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单片机应用系统设计课题：多点温度测量系统的设计姓名：班级：学号：指导老师：日期：单片机复位报警点按键调时钟振荡时钟振荡主控制器显示温度传感一、设计的背景和意义温度测控技术在各个领域应用越来越广泛，同时温度测量也被人们所关注，人们对测试温度的仪器要求越来越高，要为人类工、科研、生活提供更好的设施，那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。
二、系统总体方案设计因为要用到温度传感器，所以在单片机电路设计中，大多都是使用传感，我们使用的是DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，可以满足设计的要求。
1、原理：（1）将 AD590 作为室温度传感器，当温度变化时，AD590 会产生电流的变化，经 OPA1 将电流转换为电压，由 OPA2 作为零为调整，最后由 OPA3 反相放大 10 倍。
（2）ADCO804 输出最大转换值=FFH（255）。
OPA3 为放大10 倍时。
则本电路最大测量温度为；最大显示温度为 5.1/10V=0.51V，即51°C（10 为放大倍数）。
255X=51，知 X=0.2，即先乘 2 再除 10。
FF→255→255ⅹ2→510，R4=0.5R3=10。
即D4=0，D3=5，D2=1，D1=0，本电路显示器只取D3、D2两位数。
（3）按下P2.1按钮，放开后立即进入温度设定模式，显示设定最高温度为34°C （建立在 TABLE 内）每按一次设定温度将减少 1°C，直至最低温度 20°C，再按一次回到 34°C。
（4）当室温高于设定温度，压缩机（P3.0）运转，使室温降低，当室温低于设定值时，压缩机停止运行。
（5）当进入设定温度模式，如末按下设定按钮（P2.1）经数秒后自动解除设定模式，回到室温显示模式。
（6）本程序以计时中断，每 50ms 中断一次，比较室温一次，而令压缩机运转和停止。
多点温度检测系统设计论文前言本文将介绍一种多点温度检测系统的设计方案。
本系统旨在帮助用户监测不同位置点的温度变化，以便及早发现异常温度并采取相应措施，从而保护人员和设备的安全。
系统设计硬件本系统主要由以下硬件组成：•温度传感器：用于检测温度，在不同位置设置多个传感器，以实现对多个位置点的同时监测。
•数据采集器：用于收集传感器检测到的温度数据，并将其传输至服务器端。
•服务器：用于存储和处理多点温度数据，并向用户提供相应的查询和分析功能。
软件本系统的软件主要由以下模块组成：•数据采集模块：用于控制数据采集器从传感器采集数据，并将其传输至服务器。
•数据处理模块：用于对采集到的温度数据进行处理，并将处理结果存储至数据库。
•数据查询模块：用于从数据库中查询和分析温度数据，以提供多种展示方式和查询条件。
技术实现传感器选择在本系统中，我们需要选择多个温度传感器来同时检测多个位置点的温度变化。
因此，我们选择了一种高精度温度传感器：DS18B20。
它可以同时测量多个位置温度，并且由于采用封装式传感器，使得传感器的接线简化了许多。
数据采集和传输我们选择了Arduino板作为数据采集器，通过它来控制DS18B20温度传感器进行温度数据的采集，并将采集到的数据通过网络模块（如ESP8266）发送至服务器。
服务器端程序我们选择了Python语言来实现服务器端程序，使用Tornado框架进行Web开发。
在数据库的使用方面，选用了MySQL数据库，同时也支持多种其他类型的关系型数据库。
用户界面展示在用户界面展示方面，我们使用了Bootstrap框架进行页面布局，并集成了Echart.js库用于数据可视化，以达到更好的展示效果。
通过本系统的设计与实现，我们成功实现了对多个位置点温度数据的实时监测与分析，可以在预警出现异常温度时及时采取相应措施，防止事故的发生。
同时，本系统具备数据可视化功能，可以方便用户对数据进行分析和比较，为用户提供更好的使用体验。
基于某单片机的多点温度测量系统设计设计需求及背景：在许多工业领域中，需要实时监测多点的温度数据，以确保系统的正常运行和生产过程的稳定性。
传统的温度测量系统通常使用多个独立的传感器连接到数据采集器，然后通过有线或无线的方式将数据传输到主控制系统。
这种设计方式存在布线繁琐、维护成本高等问题。
因此，我们需要设计一种基于单片机的多点温度测量系统，以实现简化布线、降低成本、提高系统可靠性等目的。
该系统需要能够同时测量多个点的温度，并将数据发送到中央控制系统进行处理和监控。
设计方案：1.硬件设计：- 选择一款适合的单片机作为系统主控制器，如Arduino或STM32等；-集成多个温度传感器，如DS18B20等，连接到单片机的GPIO口；-添加合适的电源管理模块，以确保传感器和单片机正常工作；-集成无线通信模块，如WiFi、蓝牙或LoRa等，以将数据传输至中央控制系统；-设计外壳和固定装置，以方便系统的安装和使用。
2.软件设计：-编写单片机上的程序，实现多路温度传感器数据的采集和处理；-设计通信协议，将采集到的数据封装成数据包，并通过无线通信模块发送至中央控制系统；-在中央控制系统上编写数据接收和处理程序，对接收到的数据进行解析和展示；-实现远程监控功能，可以通过手机或电脑实时查看系统各点的温度数据。
3.系统特点：-灵活布线：传感器可以分布在不同位置，无需固定布线，减少安装和维护成本；-高可靠性：采用单片机控制和无线通信，系统稳定性高，数据传输可靠；-高效监控：通过中央控制系统实现多点温度数据的集中管理和实时监控；-易扩展：可以根据需要增加更多传感器和扩展功能，满足不同的监测需求。
总结：基于单片机的多点温度测量系统设计，可以提高监测效率、降低成本并提高系统可靠性。
通过合理的硬件设计和软件开发，可以实现多路温度数据的实时采集和传输，为工业自动化和生产管理提供有力支持。
未来，在不断优化和扩展的基础上，这种系统设计还可以应用到更多领域，并实现更多功能和特性的进一步发展。
多点温度检测系统设计论文一、引言多点温度检测是一种常见的传感器应用技术，在工业控制、环境监测以及医疗领域都有重要的应用。
传统的温度检测系统通常只能测量一个点的温度，无法满足实际需求。
因此，设计一种多点温度检测系统，能够同时测量多个点的温度，对于提高温度检测的精度和效率具有重要的意义。
二、系统设计思想多点温度检测系统的设计思想是通过多个温度传感器进行温度测量，并将测量结果传输给中央控制单元进行数据分析和处理。
系统的设计需要考虑以下几个方面：传感器的选择和布置、通信方式的选择、数据处理算法以及系统的集成与控制。
1.传感器的选择和布置传感器的选择关系到整个系统的性能，常见的温度传感器有热电偶、热敏电阻、半导体温度传感器等。
在选择传感器时需要考虑温度范围、精度要求、响应时间等因素。
传感器的布置也需要考虑被测对象的特点，合理布置传感器可以提高温度测量的准确性。
2.通信方式的选择多点温度检测系统需要将多个传感器的测量结果传输到中央控制单元进行处理和分析。
通信方式的选择需要考虑传输距离、数据传输速率、抗干扰能力等因素。
常见的通信方式包括有线通信和无线通信，根据具体的应用场景选择合适的通信方式。
3.数据处理算法4.系统集成与控制三、系统实施方案在系统实施方案中，需要具体考虑系统的硬件设计和软件开发。
1.硬件设计硬件设计包括传感器的选择和布置、通信模块的选择和接口设计，以及中央控制单元的选取和接口设计。
根据实际需求进行硬件设计，确保系统的稳定性和可靠性。
2.软件开发软件开发包括系统的数据处理算法、通信协议的设计和编程，以及系统的控制逻辑和用户界面的设计。
根据具体的应用需求进行软件开发，确保系统的易用性和性能优化。
四、系统实验和测试在系统实验和测试中，需要对系统的性能进行评估和验证。
可以通过与已有的温度检测系统进行对比实验，评估多点温度检测系统的优劣势。
同时，还需要对系统的稳定性和可靠性进行测试，以确保系统在实际应用中的可用性。
目录摘要2 ABSTRACT 3 第一章绪论4 §1.1 系统背景4 §1.2 系统概述4 第二章方案论证5 §2.1 传感器部分5 §2.2 主控制部分6 §2.3 系统方案6 第三章硬件电路设计7 §3.1 电源以及看门狗电路7 §3.2 键盘以及显示电路9 §3.2 温度测试电路11 §3.3 串口通讯电路15 §3.4 整体电路16 第四章软件设计16 §4.1 概述16 §4.2 主程序方案16 §4.3 各模块子程序设计18 第五章系统调试20 §5.1 分步调试20 §5.2 统一调试20 结束语21 参考文献22 附录一:软件流程图24 附录二:电路原理图25 致谢27多点温度检测系统设计作者:谭诗炜（电信200201 班）指导老师:冯杰摘要DS18B20 是一种可组网的高精度数字式温度传感器,由于其具有单总线的独特优点,可以使用户轻松地组建起传感器网络,并可使多点温度测量电路变得简单、可靠.本文结合实际使用经验,介绍了DS18B20 数字温度传感器在单片机下的硬件连接及软件编程,并给出了软件流程图.该系统由上位机和下位机两大部分组成.下位机实现温度的检测并提供标准RS232 通信接口芯片使用了ATMEL 公司的AT89C51 单片机和DALLAS 公司的DS18B20 数字温度传感器上位机部分使用了通用PC.该系统可应用于仓库测温、楼宇空调控制和生产过程监控等领域关键字:温度测量;单总线;数字温度传感器;单片机AbstractAs a kind of high-accuracy digital net temperature sensor,DS18 B20 can be used building a sensor net easily. It can also make the net simple and reliable with it's special 1-wire interface .This paper introduces the application of DS18B20 with single chip processor.The system is constituted by two parts the temperature measured part and displayed part. The temperature measured part has a RS232 interface. It used AT89C51 of ATMEL company and DS18B20 of DALLAS company .The displayed part uses PC .This system is applied in such domains as warehouse detecting temperature;air-conditioner controlling system in building and supervisory productive process etc.Key words:temperature measure;single bus;digital thermometer;single chip processor;第一章绪论§1.1 系统背景在工、农业生产和日常生活中,对温度的测量及控制占据着极其重要地位.首先让我们了解一下多点温度检测系统在各个方面的应用领域:消防电气的非破坏性温度检测,电力、电讯设备之过热故障预知检测,空调系统的温度检测,各类运输工具之组件的过热检测,保全与监视系统之应用，医疗与健诊的温度测试，化工、机械…等设备温度过热检测•温度检测系统应用十分广阔.§1.2 系统概述本设计运用主从分布式思想,由一台上位机（PC 微型计算机）,下位机（单片机）多点温度数据采集,组成两级分布式多点温度测量的巡回检测系统.该系统采用RS-232 串行通讯标准,通过上位机（PC）控制下位机（单片机）进行现场温度采集•温度值既可以送回主控PC进行数据处理由显示器显示.也可以由下位机单独工作,实时显示当前各点的温度值,对各点进行控制. 下位机采用的是单片机基于数字温度传感器DS18B20 的系统.DS18B20 利用单总线的特点可以方便的实现多点温度的测量,轻松的组建传感器网络,系统的抗干扰性好、设计灵活、方便而且适合于在恶劣的环境下进行现场温度测量.本系统可以应用在大型工业及民用常温多点监测场合.如粮食仓储系统、楼宇自动化系统、温控制程生产线之温度影像检测、医疗与健诊的温度测试、空调系统的温度检测、石化、机械…等•第二章方案论证温度检测系统有则共同的特点:测量点多、环境复杂、布线分散、现场离监控室远等.若采用一般温度传感器采集温度信号,则需要设计信号调理电路、A/D 转换及相应的接口电路,才能把传感器输出的模拟信号转换成数字信号送到计算机去处理.这样,由于各种因素会造成检测系统较大的偏差;又因为检测环境复杂、测量点多、信号传输距离远及各种干扰的影响,会使检测系统的稳定性和可靠性下降.所以多点温度检测系统的设计的关键在于两部分:温度传感器的选择和主控单元的设计.温度传感器应用范围广泛、使用数量庞大,也高居各类传感器之首.§2.1 传感器部分采用热敏电阻,可满足40 摄氏度至90摄氏度测量范围,但热敏电阻精度、重复性、可靠性较差,对于检测1 摄氏度的信号是不适用的.而且在温度测量系统中,采用单片温度传感器,比如AD590,LM35 等.但这些芯片输出的都是模拟信号,必须经过A/D 转换后才能送给计算机,这样就使得测温装置的结构较复杂.另外,这种测温装置的一根线上只能挂一个传感器,不能进行多点测量.即使能实现,也要用到复杂的算法,一定程度上也增加了软件实现的难度.方案二:在多点测温系统中,传统的测温方法是将模拟信号远距离采样进行AD 转换,而为了获得较高的测温精度,就必须采用措施解决由长线传输,多点测量切换及放大电路零点漂移等造成的误差补偿问题.采用数字温度芯片DS18B20 测量温度,输出信号全数字化.便于单片机处理及控制,省去传统的测温方法的很多外围电路.且该芯片的物理化学性很稳定,它能用做工业测温元件,此元件线形较好.在0—100 摄氏度时,最大线形偏差小于1摄氏度.DS18B20 的最大特点之一采用了单总线的数据传输,由数字温度计DS1820 和微控制器AT89C51 构成的温度测量装置,它直接输出温度的数字信号,可直接与计算机连接.这样,测温系统的结构就比较简单,体积也不大且由于AT89C51可以带多个DSB1820,因此可以非常容易实现多点测量•轻松的组建传感器网络.采用温度芯片DS18B20 测量温度,可以体现系统芯片化这个趋势•部分功能电路的集成,使总体电路更简洁,搭建电路和焊接电路时更快•而且,集成块的使用,有效地避免外界的干扰,提高测量电路的精确度.所以集成芯片的使用将成为电路发展的一种趋势.本方案应用这一温度芯片,也是顺应这一趋势.§2.2 主控制部分此方案采用PC机实现.它可在线编程，可在线仿真的功能，这让调试变得方便•且人机交互友好但是PC机输出信号不能直接与DS18B20通信•需要通过RS232电平转换兼容,硬件的合成在线调试，较为繁琐，很不简便.而且在一些环境比较恶劣的场合，PC 机的体积大，携带安装不方便，性能不稳定，给工程带来很多麻烦!此方案采用AT89C51 八位单片机实现•单片机软件编程的自由度大，可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制•而且体积小，硬件实现简单，安装方便•既可以单独对多DS18B20 控制工作，还可以与PC 机通信•运用主从分布式思想，由一台上位机（PC 微型计算机），下位机（单片机）多点温度数据采集，组成两级分布式多点温度测量的巡回检测系统，实现远程控制•另外AT89C51 在工业控制上也有着广泛的应用，编程技术及外围功能电路的配合使用都很成熟•§•3系统方案综上所述，温度传感器以及主控部分都采用第二方案•系统采用针对传统温度测温系统测温点少，系统兼容性及扩展性较差的特点，运用分布式通讯的思想•设计一种可以用于大规模多点温度测量的巡回检测系统•该系统采用的是RS-232 串行通讯的标准，通过下位机（单片机）进行现场的温度采集，温度数据既可以由下位机模块实时显示，也可以送回上位机进行数据处理，具有巡检速度快，扩展性好，成本低的特点•实际采用电路方案如下图:第三章硬件电路设计系统底层电路的功能主要包括:多点温度测试及其相关处理，实时显示温度信息，与上位机通讯传输温度数据•硬件设计主要包括以下几个模块:电源以及看门狗电路，键盘以及显示电路，温度测试电路，串口通讯电路•下面对电路分模块进行说明§3.1电源以及看门狗电路a. 电源电路因为单片机工作电源为+5V,且底层电路功耗很小•采用7805三端稳压片即可满足要求• 具体电路图如下:b. 看门狗电路考虑到底层电路板的工作环境相对恶劣,单片机会受到周围环境的干扰,而出现程序跑飞,死机…等一些不可预知的不正常工作现象•工作人员也不可能到现场对单片机重起，本设计为单片机电路添加一个外部看门狗电路•定时查询单片机的工作状态,一但发现异常即对单片机延时重起•保证系统安全可靠的运行•NE56604能为多种微处理器和逻辑系统提供复位信号，其门限电平为4.2V •在电源突然掉电或电源电压下降到低于门限电平时.NE56604将产生精确的复位信号.NE56604内置一个看门狗定时器，用于监控微处理器，以确保微处理器的正常运行•看门狗能产生一个系统复位信号用来终止任何由于微处理器故障而引发的不正常的系统操作.NE56604 的看门狗的监控周期为100mS（典型值）.特性.正负双逻辑输出的有效复位信号..精准的门限电平监测..上电复位内部延时..可利用外部电阻调节的内部看门狗定时器..看门狗定时器的监控周期为100mS 典型值..VCC=0.8VDC 时产生有效的复位信号典型值. .仅需很少的外围元件.具体电路图如下:§3.2 键盘以及显示电路键盘电路单片机应用系统中除了复位按键有专门的复位电路,以及专一的复位功能外,其它的按键或键盘都是以开关状态来设置控制功能或输入数据.键盘有编码和非编码两种.非编码键盘硬件电路极为简单.故本系统采用拨码开关来控制.具体电路如下:A. 开关状态的可靠输入键开关状态的可靠输入有两种解决方法.一种是软件去抖动:它是在检测到有键按下时,执行一个10ms 的延时程序后,再确认该键电平是否仍保持闭合状态电平,如保持闭合状态电平则确认为真正键按下状态,从而消除了抖动影响.另一种为硬件去抖动:即为按键添加一个锁存器.两种方法都简单易行,本设计采用的是硬件去抖.B. 对按键进行编码给定键值或给出键号对于按键无论有无编码,以及采用什么编码,最后都要转换成为与累加器中数值相对应的键值以实现按键功能程序的散转转移.为使编码间隔小, 散转入口地址安排方便, 常采用依次序排列的键号.拨码开关值含义0000 实时显示通道一的温度值0001 实时显示通道二的温度值0010 实时显示通道三的温度值0011 实时显示通道四的温度值0100 实时显示通道五的温度值0101 实时显示通道六的温度值0110 实时显示通道七的温度值0111 实时显示通道八的温度值1*** 自动循环显示所有通道的温度C. 选择键盘监测方法对是否有键按下的信息输入方式有中断方式与查询方式两种.本设计采用的查询法,即在在CPU 空闲时调用键盘扫描子程序.温度显示电路设计采用的是共阴极七段数码管.显示方式有动态扫描和静态显示,两种方法在本设计中皆可由于静态扫描要用到多片串入并出芯片,考虑到电路板成本计算.本人采用是节约硬件资源的动态扫描方式.即用两块芯片就可以完成显示功能.显示数据由4511 译码器输出,ULN2003 为位驱动扫描信号.具体电路图如下:§3.2 温度测试电路这里我们用到温度芯片DS18B20.DS18B20 是DALLAS 公司生产的一线式数字温度传感器, 具有3引脚TO-92小体积封装形式•测温分辨率可达0.0625C，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出.其工作电源既可在远端引入,也可采用寄生电源方式产生.CPU 只需一根端口线就能与诸多DS18B20 通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路•DS18B20支持一线总线”接口，测量温度范围为-55 C~+125°C,在-10~+85 °范围内精度为±).5 °现场温度直接以一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性•适合于恶劣环境的现场温度测量，如:环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等•DS18B20 内部结构(1) DS18B20 的内部结构如下图所示•DS18B20 内部结构图DS18B20 有4 个主要的数据部件:①64位激光ROM.64位激光ROM从高位到低位依次为8位CRC、48位序列号和8位家族代码(28H) 组成•②温度灵敏元件•③非易失性温度报警触发器TH和TL.可通过软件写入用户报警上下限值.④配置寄存器•配置寄存器为高速暂存存储器中的第五个字节•DS18B20 在0 工作时按此寄存器中的分辨率将温度转换成相应精度的数值，其各位定义如图所示•TM R1 R0 1 1 1 1 1MSB DS18B20 配置寄存器结构图LSB其中,TM:测试模式标志位，出厂时被写入0,不能改变;R0、R1:温度计分辨率设置位，其对应四种分辨率如下表所列，出厂时R0、R1置为缺省值：R0=1,R仁1(即12位分辨率),用户可根据需要改写配置寄存器以获得合适的分辨率• 配置寄存器与分辨率关系表：R0 R1 温度计分辨率/bit 最大转换时间/us0 0 9 93.750 1 10 187.51 0 11 3751 1 12 750(2) 高速暂存存储器高速暂存存储器由9个字节组成，其分配如下图所示.当温度转换命令发布后，经转换所得的温度值以二字节补码形式存放在高速暂存存储器的第0 和第1 个字节.单片机可通过单线接口读到该数据，读取时低位在前，高位在后，数据格式如图所示.对应的温度计算：当符号位S=0时, 直接将二进制位转换为十进制;当S=1 时，先将补码变为原码，再计算十进制值.温度低位温度高位TH TL 配置保留保留保留8 位CRCLSB DS18B20 存储器映像图MSB温度值格式图DS18B20 温度数据表:23 22 21 20 2-1 2-2 2-3 2-4MSB LSBS S S S S 26 25 24典型对应的温度值表:温度/c二进制表示十六进制表示+125+25.0625+10.125+0.5-0.5-10.125-25.0625-55 00000111 1101000000000001 1001000100000000 1010001000000000 0000100000000000 0000000011111111 1111100011111111 0101111011111110 0110111111111100 10010000 07D0H0191H00A2H0008H0000HFFF8HFF5EHFE6FHFC90HDS18B20 最大的特点是单总线数据传输方式,DS18B20 的数据I/O 均由同一条线来完成. 硬件连接电路如下图:本系统为多点温度测试.DS18B20 采用外部供电方式,理论上可以在一根数据总线上挂256 个DS18B20, 但时间应用中发现,如果挂接25 个以上的DS18B20 仍旧有可能产生功耗问题.另外单总线长度也不宜超过80M, 否则也会影响到数据的传输.在这种情况下我们可以采用分组的方式,用单片机的多个I/O 来驱动多路DS18B20. 在实际应用中还可以使用一个MOSFET 将I/O 口线直接和电源相连,起到上拉的作用.对DS18B20 的设计, 需要注意以下问题(1) 对硬件结构简单的单线数字温度传感器DS18B20 进行操作,需要用较为复杂的程序完成.编制程序时必须严格按芯片数据手册提供的有关操作顺序进行,读、写时间片程序要严格按要求编写.尤其在使用DS18B20 的高测温分辨力时,对时序及电气特性参数要求更高.(2) 有多个测温点时,应考虑系统能实现传感器出错自动指示,进行自动DS18B20 序列号和自动排序,以减少调试和维护工作量.(3) 测温电缆线建议采用屏蔽4 芯双绞线,其中一对线接地线与信号线,另一组接VCC 和地线, 屏蔽层在源端单点接地.DS18B20 在三线制应用时,应将其三线焊接牢固;在两线应用时,应将VCC与GND 接在一起，焊接牢固若VCC脱开未接传感器只送85.0 C的温度值.⑷实际应用时,要注意单线的驱动能力，不能挂接过多的DS18B20,同时还应注意最远接线距离.另外还应根据实际情况选择其接线拓扑结构.§3.3 串口通讯电路AT89C51 有一个全双工的串行通讯口,所以单片机和电脑之间可以方便地进行串口通讯.进行串行通讯时要满足一定的条件,比如电脑的串口是RS232 电平的,而单片机的串口是TTL 电平的,两者之间必须有一个电平转换电路,我们采用了专用芯片MAX232 进行转换,虽然也可以用几个三极管进行模拟转换,但是还是用专用芯片更简单可靠.具体电路如下:我们采用了三线制连接串口,也就是说和电脑的9 针串口只连接其中的3 根线:第5 脚的GND 、第2 脚的RXD 、第3 脚的TXD. 这是最简单的连接方法,但是对本设计来说已经足够使用了,电路如上图所示.通信线采用交叉接法,即两者信号线对应成为R—T,T—R. 具体连接电路如下:§3.4 整体电路见附件二(电路原理图)第四章软件设计§4.1 概述整个系统的功能是由硬件电路配合软件来实现的,当硬件基本定型后,软件的功能也就基本定下来了.从软件的功能不同可分为两大类:一是监控软件(主程序),它是整个控制系统的核心专门用来协调各执行模块和操作者的关系.二是执行软件(子程序),它是用来完成各种实质性的功能如测量、计算、显示、通讯等.每一个执行软件也就是一个小的功能执行模块.这里将各执行模块一一列出,并为每一个执行模块进行功能定义和接口定义.各执行模块规划好后就可以规划监控程序了.首先要根据系统的总体功能和键盘设置选择一种最合适的监控程序结构,然后根据实时性的要求,合理地安排监控软件和各执行模块之间地调度关系.§4.2 主程序方案主程序调用了 4 个子程序,分别是数码管显示程序、键盘扫描以及按键处理程序、温度测试程序、中断控制程序、单片机与PC机串口通讯程序.键盘扫描电路及按键处理程序:实现键盘的输入按键的识别及相关处理温度测试程序: 对温度芯片送过来的数据进行处理,进行判断和显示数码管显示程序:向数码的显示送数,控制系统的显示部分. 中断控制程序: 实现循环显示功能.串口通讯程序:实现PC 机与单片机通讯,将温度数据传送给PC 机.将各个功能程序以子程序的形式写好,当写主程序的时候,只需要调用子程序,然后在寄存器的分配上作一下调整,消除寄存器冲突和I/O 冲突即可.程序应该尽可能多的使用调用指令代替跳转指令.因为跳转指令使得程序难以看懂各程序段之间的结构关系.而调用指令则不同,调用指令使得程序结构清晰,无论是修改还是维护都比较方便.将功能程序段写成子程序的形式,除了方便调用之外,还有一个好处那就是以后写程序的时候如果要用到, 就可以直接调用这个单元功能模块.主程序流程图如右图:§4.3 各模块子程序设计下面对主要几个子程序的流程图做介绍:(1) 温度测试子程序设计见附录一:温度测试子程序流程图(2) 中断控制程序设计如右图:(3) 串口通信程序设计本次通讯中,测控系统分位上位机和下位机之间的通信,系统中单片机负责数据采集、处理和控制,上位机进行现场可视化检测,通信协议采用半双工异步串行通信方式,通过RS232 的RTS 信号进行收发转换,传输数据采用二进制数据,上位机与下位机之间采用主从式通讯.本人采用的VB环境下PC机与单片机之间实现串行通讯的软硬件方案.VB是Microsoft公司推出的Windows 应用程序开发工具,因其具有界面友好,编程简便等优点而受到广泛的使用,而且Visual Basic 6.0 版本带有专门实现串行通讯的MSCOMM 控件.MSComm控件串口具有完善的串口数据的发送和接收功能•通过此控件，PC机可以利用串行口与其它设备实现轻松连接,简单高效地实现设备之间的通讯.此控件的事件响应有两种处理方式.事件驱动方式:由MSComm 控件的OnComm 事件捕获并处理通讯错误及事件;查询方式:通过检查CommEvent 属性的值来判断事件和错误.1) MSComm 控件的主要属性和方法a. CommPort:设置或返回串行端口号,其取值范围为1—99,缺省为1b. Sett ing:设置或返回串行端口的波特率、奇偶校验位、数据位数、停止位c. PortOpe n:打开或关闭串行端口d. RThreshold: 该属性为一阀值,它确定当接收缓冲区内字节个数达到或超过该值后就产生MSComml-OnComm 事件.e. In put :从接收缓冲区移走一串字符.f. Output: 向发送缓冲区传送一字符串. 软件流程图如下:单片机程序流程图PC 通讯程序流程图参数设定：通信端口选择COM1,波特率设定为1200B/SmPort=1MSComm.Setting= “1200, n, 8, 1 ”.START: MOV SP,#60HMOV TMOD,#20HMOV TH1,#0E6HMOV TL1,#0E6H ;1200B/S,晶振为12MHZMOV PCON,#00HMOV SCON,#50HSETB TR1第五章系统调试§5.1 分步调试1 、测试环境及工具测试温度:0~100摄氏度.（模拟多点不同温度值环境）测试仪器及软件:数字万用表,温度计0~100 摄氏度,串口调试助手测试方法:目测.2、测试方法使系统运行,观察系统硬件检测是否正常(包括单片机最小系统,键盘电路,显示电路,温度测试电路等).系统自带测试表格数据,观察显示数据是否相符合即可. 采用温度传感器和温度计同时测量多点水温变化情况(取温度值不同的多点), 目测显示电路是否正常.并记录各点温度值,与实际温度值比较,得出系统的温度指标. 使用串口调试助手与单片机通讯,观察单片机与串口之间传输数据正确否.3、测试结果分析自检正常,各点温度显示正常,串口传输数据正确.因为芯片是塑料封装,所以对温度的感应灵敏度不是相当高,需要一个很短的时间才能达到稳定.§5.2 统一调试将硬件及软件结合起来进行系统的统一调试.实现PC 机与单片机通讯,两者可以实时更新显示各点温度值.结束语AT89C51的时钟为12M,I/O 口可达32个,高的时钟频率和丰富的I/O,都为实现电路功能提供了非常有利的条件.同时也AT89C51 内含4KB FLASH ROM, 开发环境友好,易用,方便,大大加快本系统设计开发.拨码开关的使用,使操作更为简洁,易懂.实时显示电路的设计,使温度信息更迅速,直观地发布.本制作的设计中使用了传感器的只是插座电路,因此,该系统的可扩展性很强.整个系统硬件简单、可靠,系统成本低.致此本人设计基本完成了预期的目标,系统在硬件自动测试,键盘操作,实时显示方面做的比较好.但是由于时间仓促、条件有限,设计成果并不是很完美,还存在下面问题:串口通讯不稳定未对温度数值统计处理以及存储.我准备在今后的工作过程中进一步完善此设计.参考文献[1] .贾振国.DS1820及高精度温度测量的实现[J].电子技术应用，2000(1):58 - 59.[2] . 余永权. 单片机原理及应用. 北京:电子工业出版社, 1997[3] . 邦田. 电子电路实用抗干扰技术. 北京: 人民邮电出版社,1994[4] . 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基于单片机的多点无线温度监控系统随着物联网技术的不断发展，无线传感器网络（WSN）在各个领域中的应用越来越广泛。
温度监控系统作为最基本的传感器网络应用之一，在工业控制、环境监测、医疗保健等领域中发挥着重要作用。
本文将介绍一种基于单片机的多点无线温度监控系统，通过这种系统可以实现对多个点位温度数据的实时监测和远程传输。
一、系统设计方案1. 系统硬件设计该温度监控系统的核心部件是基于单片机的无线温度传感器节点。
每个节点由温度传感器、微控制器（MCU）、无线模块和电源模块组成。
温度传感器选用DS18B20，它是一种数字温度传感器，具有高精度、数字输出和单总线通信等特点。
微控制器采用常见的ARM Cortex-M系列单片机，用于采集温度传感器的数据、控制无线模块进行数据传输等。
无线模块采用低功耗蓝牙（BLE）模块，用于与监控中心进行无线通信。
电源模块采用可充电锂电池，以确保系统的长期稳定运行。
系统的软件设计主要包括传感器数据采集、数据处理和无线通信等部分。
传感器数据采集部分通过单片机的GPIO口读取温度传感器的数据，并进行相应的数字信号处理。
数据处理部分对采集到的数据进行滤波、校正等处理，以保证数据的准确性和稳定性。
无线通信部分则通过BLE模块实现与监控中心的无线数据传输。
二、系统工作原理1. 温度传感器节点工作原理每个温度传感器节点通过温度传感器采集环境温度数据，然后通过单片机将数据处理成符合BLE通信协议的数据格式，最终通过BLE模块进行无线传输。
2. 监控中心工作原理监控中心通过接收来自各个温度传感器节点的温度数据，并进行数据解析和处理，最终在界面上显示出各个点位的温度数据。
监控中心还可以设置温度报警阈值，当某个点位的温度超过预设阈值时，监控中心会发出报警信息。
三、系统特点1. 多点监控：系统可以同时监测多个点位的温度数据，实现对多个点位的实时监控。
2. 无线传输：系统采用BLE无线模块进行数据传输，避免了布线的烦恼，使得系统的安装和维护更加便捷。
多点温度监控系统的设计一、设计任务与要求基本部分1、主机可监控不少于3个点的温度变化，轮流显示各点温度；2、温度测量精度±2℃；3、显示器分两段，第一段1位十进制数，显示测温点号；第二段2位十进制数，显示对应点的测量温度；4、所连接的测温点中只要有任何一个测量点的温度达到高温值时应给出报警信号，当所有点的温度值降低到安全值后，停止报警。
发挥部分1、温度传感器可在热敏电阻或集成温度传感器之间选择一种。
无论选择哪一种，都不采用A/D转换器进行信号变换2、温度测量精度±1℃。
3、具有温度传感器失效判断与显示功能。
4、其他功能，尽量考虑降低成本。
二、方案设计与论证通过温度传感器LM35将温度转换成电压信号,经模拟开关，A/D转换，七段译码通过数码管显示温度数值；信号放大比较后通过蜂鸣器实现报警。
三、 单元电路设计与参数计算(1)温度传感器采用集成温度传感器LM35，其输出电压和温度线性成正比，其灵敏度为10.0mV/℃，0℃时，输出电压为0V 。
电压放大电压放大电压放大 电压比较电压比较电压比较或门信号放大蜂鸣器（2) 温度输出显示部分计数器输出作为模拟开关的地址对三个传感器的电压信号进行选通，模拟开关输出经过A/D 转换（MC14433）输出。
输出经过七段译码器译码后接数码管显示，DS2，DS3选通个位与十位，三极管Q2、Q3用于提高DS2、DS3驱动能力。
（3）测温点显示和计数器部分1、振荡器计数器的clk信号由555接成的多谐振荡器产生，由于循环显示各测量点的温度时，不能太快，否则肉眼无法分辨，因此选用两个1M的电阻，一个1uF的电容，振荡周期为T=(R42+2R20)C2·ln2=2.08s2、计数器三进制计数器由74ls160置数得到，计数器的输出经7段译码后接数码管显示。
为减少芯片的使用，降低成本，同时考虑到数字电路噪声容限很大的特点，此处的四输入与门采用四个二极管和一个上拉电阻得到，由于实验室没有找到专门的反相器芯片，因此采用带有四个二输入或非门的74HC02代替。
单片机应用系统设计课题：多点温度测量系统的设计姓名：班级：学号：指导老师：日期：单片机复位报警点按键调时钟振荡时钟振荡主控制器显示温度传感一、设计的背景和意义温度测控技术在各个领域应用越来越广泛，同时温度测量也被人们所关注，人们对测试温度的仪器要求越来越高，要为人类工、科研、生活提供更好的设施，那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。
二、系统总体方案设计因为要用到温度传感器，所以在单片机电路设计中，大多都是使用传感，我们使用的是DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，可以满足设计的要求。
1、原理：（1）将 AD590 作为室温度传感器，当温度变化时，AD590 会产生电流的变化，经 OPA1 将电流转换为电压，由 OPA2 作为零为调整，最后由 OPA3 反相放大 10 倍。
（2）ADCO804 输出最大转换值=FFH（255）。
OPA3 为放大10 倍时。
则本电路最大测量温度为；最大显示温度为 5.1/10V=0.51V，即51°C（10 为放大倍数）。
255X=51，知 X=0.2，即先乘 2 再除 10。
FF→255→255ⅹ2→510，R4=0.5R3=10。
即D4=0，D3=5，D2=1，D1=0，本电路显示器只取D3、D2两位数。
（3）按下P2.1按钮，放开后立即进入温度设定模式，显示设定最高温度为34°C （建立在 TABLE 内）每按一次设定温度将减少 1°C，直至最低温度 20°C，再按一次回到 34°C。
（4）当室温高于设定温度，压缩机（P3.0）运转，使室温降低，当室温低于设定值时，压缩机停止运行。
（5）当进入设定温度模式，如末按下设定按钮（P2.1）经数秒后自动解除设定模式，回到室温显示模式。
（6）本程序以计时中断，每 50ms 中断一次，比较室温一次，而令压缩机运转和停止。
多点温度检测系统设计一、引言随着科技的不断发展，温度检测技术已经广泛应用于各个领域。
在很多实际应用中，需要对不同位置的温度进行实时监测，以保证系统的正常运行或者提供必要的温控信息。
本文将介绍一种多点温度检测系统的设计，该系统可以同时监测多个温度传感器的温度，并将数据传输到中央控制器进行处理和分析。
二、系统设计1.系统框架该多点温度检测系统由多个温度传感器、信号采集模块、数据传输模块和中央控制器组成。
各个组件之间通过有线或者无线方式连接，将温度数据传输到中央控制器。
2.温度传感器温度传感器是整个系统的核心组件，用于实时监测不同位置的温度。
传感器可以选择常见的热电偶、热敏电阻等类型，根据具体需求选择合适的传感器。
3.信号采集模块信号采集模块负责将温度传感器采集到的模拟信号转换为数字信号，以便于处理和传输。
采集模块应具备多通道输入功能，可以同时采集多个传感器的数据。
4.数据传输模块数据传输模块将信号采集模块采集到的数据传输到中央控制器。
传输方式可以选择有线的方式，如RS485、CAN、以太网等，也可以选择无线方式，如蓝牙、Wi-Fi、LoRa等。
5.中央控制器中央控制器负责接收和处理传输过来的温度数据，并进行分析和判断。
可以通过界面显示温度数据，设置温度报警阈值，并在超过阈值时进行报警。
控制器还可以将温度数据存储到数据库中，以便后续分析和查询。
中央控制器还可以与其他系统进行联动，实现温度控制、远程监控等功能。
三、系统实现1.温度传感器的选择和布置根据具体应用场景和需求选择合适的温度传感器，并合理布置在需要监测的位置。
传感器之间距离适当远离干扰源，以确保准确测量温度。
2.信号采集模块的设计设计适合的信号采集模块，能够满足多个传感器数据的采集和处理需求。
采集模块应具备高精度、低功耗和高稳定性的特点。
3.数据传输模块的选择和配置根据具体需求选择合适的数据传输模块，并进行配置。
有线传输模块的配置需要设置通信参数和地址等信息，无线传输模块需要配置网络参数和安全认证等。
课程设计报告（ 2010 —2011 年度第 2学期）题目：基于DS18B20的多点温度测量系统院系：姓名：学号：专业：指导老师：2011年 5 月 22 日目录；1设计要求…………………………………………………………………………2设计的作用、目的………………………………………………………………3设计的具体实现………………………………………………………………….3.1系统概述…………………………………………………………………….3.2单元电路设计与分析………………………………………………………3.3电路的安装与调试…………………………………………………………4心得体会及建议…………………………………………………………………4.1心得体会……………………………………………………………………4.2建议…………………………………………………………………………5附录………………………………………………………………………………6参考文献…………………………………………………………………………基于DS12B20的多点温度测量系统设计报告1设计要求运用DS12B20温度测量芯片实现一个多点温度测量系统，要求如下：（1）．测量点为两点。
（2）．测量的温度为-40~+40°C（3）．温度测量的精度为±0.5°C（4）．测量系统的响应时间要小于1S。
（5）．温度数据的传输方式采用串行数据传送的方式。
2 设计的作用、目的通过本设计可以进一步了解熟悉单片机的控制原理以及外设与单片机的数据通信方法，尤其是串行通信方法以及单片机与外设间的接口问题。
本设计旨在提高学生的实际应用系统开发能力，增长学生动手实践经验，激起学生学以致用的兴趣。
3设计的具体实现3.1系统概述本系统分为温度采集模块、核心处理模块、控制模块和显示模块。
温度采集模块由DS18B20温度测量芯片构成，它负责测量温度后将温度量转化为数字信号，传输到数据处理模块；核心处理模块由AT89S52单片机组成，它负责与温度采集模块进行数据通信、对数据进行操作处理已经对各种外设的响应与控制；控制模块由几个按键组成，实现对测量点的选择以及电路复位的操作；显示模块由一块四位的八段译码显示管和驱动芯片组成，它的作用是显示测量的温度值。
