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****大学本科毕业设计毕业设计题目：数字式多路温度采集系统学生姓名：***学号：2007*******系别：电子工程学院专业班级：电子信息工程指导教师姓名及职称：***高级工程师起止时间：2010年10月——2011年5月摘要本设计制作一个了单片机控制的数字式多路温度采集系统。采用了STC89C51单片机作为主控制器，采用LED键盘模组作为键盘输入和显示单元,通过一线制温度传感器DS18B20实现温度的采集。实现了两路温度的实时监控，并通过5位数码管进行实时显示，利用单片机的定时器实现每隔2s自动切换一个通道。同时可以通过按键方式进行手动切换通道和为每个通道设计独立的报警温度。该系统的优势在于成本低、实时，方便。可以推广到利用单总线模式挂接多个温度传感器采集多个场合的温度，实现多场合的温度实时监控。关键词微控制器温度传感器定时器AbstractThisdesignmadeamicrocomputercontroldigitalmulti-channeltemperaturegatheringsystem.AdoptedSTC89C51microcontrollerasthemaincontroller,usingLEDkeyboardmoduleasakeyboardinputanddisplayunit,throughthefirstsystemtemperaturesensorDS18B20torealizethecollectionoftemperature.Realizingthereal-timemonitoringoftwowaytemperature,anddisplaythroughfivedigitalLEDinreal-time,realizationofthemicrocontrollertimerautomaticswitchingbetweenachannelevery2s.Meanwhilecanmanuallybybuttonswitchchannelsandwaysforeachchanneldesignindependentalarmtemperature.Thissystemistheadvantageoflowcost,real-timeandconvenient.Canbeextendedtousesinglebusmodelarticulatedmultipletemperaturesensorstocollectmanyoccasions,realizingthetemperatureofthereal-timemonitoringofthetemperatureoccasion.Keywords：microcomputer；temperaturesensor；themicrocontrollertimer目录1.引言................................................11.1数字式多路温度采集系统概述................................11.2多路温度采集系统的应用示例................................11.3设计任务..................................................32.总体方案设计与分析....................................32.1系统设计基本框图及原理....................................32.2温度传感器的选型..........................................42.2.1JWB一体化温度传感器.................................42.2.2美国MEAS公司的温度传感器...........................42.2.3美国DALLAS半导体公司的温度传感器....................42.3DS18B20简介...............................................52.3.1DS18B20的性能特点...................................52.3.2DS18B20供电方式.....................................62.3.3温度采集电路结构....................................72.4微控制器的选用与简介.......................................83.硬件电路设计........................................113.1系统电源电路设计.........................................113.2数码管驱动电路设计.......................................113.3单片机复位电路设计.......................................133.4振荡器电路模块设计.......................................133.5按键调整电路设计.........................................143.6温度报警电路设计.........................................153.7单片机I/O口功能说明.....................................154.单片机软件设计......................................154.1开发工具及软件语言.......................................154.2单片机软件流程...........................................164.3多路温度采集流程设计.....................................174.3.1处理次序...........................................184.3.2时序信号...........................................184.4定时器中断子函数设计流程.................................224.5按键调整模块流程.........................................235.测试结果及分析......................................245.1测试工具.................................................245.2数据测试.................................................245.3数据处理与分析...........................................256.总结................................................26参考文献...............................................26致谢...................................................26附录...................................................3011.引言1.1数字式多路温度采集系统概述温度是工业生产中常见的和最基本的参数之一，在生产过程中常需对温度进行检测和监控。采用微型机进行温度检测、显示、信息存储及实时控制。对于提高生产效率和产品质量、节约能源等都有重要的作用。考虑到许多工业环境中对多点温度进行监控，一般需要测量几十个点以上，为此，本课题设计了一种基于STC89C51单片机控制的多通道温度检测及显示系统，可以实现各个通道的独立蜂鸣器报警功能。随着传感器技术的发展,以单片机为主体。将计算机技术与传感器技术结合起来组成的数字式多路温度采集系统在生产中得到了广泛的应用,这些数字式多路温度采集系统自身带有微处理器,在结构上自成一体，能独立进行测试,使用灵活方便。在工业应用中,温度的检测和控制直接和安全生产。1.2多路温度采集系统的应用示例图1.系统模拟图图1是某公司的多路温度采集系统模拟图。系统简介如下：该分布式系统由上、中、下三级组成。下级为温度采集单元，用于对各采样点的温度采集，显示实时温度。中级为信号采集单元，配有工业数据采集模块，通过485远程通讯总线，实现上、下位机间的信息传送以及各温湿度采样点的相关数据的定时采集与，并实时将数据通过RS485传到上位机。上位机为IPC，配有显示器及打印设备，具有良好的人机界面，便于操作。能实时显示采样点的温湿度、各温湿度采样点实时曲线、实时系统参数、历史记录、数据表格、高低值报警，并打印之，并能根据用户要求查询各温湿度采样点的历史数据。本系统所属硬件均采用某公司工控事业部代理的台湾研华工控系列产品，包括数据采集，工控机，人机界面，通讯模块等，因此能保证更好的稳定性及最好的性价比。系统主要功能和特点：①以工业组态软件为开发平台，系统稳定，界面简洁，人机交互方便,具有自动接收、人工查询、打印图表、自动监测、曲线、系统资料、管理、登录等功能。2如图2；②具有高、低值报警的功能，报警值可以用户设定；③在各种状态下可打印报表、查询数据，如图3；④在采样点的仪表上具有温湿度显示，以供现场参考。此外，还可以根据用户的不同需求，增加相应的功能。该系统广泛的应用于医药、物流、食品加工、运输、酒店、图书馆等各种需要温湿度测量和控制的行业与场所。图2组态软件操作界面图3实时监控显示界面31.3设计任务本毕业设计主要任务是选用温度传感器作为切入点，通过微控制器对温度传感器的数据处理，反馈到显示界面，调用报警功能子模块，实现多个场合温度的实时监控。本设计拟实现的性能指标如下:（1）2路温度采集电路及以上；（2）采集测温范围为-25.0～+99.9℃；（3）温度精度，误差在5%以下；（4）显示模块，采用5位LED数码管显示。2.总体方案设计与分析2.1系统设计基本框图及原理按照系统设计功能的要求，该系统由5个模块组成：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。数字式多路温度采集系统总体电路结构框图如图4所示。图4多路温度采集系统框图本系统以STC89C51单片机作为主控制器，通过温度传感器采集外界的温核心控制板STC89C515位数码管报警指示灯（高、低温）4个键盘蜂鸣器报警温度传感器（2路）5V电源4度，由芯片内部自带的AD转换工具，将采集到的数据量，经过单片机I/O口传送至单片机内部，主控制器将接受到的数据量，按照用户设定的方式在LED数码管上显示。另外用户还可以通过键盘，手动选择要显示的通道进行观察，而且可以根据自己的需要设定报警温度。当单片机检测到LED数码管上显示的温度超出预订的范围时，即调用报警子程序进行报警。该系统操作简单，应用范围广，有较大的市场效应。2.2温度传感器的选型2.2.1JWB一体化温度传感器在温度传感器的接线盒内安装了变送模块，变送模块选用专用芯片进行放大和线性化处理，提高了传感器测量精度，冷端无需补偿，负载能力大，传输距离远，抗干扰能力强。其参数如表1。主要技术指标：供电电压：24VDC输出形式：4—20MA，0—10MA，0—5V，1---5V量程：根据所选用传感器不同而有所不同引线：引线可分为二线或三线，引线的阻值不得超过20欧精度：1级，0.5级、0.25级储存环境：-10---60℃表