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方案设计与分析1温度控制系统方案测温系统采用集成温度传感器AD590测量温度,AD590具有线性优良、性能稳定、灵敏度高、无需补偿、热容量小、抗干扰能力强、可远距离测温且使用方便等优点。
可广泛应用于各种冰箱、空调器、粮仓、冰库、工业仪器配套和各种温度的测量和控制等领域。
将AD590测得的温度信号经转换电路转换为电压量输出,再经AD转换后,将数据送入单片机处理,最后由显示电路显示所测温度,此外还设有键盘,用来设置温度,将测得温度与设置温度比较后,由指示灯指示系统所处的工作状态。
2硬件资源简介2.1 89C51简介89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—F alsh 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，89 C2051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。
2.3三端稳压器LM7805简介三端稳压集成电路lm7805电子产品中，常见的三端稳压集成电路有正电压输出的lm78 ××系列和负电压输出的lm79××系列。
顾名思义，三端IC是指这种稳压用的集成电路，只有三条引脚输出，分别是输入端、接地端和输出端。
它的样子象是普通的三极管，TO- 220 的标准封装，也有lm9013样子的TO-92封装。
用lm78/lm79系列三端稳压IC来组成稳压电源所需的外围元件极少，电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路，使用起来可靠、方便，而且价格便宜。
温度控制系统工作原理温度控制系统工作原理温度控制系统是一种用于控制温度的自动化设备，它能够根据输入信号对环境温度进行调节，以实现期望的空间温度。
温度控制系统具有自动控制、节能、节约、方便等特点，可用于家庭、厂房、机房和其他场所的温度控制。
下面我们就一起来了解一下温度控制系统的工作原理及控制系统的结构与功能。
一、温度控制系统的工作原理1、环境温度检测：温度控制系统首先必须要到采集环境温度，一般使用温度传感器来采集环境温度值，经过温度控制系统的控制器处理，将采集到的温度值发送给控制系统以实现温度控制系统的控制。
2、控制输出：根据温度控制系统的设定值和环境温度值，温度控制系统的控制器能够做出正确的控制决策，控制系统控制器就会根据其决策通过开关来控制负载，实现对负载的控制，使得环境温度满足控制系统的设定值。
3、温度控制系统调节：温度控制系统的调节是持续进行的，当环境温度大于或小于控制系统设定的温度值时，控制器就会持续进行控制，以维持环境温度等于或接近控制系统的设定值。
二、温度控制系统的结构与功能1、温度控制系统的主要组成部分：温度控制系统由温度传感器、控制器、显示装置、开关、负载等部分组成。
2、温度传感器：温度传感器的作用是采集环境温度，然后将采集到的温度值发送给控制器。
3、控制器：控制器的功能是根据温度控制系统的设定值和环境温度值，做出控制输出决策，控制负载，以实现温度控制的目的。
4、显示装置：显示装置的作用是实时显示环境温度值和控制系统的设定值，以便于温度控制系统的调整和监控。
5、开关：温度控制系统的开关的作用是根据控制器的控制输出决策控制负载，以实现温度控制的目的。
6、负载：负载的作用是根据控制器的决策控制负载，以实现温度控制系统控制的目的。
以上就是温度控制系统的工作原理及控制系统的结构与功能介绍，温度控制系统的优点在于它具有自动控制、节能、节约、方便等特点，可用于家庭、厂房、机房和其他场所的温度控制，是大家非常理想的温度控制设备。
学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
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作者签名：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
本人授权省级优秀学士学位论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
本学位论文属于1、保密□，在_________年解密后适用本授权书。
2、不保密□。
（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：年月日导师签名：年月日目录摘要 (1)关键词 (1)前言 (1)1、概述 (2)1.1选题的研究目的和意义 (2)1.2温控系统在国内外的发展状况 (2)2、总体设计及功能 (3)2.1 总体方案 (3)2.2 功能介绍 (4)3、硬件设计 (4)3.1 温度采集系统设计 (4)3.1.1温度传感器DS18B20的性能和结构 (4)3.1.2 DS18B20工作原理 (5)3.1.3 温度传感器DS18B20的应用电路 (7)3.1.4 温度采集系统硬件原理图 (7)3.2 AT89C51的介绍及功能结构 (8)3.2.1 AT89C51的介绍 (8)3.2.2 最小系统原理图 (10)3.3 LCD显示系统 (11)3.4 按键设置电路 (12)3.5 声光报警电路 (13)3.6 温度采集系统总电路图 (14)4、软件设计 (15)4.1 主程序流程图 (15)4.2 温度采集系统软件设计流程 (17)4.3 显示子程序流程图 (17)4.4 按键子程序流程图 (18)5、系统仿真 (18)5.1 仿真总电路图 (18)5.2 仿真和调试 (19)5.2.1 仿真设置 (19)5.2.2 调试和分析 (20)6、总结 (21)致谢 (21)参考文献 (22)附录 (23)共3 1页第1页数字式多路温度采集系统的设计学生：赵龙指导老师：杨先卫三峡大学理学院摘要：本设计是制作一个单片机控制的数字式多路温度采集系统。
一、实验目的1. 熟悉温度监测系统的基本组成和原理。
2. 掌握温度传感器的应用和数据处理方法。
3. 学会搭建简单的温度监测系统，并验证其功能。
二、实验原理温度监测系统主要由温度传感器、数据采集器、控制器、显示屏和报警装置等组成。
温度传感器将温度信号转换为电信号，数据采集器对电信号进行采集和处理，控制器根据设定的温度范围进行控制，显示屏显示温度信息，报警装置在温度超出设定范围时发出警报。
本实验采用DS18B20数字温度传感器，该传感器具有体积小、精度高、抗干扰能力强等特点。
数据采集器采用单片机（如STC89C52）作为核心控制器，通过并行接口读取温度传感器输出的数字信号，并进行相应的处理。
三、实验器材1. DS18B20数字温度传感器2. STC89C52单片机3. LCD显示屏4. 电阻、电容等电子元件5. 电源模块6. 连接线四、实验步骤1. 搭建温度监测系统电路，包括温度传感器、单片机、显示屏、报警装置等。
2. 编写程序，实现以下功能：（1）初始化单片机系统；（2）读取温度传感器数据；（3）将温度数据转换为摄氏度；（4）显示温度数据；（5）判断温度是否超出设定范围，若超出则触发报警。
3. 连接电源，启动系统，观察温度数据变化和报警情况。
五、实验结果与分析1. 系统搭建成功，能够稳定运行，实时显示温度数据。
2. 温度数据转换准确，显示清晰。
3. 当温度超出设定范围时，系统能够及时触发报警。
六、实验总结1. 本实验成功地搭建了一个简单的温度监测系统，实现了温度数据的采集、处理和显示。
2. 通过实验，加深了对温度传感器、单片机、显示屏等电子元件的理解和应用。
3. 实验过程中，学会了如何编写程序，实现温度数据的处理和显示。
七、实验建议1. 在实验过程中，注意电路连接的准确性，避免因连接错误导致实验失败。
2. 在编写程序时，注意代码的简洁性和可读性，便于后续修改和维护。
3. 可以尝试将温度监测系统与其他功能结合，如数据存储、远程传输等，提高系统的实用性和功能。
实验一温度数据采集系统一、 实验目的 1、掌握计算机数据采集系统的构成与一般设计方法；2、掌握温度数据采集系统的原理与软硬件设计方法；3、了解数据串行通讯协议RS232/485的基本规则和应用，熟悉研华公司ADAM4520串行协议转换模块和ADAM4019温度数据采集模块的使用方法。
二、 实验内容1、实验方案的设计； 2、数据采集程序设计与开发； 3、 系统调试与运行。
三、 实验设备1、微型计算机 一台2、ADAM4019温度数据采集模块 一个3、ADAM4520串行协议转换模块 一个4、K 型热电偶 一个5、电加热水杯 一个6、Visual Basic 6.0软件 一套7、工业温度计 一个8、ADAM-4000 Utility 应用程序 一套四、 实验要求1、完成实验的硬件构成、软件程序的开发 2、完成温度数据采集系统的调试和温度采集测试； 3、要求熟悉热电偶冷端补偿的处理。
五、 实验原理与方法步骤1、 实验原理温度数据采集系统的构成原理图，如图1—1所示。
图1—1 温度数据采集实验的工作原理图K 型热电偶作为温度信号采集的传感器装置，其得到的电压模拟量经过ADAM4019模块转换成符合RS485协议标准的数字信号。
为了便于计算机处理，通过ADAM4520将RS485协议数字信号转换成RS232协议的数字信号，然后通热电偶 ADAM4019 ADAM4520 PC 机 COM1 端口电热水杯电源过计算机的COM1串口将温度数字信号送入计算机中。
可利用VB设计的温度数据采集程序实现对温度信号的采集读取和显示等处理，从而实现对温度量的数据采集。
为了补偿由于热电偶元件性能变化带来的测试误差，根据工业温度计得到的标准/真实温度值，可利用软件冷端温度补偿技术，对采集到的热电偶温度信号进行误差补偿，提高温度采集的精度。
软件冷端温度补偿技术的原理思想：误差的绝对值＝|采集到的测量值－真实温度值|；if 实际测量值－真实温度值>0;then 温度量＝实际测量值－误差的绝对值；else if 实际测量值－真实温度值<0;then 温度量＝实际测量值+误差的绝对值；else温度量＝实际测量值;end2、ADAM4019指令的学习（见附件材料）3、VB知识的准备和参考程序设计在此实验中，可能会涉及VB软件中MSComm控件的使用，请同学们自学MSComm控件的相关知识，做到熟悉其属性、方法和事件，并会用其进行程序设计。
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。
温度采集原理温度采集是指通过传感器等设备获取环境或物体的温度信息的过程。
在工业控制、环境监测、医疗设备等领域，温度采集是非常重要的一项技术。
本文将介绍温度采集的原理及常见的温度传感器类型。
一、温度传感器的原理。
温度传感器是一种能够将温度转换成电信号的装置。
根据其工作原理，常见的温度传感器可以分为接触式和非接触式两种类型。
1. 接触式温度传感器。
接触式温度传感器是通过与被测物体直接接触来获取温度信息的传感器。
其中，最常见的是热电偶和电阻温度计。
热电偶利用两种不同金属导线的热电势差来测量温度，其工作原理是当两种不同金属连接处有温度差时，会产生电动势。
而电阻温度计则是利用金属电阻随温度变化的特性来测量温度。
2. 非接触式温度传感器。
非接触式温度传感器是通过测量物体辐射出的红外辐射来获取温度信息的传感器。
红外线可以传播到被测物体表面并被吸收，被吸收的能量与物体的温度成正比。
因此，通过测量红外辐射的强度，就可以间接地得到物体的温度。
二、常见的温度传感器类型。
1. 热电偶传感器。
热电偶传感器具有快速响应、测量范围广、耐高温等特点，适用于高温环境下的温度测量。
2. 电阻温度计。
电阻温度计精度高，稳定性好，适用于精密温度测量，常用于实验室和工业控制领域。
3. 红外线温度传感器。
红外线温度传感器无需接触测量物体，适用于远距离、高温或移动物体的温度测量。
三、温度采集系统。
温度采集系统由传感器、信号调理电路、数据采集模块和数据处理单元组成。
传感器负责将温度转换成电信号，信号调理电路用于放大、滤波和线性化处理信号，数据采集模块负责将模拟信号转换成数字信号，数据处理单元则对数字信号进行处理和分析，最终得到温度信息。
在实际应用中，温度采集系统可以通过传感器将环境或物体的温度信息转换成数字信号，然后通过数据处理单元进行处理和分析，实现对温度的监测、控制和调节。
总结。
温度采集是一项重要的技术，在工业控制、环境监测、医疗设备等领域有着广泛的应用。
温度采集原理温度采集是指利用各种传感器和仪器设备对物体的温度进行测量和采集的过程。
温度是描述物体热状态的物理量，对于许多工业生产和科学研究领域来说，准确地采集和监测温度是非常重要的。
本文将介绍温度采集的原理及相关知识。
一、温度传感器。
温度传感器是温度采集的核心部件，它能够将温度转化为电信号输出，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。
热电偶是利用两种不同金属导线焊接成回路，当焊点温度发生变化时，产生的热电动势可测出温度变化；热敏电阻则是利用材料的电阻随温度变化而变化的特性来测量温度；而半导体温度传感器则是利用半导体材料的特性来测量温度。
这些传感器各有优缺点，可根据实际需求选择合适的温度传感器。
二、温度采集原理。
温度采集的原理是利用温度传感器将物体的温度转化为电信号，再经过放大、转换、处理等环节，最终得到我们需要的温度数值。
在温度采集系统中，通常会有模拟信号处理和数字信号处理两种方式。
模拟信号处理是将传感器输出的模拟电信号进行放大、滤波、线性化等处理，然后转换为标准的电压或电流信号；而数字信号处理则是将模拟信号经过A/D转换器转换为数字信号，再经过微处理器或单片机进行数字滤波、数据处理和通信输出。
三、温度采集系统。
温度采集系统是由传感器、信号调理模块、数据采集模块、数据处理模块和显示输出模块等部分组成的。
传感器负责将温度转化为电信号，信号调理模块负责对传感器输出的信号进行放大、滤波、线性化等处理，数据采集模块负责将模拟信号转换为数字信号，然后进行数据处理和存储，最后通过显示输出模块将结果展示出来。
整个系统需要保证采集的温度数据准确、稳定、可靠，以满足不同领域的需求。
四、温度采集应用。
温度采集在工业自动化、环境监测、医疗仪器、农业生产等领域有着广泛的应用。
在工业自动化中，温度采集系统可以用于监测生产过程中的温度变化，保证产品质量和生产安全；在环境监测中，可以用于大气温度、水温、土壤温度等的监测，为环境保护和资源管理提供数据支持；在医疗仪器中，可以用于体温测量、病房温度监测等，保障患者的健康和安全；在农业生产中，可以用于温室大棚的温度监测，为作物生长提供合适的环境条件。
温度采集原理温度是物体内部分子或原子的运动状态的直接表现，是物体内部微观粒子活动程度的一种表现。
温度的高低直接影响着物体的性质和状态，因此温度的准确采集对于许多领域来说都是非常重要的。
本文将介绍温度采集的原理及其相关知识。
一、温度传感器。
温度传感器是用来测量物体温度的装置，其工作原理是利用物质的热膨胀、电阻、热电效应、光学效应等特性来实现温度的测量。
常见的温度传感器有热敏电阻、热电偶、红外线传感器等。
其中，热敏电阻是一种电阻随温度变化而变化的元件，通过测量电阻值的变化来确定温度的变化；热电偶则是利用两种不同金属导体在不同温度下产生电动势的原理来测量温度。
二、温度采集原理。
温度采集的原理是通过温度传感器将物体的温度转化为电信号，再通过数据采集模块将电信号转化为数字信号，最终通过微处理器进行处理和显示。
在这个过程中，温度传感器起到了关键作用，它能够将温度转化为电信号，并且具有较高的灵敏度和稳定性。
数据采集模块则负责将模拟信号转化为数字信号，并进行一定的处理和存储。
微处理器则是整个系统的核心，它能够对采集到的数据进行处理、分析和显示，同时还可以通过通信接口将数据传输到外部设备。
三、温度采集系统的应用。
温度采集系统广泛应用于工业自动化、环境监测、医疗设备、家用电器等领域。
在工业自动化中，温度采集系统可以用于监测生产过程中的温度变化，保证产品质量和生产安全；在环境监测中，可以用于监测大气温度、水温等环境参数，用于环境保护和气象预测；在医疗设备中，可以用于监测患者的体温，保证医疗过程中的安全和有效性；在家用电器中，可以用于空调、冰箱等电器的温度控制，提高产品的舒适性和节能性能。
四、温度采集系统的发展趋势。
随着科学技术的不断发展，温度采集系统也在不断更新和完善。
未来，温度采集系统将更加智能化、便捷化和精准化。
智能化体现在系统将具有更高的自动化程度，能够实现远程监控和控制；便捷化体现在系统将更加简单易用，用户可以通过手机、平板等设备随时随地查看和控制温度；精准化体现在系统将具有更高的测量精度和稳定性，能够满足更加严格的应用要求。
引言概述：温湿度监控系统是一种用于实时监测和记录环境中温度和湿度变化的设备。
它可以广泛应用于各种场合，如仓储、冷链物流、医院、实验室等。
本文将详细介绍温湿度监控系统方案（二）的原理、组成部分、工作原理以及优势。
通过本文的阐述，读者将能够全面了解该系统方案，并为相关领域的应用提供参考。
正文内容：1. 系统原理1.1 温湿度传感器温湿度传感器是温湿度监控系统的核心组件，可感知环境中的温度和湿度。
目前市场上常用的温湿度传感器有热电偶、电阻式温湿度传感器、共振式温湿度传感器等。
这些传感器均能够通过电子元件将温度和湿度转化为电信号，并传送给系统主控板。
1.2 系统主控板系统主控板是温湿度监控系统的核心控制单元，负责接收传感器传来的信号，并进行数据处理和存储。
现代系统主控板通常采用微处理器和存储器，能够实现对温湿度数据的快速处理和存储。
2. 组成部分2.1 传感器模块传感器模块是温湿度监控系统的基础组件，在系统中负责感知环境中的温度和湿度。
传感器模块通常由温湿度传感器和信号转换电路组成，能够将感知到的温湿度数据转化为电信号，并传送给系统主控板。
2.2 数据采集模块数据采集模块是温湿度监控系统的重要组成部分，负责接收和整理传感器模块传来的数据，并将其传送给系统主控板。
数据采集模块通常包括数据接收器、数据处理单元和数据传输接口等。
2.3 数据存储模块数据存储模块是温湿度监控系统的关键组件之一，负责存储系统采集到的温湿度数据。
现代的数据存储模块常采用可擦写存储器（EEPROM）或闪存等，可以实现大容量的数据存储和快速读写。
2.4 数据显示模块数据显示模块是温湿度监控系统的用户界面组件，负责将系统采集到的温湿度数据以可视化的形式展示给用户。
数据显示模块通常由液晶屏、按钮和指示灯等组成，用户可以通过操作按钮了解系统的工作状态和当前温湿度数据。
3. 工作原理温湿度监控系统的工作原理是，在环境中布置多个传感器模块，每个传感器模块感知一个特定区域的温湿度，并将数据传输给系统主控板。
教师批阅图3-2 系统电源电路原理图如图3-2：I/O 口提供了相应的稳定直流电源。
其中的IN4004是为了防止电源输入反接烧坏集成稳压块而设计的。
由于S3C44B0x采用2.5V作为ARM 内核电源，使用3.3V作为I/O 口电压，故ARM核心控制模块电源需要另外单独设计，其电源电路如图3-2所示。
由系统总电源电路提供的+9V稳压电源作为输入，分别经AS1117-5.0、AS1117-3.3、 AS1117-2.5稳压后，输出5.0V、3.3V和2.5V恒定电源，为RAM 内核和I/O口提供了相应的稳定直流电源。
其中的IN4004是为了防止电源输入反接烧坏集成稳压块而设计的。
3.2.2温度采集电路设计温度采集模块电路采用AT89S52单片机作为模块的协控制器。
对于温度传感器的选用DS18B20，因为DS18B20是Dallas公司最新单总线数字温度传感器，该传感器集温度变换、A/D转换于同一芯片，输出直接为数字信号，大大提高了电路的效率。
由于现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性，且提高了CPU的效率。
AT89S52单片机的P0 口与8路温度传感器相连，用于采集温度数据；另外，模块提供RS-232串行口与RAM核心控制模块通信，达到数据传输的目的。
温度采集模块电路原理图如图3-3。
教师批阅图3-3 温度采集电路原理图四、软件设计4.1设计思路本系统软件设计是在CodeWarrior for ADS开发环境下完成的。
本温度数据采集与显示装置的主体由S3C44B0x核心控制模块和温度数据采集模块构成，所以系统软件也是围绕这两个模块来编写的。
而又由于系统采用了S3C44Box和AT89S52两个CPU协同工作，所以软件的编写需要对这两个CPU分别编写，以实现所要求的功能。
程序流程图如图4-1。
8 | 电子制作 2018年11月格的，比如：工厂在生产某一种产品时温度要求范围在25到30摄氏度之间，只有在这个温度范围内才可以生产出合格的产品，还有在进行某些科研实验时对温度的要求就会更加严格，有的精确到1摄氏度以内，甚至有的精确到0.5摄氏度以内。
因此我想设计一个“电子温度计”，基本功能是对温度的采集与显示。
在温度采集的设计上必须要A/D 转换，也就是将模拟信号转化为数字信号，因此我选择了DS18B20温度传感器模块，该模块不仅可以对温度进行实时测控，并且具有较高的灵敏度。
在数据的显示方面我选择了LCD1602显示模块，整个系统采用STC89C52单片机控制。
本设计在Altium Designer 上画出原理图，然后通过热转印制作PCB 板，完成硬件部分。
此次设计在大量科学知识的支持下具有较高的可行性和实用性。
1 系统工作原理该系统是在C 语言编程以及51单片机知识为基础上进行设计的，同时采用了DS18B20温度传感器模块以及LCD1602显示模块，利用KEIL 软件进行软件编程，将编写好的程序录入51单片机中，在51单片机的控制下实现温度数据的采集。
图1 系统整体结构框图整个实时数据采集系统满足以下功能指标：线和表格中。
2 硬件系统设计图2 总体系统结构此系统以STC89C52单片机为控制核心，采用了数字温度传感器模块DS18B20，该模块将采集到的温度数据转化为数字信号，并将信号传送给单片机，单片机处理数据后，通过LCD1602液晶显示器将温度显示出来。
在整个作品上首先提到的是硬件系统的设计，然后就是各个模块的工作原理以及工作特点，详细介绍系统的硬件设计，在给出系统的连接图，通过PROTEL 99SE 进行系统电路原理图的绘制，生成相应的PCB 板，并分析系统的工作原理，在软件方面对整体和各个模块的程序进行设计，在KEIL 中进行编写，在编写过程中如果出现理论错误，系统会给与提示，编程结束后也可手动调试来改正错误，或者修改程序功能。
温度采集与显示系统的设计姓名：学号：摘要：由于人体不能精准的感受到环境中的温度，而温度采集系统能够准确、及时、全面地反映环境质量现状及发展趋势，因而本论文设计了基于8051单片机控制技术的温度采集与显示系统。
该系统通过温度传感器将检测到的温度信号转换成电压信号，该模拟量电压经8路AD0809输出数字量电压值送给单片机。
根据AD值与温度之间的关系利用查表和插值法得出温度值。
并且这些数值都能实时显示在显示屏上。
一、设计内容及意义温度采集与显示系统在人们的日常生活中的应用越来越广泛，如花卉栽培温湿度控制、大棚温室控制系统、粮库温室控制系统、现代化居室温湿度控制等等。
随着半导体技术的不断发展，热敏电阻作为一种新型感温元件应用越来越广泛。
他具有体积小、灵敏度高、重量轻、热惯性小、寿命长以及价格便宜等优点。
单片机在测控系统中的作用是对信息进行处理、运算和发出控制命令等，但所要处理的信息是从外界拾取的，拾取的信号可以分为开关量和模拟量两种。
开关量只需放大、整形和电平转换等处理后，即可直接送入单片机系统。
但输入量如果是模拟量，处理的复杂程度就大大地增加了，由于模拟输入信号一般很微弱，需要进行放大，对于一个测控范围较大的仪器，还要有多级可变放大电路。
另外，在放大有用信号的同时，干扰信号也被同时放大，还要进行必要的滤波处理。
所以要设计出一个真正实用的单片机测控系统，必须先设计好适用的前向通道。
根据被测对象输出信号的类型、大小、数量不同，前向通道的结构类型也各不相同。
本系统基于51单片机设计的温度采集与显示系统是A/D转换器、热敏电阻温度传感器、LCD显示屏及相应接口的综合应用。
二、整体设计原理及方案图2.1 整体系统框图该系统是以NTC型热敏电阻为传感器的信号采集端，将温度信号转换成电压信号，再经ADC0809进行模数转换，进一步将电压信号转换成单片机可以处理的00H～FFH数字信号，并保证温度与数字信号实时同步，经单片机8051进行数据处理（查表和线性插值法），再进一步转换成与实际温度相符合的数字信号，并在LCD显示屏上实时跟踪显示。
课程设计说明书题目：温度采集电路设计学生姓名：赵颖娜学号： 201306090211 院（系）：电气与信息工程学院专业：网络工程132指导教师：周晓慧2015 年 12 月25日摘要本次课程设计主要是做一个温度测量系统，对于0-100摄氏度的环境温度或者给定温度要求能较为精确的测量（误差小于1摄氏度）并显示在数码管上，让人直观的看到。
要想测量温度，就必须要一个温度测量仪器，而想要用电路实现功能就必须要把温度值转化为电信号量，因此我们选用LM35作为温度感应电路的核心。
LM35可以将温度值转化为电压值，误差小于0.5℃，符合设计要求。
由于输出电压值过小，直接进行A/D转换会造成较大误差，因此将这个电压值进行放大，放大后经A/D转换器将连续的模拟电压值转化为数字信号量，经过AT28C16的存储接两个CD4511驱动两个共阴极的数码管用来显示两个数字，分别为十位和个位，读出的即为温度值。
目录第一章技术指标1.1整体功能要求┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈1第二章方案论证2.1 方案比较┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈12.2 方案确定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈1第三章单元电路设计3.1 LM35电源电路┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈13.2 信号放大电路┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈23.3 A/D转换电路┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈33.4 数码显示电路┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈33.5 AT28C16 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈33.6 555多谐振荡器┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈3第四章组装、调试4.1 使用的主要仪器和仪表┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈44.2 调试电路的方法和技巧┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈44.3 测试的数据和波形并与计算结果比较分析┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈54.4 调试中出现的故障、原因及排除方法┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈6第五章设计总结、收获、体会┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈7参考文献┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈8附录Ⅰ图纸┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈9附录Ⅱ元件清单┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈10第一章技术指标1.1 整体功能要求设计并整理一个温度测量与显示系统，基本原理如图8所示。
1.现有16路温度信号，16路压力信号，48路流量信号和10路物位信号，用单片机构成一个数据采集系统。
答：系统的原理框图如上图所示，图中的T1表示第一路温度信号，同理，P16表示第16路压力信号，F48表示第48路流量信号，H10表示第10路物位信号。
（1）由于温度信号的温度范围是0~100度，系统要求的精度为0.5％，所以对于温度信号采用8位的A/D即可满足要求（100/255=0.4度）。
系统使用的是ADC0809,由于ADC0809内部含有多路开关，所以系统设计时，在外部没有添加多路开关，16路温度信号运用两片ADC0809，正好能采集16路温度信号。
（2）16路压力信号的精度要求是精确到0.1％，8位的AD已不能满足要求，假如所测的最大压力为1个大气压，如果用8位AD，则其分辨率为100000/255=392,而使用16位AD其分辨率为100000/65535=1.5，所以选用16路AD较为精确。
系统使用的是AD7701(相关资料请见本次作业第二题)，AD7701内部不含多路开关，所以要外接多路开关，系统中使用的多路开关是CD4067B，CD4067B是16通道双向多路模拟开关，它具有两种电源输入端，VDD和VSS，可以在-0.5~18V之间进行选择。
（3）48路流量信号的精度要求是精确到0.1％，同压力信号一样，8位AD不能满足精度要求，故采用16位AD,系统中采用的还是AD7701。
由于流量信号对采集的速度要求不是很高，所以采用多通道共用放大器，采样保持器和AD转换器。
48路流量信号可以用3片CD4067B进行切换，由多路开关轮流采集流量信号，经放大器，采样保持器和AD转换进入单片机。
（4）10物位信号的精度要求同温度信号，其精度要求是精确到0.5％，所以采用8位的AD7574, 与ADC0809不同的是其内部不含多路开关，10信号如使用两片多路开关，则增加了系统的复杂度，所以采用一片CD4067B 即可。
AD7574采用CMOS工艺，单片行，含有内部时钟振荡器，+5V供电，芯片内部设有比较器和控制逻辑，以及功耗低，转换速度快的逐次逼近型A/D转换器。
2．选一串行的16位ADC。
答：所选的AD7701可变串行接口、16位模／数转换器，以下是相关资料。
AD7701是美国AD公司推出的16位电荷平衡式A／D转换器它具有分辨率高、线性度好、功耗低等特点，并且由于该芯片采用了采样技术和线性兼容CMOS工艺集成技术，且片内含有自校准控制电路，可以有效地消除内部电路、外部电路的失调误差和增益误差G，AD7701具有灵活的串行输出模式，其转换结果通过串行接口输出，数据输出速率达4kbps。
串行接口有异步方式、内时钟同步方式和外时钟同步方式三种：：异步方式可以直接与通用异步接收／发送器(UART)接口；内时钟同步方式可将串行转换结果经移位寄存器转换为并行输出；外时钟同步方式可以连接与单片机接口。
所以它具有精度高、成本低、工作温度范围宽、抗干扰能力强等特点。
因此适用于遥控检测、过程(1)主要性能:．AD7701芯片内含有自校准电路．片内有可编程低通滤波器；．拐点频率；0．1Hz一10HZ．可变串行接口：分辨率16位；．线性误差：0．0015％：·功耗低。
正常状态：40mW；睡眠状态：10uW。
(2)芯片引肿图和引脚说明:AD770I的核心部分是二阶调制器和6阶高斯低通数字滤波器构成的16位ADC，另外有校准控制器、校准SRAM、时钟发生器和串行接口电路。
AD7701芯片的引脚名称和说明如下。
MODE：串行接口方式选择。
AD7701方式。
当MODE接十5v时，串行接口工作在内时钟同步方式。
AD7701可以通过外部移位寄存器将串行数据转换为并行数据输出。
当引脚MODE接DGND时，AD7701串行接口工作于外时钟同步方式。
在这种方式下，AD7701能直接与具有同步串行接口的单片机连接，也可以利用普通I／O端口，通过软件编程产生SCLK时钟以读取AD770I的转换数据。
当引脚MODE接一5V时，AD7701串行接口工作于异步方式。
在这种工作方式下，AD7701可以直接与通用异步接收发送器(UART)相连接，适用于AD7701与单片机(或微控制器)之间的距离比较远的应用场合。
SDATA：串行数据输出口，由MODE脚决定其输出模式.DRDY：数据准备端。
在数据寄存器内数据准备好时为低电平，在数据传送完后为高电平。
CS：此片选信号为低电平时，启动串行口发送数据。
CLKIN、CLKOUT：在使用内部主时钟时，此两个引脚接晶振；使用外部时钟时则由CLKIN端输入，CLKOUT悬空或向其它电路提供时钟信号。
SCLK：串行时钟口。
在异步通信、同步外部时钟方式时为输入；在同步内时钟方式时为输出。
VREF；参考电压源。
AlN；模拟输入端。
输入范围为-2．5v一+ 2．5VBP／UP:单／双极性输入端。
接低电平为单极性方式，AM的输入电压范围为0一+VREF；接高电平为双极性方式，AlN的输入电压范围为一VREF一+VREF。
DGND；数字地。
AGND：模拟地。
DVSS、AVSS；数字和模拟负电源，接-5vSLEEP：睡眠工作方式选择端，接低电平时为睡眠工作方式DVDD、AVDD：数字和模拟正电源。
CAL:启动校准的输入引脚。
SC1、SC2：校准方式选择的输入引脚，当引脚CAL‘保持大干4个时钟周期的高电平后，A1D7701复位，在CAL的下降沿启动校准过程。
AD7701有两种校准方式，即自校准和系统校准，系统校准又分为系统零点校准、系统满量程校准和单步系统校准三种类型。
通过校准可消除内部误差。
3.选一16位并行ADC.答：所选的是16位并行ADC是AD9676A,以下是相关资料：（1）AD976A 功能概述：AD576是一个+5V单电源供电的高速，低功耗16位逐次逼近式A/D转换器,转换速度为2000KSPS,功耗为100mW,AD976A 的集成性好,内部包含2.5V参考电压源,高速并行接口和时钟.出厂前芯片的所有线性误差都得到了补偿,并且,诸如SNR(信噪比)和THD(总谐波失真) 0等的交流参数及失调,增益和线性度都得到全面测试.(2) 引脚功能AD976A具有窄型28脚DIP,SSOP及SOIC三种封装形式,芯片各引脚功能简述如下:○1VIN(1脚):模拟输入.该引脚和模拟信号源之间连接一个200欧姆的电阻，满量程输入范围为0~+_10V。
○2AGND1(2脚)：模拟地。
作为VREF引脚的参考地.○3REF（3脚）：基准输入，输出。
该引脚为内部+2.5V基准的输出或从该引脚输入一个外部基准.两种情况下,均应在该引脚和REF引脚之间接入一个2.2uF的钽电容。
○4CAP(4)脚:基准缓冲器输出(该引脚和AGND2引脚之间接入一个,2.2uF的钽电容○5AGND2(5脚):’模拟地.○6D15(MSB)(6脚)：数据位15.○7D14~D8(7脚~13脚)：数据位14~18.○8DGND(14脚)：’数字地。
○9D7~D1(15脚~21脚)脚：数据位7~1.10D0(LSB)(,22脚):’数据位0.○○11BYTE(23脚)：字节选择，数据按上面所述方式输出，6脚为MSB,22脚为LSBBYTE为高时，高低8位数据交换输出，D15~D8在15~22脚输出，D0~D7在脚输出。
○12R/C(24脚)：读/转换输入,CS为低时,R/C的下降沿使芯片内部的采样/保持进入保持状态并开始一次转换R/C的上升沿允许输出数据位.○13CS(25脚):’片选输入,内部与R/C相或,R/C为低时,CS下降沿初始化一次转换,R/C为高时,CS下降沿允许输出数据位,CS为高时,输出数据位呈高阻状态.○14BUSY(26脚)：’忙输出。
一次转换开始时，BUSY变低并维持到该次转换结束,数据锁入输出锁存器,CS为低,RC为高时,BUSY变高,输出数据有效.○15VANA(27脚)’模拟电源,一般为+5V.○16VDIG(28脚):’数字电源,一般为+5V.4.选一内嵌16位AD的单片机。
答：所选单片机为MOTOROLA公司生产的9S12H256BDGV1，详细资料请见附件的PDF格式文件。
5.如何驱动1KW/380V的电器？答：如图下图所示：当微型计算机的输出口（此处以P1.0为例），输出一个高电平经过反相器7404后，变为低电平，此时，发光二极管导通并发光，使得光敏三极管导通，从而，使得后一级得三极管导通，进而启动固态继电器工作，最终启动三相电机工作，这就实现了小电流（电压），驱动大电流（电压）的负载工作，进一步可以实现远程控制。
~380V6.有500KHZ,2MHZ信号要求用T0/T1计数，会出现什么情况？如何解决？答：（1）对于12MHZ的晶体振荡器来说，外部计数脉冲的最高频率为振荡器频率的1/24,所以500KHZ的信号可以计数，而2MHZ的信号则不能计数。
因为对于T0和T1来说，当输入信号由1至0跳变，计数寄存器的值增1，每个机器周期的S5P2期间，对外部输入进行采样。
如在第一个周期中采得的值为1，而在下一个周期中采得的值为0，则在紧跟着的下一个周期的S3P1期间，计数增1，由于确认一次下跳变要花2个机器周期，即24个振荡周期，所以对于12MHZ的晶体振荡器来说，外部计数脉冲的最高频率为500KHZ。
（2）对于2MHZ的信号先进行4分频再输入单片机即可。
7.直接运用51资源输出1M/2MHZ的信号。
答：（1）对于1MHZ的信号可以通过定时器T0/T1工作再模式2的情况下，把TH1的初值预置为255（0FFH），并使C/T=0，即可输出频率为1MHZ的信号。
（2）对于2MHZ的信号可从单片机的ALE脚输出，因为ALE端周期性地出现频率为振荡频率的1/6的正脉冲信号。
8.用程序实现三角波0~5V,fmax=?答：假设使用8位D/A实现此波形输出，则最大频率为1.96KHZ程序如下：BEGIN:MOV A,#0FFH ；设下限值MOV DPTR,#0F8H ；端口地址UP：MOVX @DPTR,A ;启动D/A转换INC ACJNE UP ;是否超过上限？DEC ADOWN:MOVX @DPTR,A ；启动D/A转换DEC AJNZ DOWN ;是否到达下限？JMP BEGIN ;一周期结束，下一周期开始。
