意义和方案 (1)4 硬件设计 (2)4.1 硬件设计概要 (2)4.2 芯片列表及其功能说明 (3)4.2.1 芯片列表 (3)4.2.2 主控芯片简介 (3)4.2.3 可编程并行接口芯片简介 (5)4.2.4 A/D转换器简介 (7)4.3 硬件电路设计系统原理图及其说明 (8)5 程序流程图及其说明 (13)6 源程序及说明 (16)7 总结 (22)参考文献 (23)1引言在现代的多种行业中，温度采集系统成为了不可或缺的应用。

温度是生产与科学研究必须要考虑的环境参数，多种企业在生产过程中，存在着许多需要采集相应的温度信息的场合与器械。

为了提高产品质量与生产效率，厂家需对产品及生产环境的温度、压力、速度等因素进行监测和控制。

本设计包括确定控制任务、系统总体方案设计、硬件系统设计、软件程序的设计等，使学生进一步学习与理解计算机控制系统的构成原理、接口电路与应用程序，巩固与综合专业基础知识和相关专业课程知识，提高学生运用理论知识解决实际问题的实践技能。

2 温度采集系统的设计要求设计一个温度采集系统，系统可以实现一路温度的采集，在3位LED显示器上显示当前温度。

温度检测显示范围为00～99℃，精确度为±0.1℃。

本设计所用器件主要有传感器，A/D转换器，8088CPU，可编程并行接口8255，LED显示器等。

首先传感器把所测的温度转换为电压，输入A/D转换器中进行转换，然后再把得到的二进制数经过CPU在LED上显示出来。

3设计的意义和方案该课程设计所要实现的正是设计一个以8088cpu为核心的温度监测系统，（A/D 采用ADC0809）。

系统可实现温度信号的采集，在3位LED显示器上显示当前的温度。

当温度信号改变时，LED显示的值也随之改变。

图3.1系统整体框图4 硬件设计4.1硬件设计概要本温度采集系统硬件用8088CPU主控，温度传感器用LM335 系列电压输出型传感器，用3位共阴LED数码管以动态扫描法实现温度显示。

1.数显温度计的设计目的a．培养理论联系实际的正确设计思想，训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力。

b．学习较复杂的电子系统设计的一般方法，了解和掌握模拟、数字电路等知识解决电子信息方面常见实际问题的能力，由学生自行设计、自行制作和自行调试。

c．进行基本技术技能训练，如基本仪器仪表的使用，常见元器件的识别、测量、熟练运用的能力，掌握设计资料、手册、标准和规范以及使用仿真软件、实验设备进行调试和数据处理等。

d．培养学生的创新能力。

2.数显温度计的设计要求1.测量值用数字表示，显示范围-50℃-150℃；2.能够实现环境温度的检测及转换，检测精度为±0.1℃；3.画出系统电路图；4.主要元电路和元器件参数计算、选择；5.安装自己设计的电路；6.调试电路；7.电路性能测试，操作简便；8.提交格式上符合要求，内容完整的设计报告；3．数显温度计介绍数显温度计是测温仪器类型的其中之一。

根据所用测温物质的不同和测温范围的不同，有煤油温度计、酒精温度计、水银温度计、气体温度计、电阻温度计、温差电偶温度计、辐射温度计和光测温度计、双金属温度计等。

数显温度计采用进口芯片组装精度高、高稳定性，误差≤0.5%，内电源、微功耗、不锈钢外壳，防护坚固，美观精致。

数显温度计采用进口高精度、低温漂、超低功耗集成电路和宽温型液晶显示器，内置高能量电池连续工作≥5年无需敷设供电电缆，是一种精度高、稳定性好、适用性极强的新型现场温度显示仪。

是传统现场指针双金属温度计的理想替代产品，广泛应用于各类工矿企业，大专院校，科研院所。

温度数我们日常生产和生活中实时在接触到的物理量，但是它是看不到的，仅凭感觉只能感觉到大概的温度值，传统的指针式的温度计虽然能指示温度，但是精度低，使用不够方便，显示不够直观，数字温度计的出现可以让人们直观的了解自己想知道的温度到底是多少度。

数显温度计采用温度敏感元件也就是温度传感器（如铂电阻，热电偶，半导体，热敏电阻等），将温度的变化转换成电信号的变化，如电压和电流的变化，温度变化和电信号的变化有一定的关系，如线性关系，一定的曲线关系等，这个电信号可以使用模数转换的电路即AD转换电路将模拟信号转换为数字信号，数字信号再送给处理单元，如单片机或者PC机等，处理单元经过内部的软件计算将这个数字信号和温度联系起来，成为可以显示出来的温度数值，。

1 引言1.1 单片机概述单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种IO口和中断系统、定时器计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、AD转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。

单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。

单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。

最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。

INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。

早期的单片机都是8位或4位的。

其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。

此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。

基于这一系统单片机系统直到现在还在广泛使用。

随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。

90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高。

随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。

而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数百倍。

目前，高端的32位单片机主频已经超过300MHz，性能直追90年代中期的专用处理器，而普通的型号出厂价格跌落至1美元，最高端的型号也只有10美元。

当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用，大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。

而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的Windows和Linux操作系统。