多路温度采集系统设计【毕业设计】.doc

1、i本科毕业论文（20 届）多路温度采集系统设计所在学院专业班级 电子信息科学与技术学生姓名指导教师完成日期ii目 录摘 要 . .1Abstract. .2前 言. .3第一章 绪 论 .41.1 开发背景 .41.2 研究的目的及意义 .41.3 研究现状与存在问题 .41.4 本文所作的工作 .5第二章 硬件模块设计 .62.1 硬件设计方案 .62.2 控制电路 .62.3 温度采集电路 .82.4 温度显示电路 .82.5 报警电路 .92.6 按键电路 .102.7 MAX232 串口通信电路 .11第三章 软件模块设计 .123.1 主程序 .123.2 温度显示程序 .123.3

2、 1602 液晶显示程序 .133.4 温度超限报警程序 .143.5 PC 上机温度曲线显示程序 .15iii第四章 系统测试 .174.1 软件测试 .174.2 硬件调试 .174.3 故障现象及分析 .174.4 操作说明 .174.5 调试结果 .18第五章 总结与展望 .20参考文献致谢附录iv1摘 要设计了以 52 单片机和串口通信为核心的多路温度采集系统，实现了多路温度的采集、报警和采集温度的实时显示。以 52 单片机为主，将温度传感器采集的温度通过温度转化公式转换成可以在 LED 上轮流显示采集的温度，并且根据所设置的温度的上限、下限作出判断，控制蜂鸣器的报警，以及报警灯红绿

3、灯的暗灭，以此来达到对温度的采集和监控，并对过低或过高的温度产生警报。在 PC 机上显示温度曲线，采用了 VB 设计的程序，运用描点画曲线的方式，可以实时显示温度采集器所采集的温度，并且通过不同颜色的曲线表示，方便区分不同路的温度，解决了使用其他软件不能实时显示的问题。关键词：温度,多路温度采集,驱动电路,串口通信2AbstractDesigned with 52 single chip and serial port communication as the core of multi-channel temperature acquisition system, realizing the

4、 collection of multi-channel temperature, alarm and gathering the real-time display of temperature.With 52 single chip microcomputer is given priority to, turn the temperature of the temperature sensor acquisition by temperature formula into can take turns on the LED display the temperature of the a

5、cquisition, and according to set the upper limit and lower limit of temperature and control buzzer alarm, and alarm lamp lights in the dark, in order to reach the temperature acquisition and monitoring, and unfairly low or high temperature alarm. In PC display temperature curve, using VB to design p

6、rograms, with the method of tracing dotted curve, can real-time display of temperature collected temperature collector, and through the curve of different colors, said easy to distinguish the different temperature, solves the problems of using other software cannot real-time display. Keywords: multi

7、 temperature；acquisition temperature；driving circuit；Serial communication3前 言温度是工业对象中主要的被控参数之一，在各个种类的企业中应用广泛的各种加热设备、反应炉设备等都需要严格的控制温度。随着时代的进步，科技的发展，各行各业对于温度采集系统的要求也在不断提高以达到设备环境、生产流程的安全要求，也越来越成为温度采集系统的几个重要指标。设计的温度采集系统可以的采集任何时间和地点的温度，又可以根据环境的要求设置温度的上限、下限，并进行判断是否超出要求的温度范围，并对超出温度范围的同时响应报警电路，同时在 PC 机上可以清楚

8、地观察到温度的变化曲线，为进一步的人为或是计算机进行温度的调节和控制做出准备。全文共分为五章。第一章绪论，第二章硬件模块设计，第三章软件模块设计，第四章系统测试，第五章总结与展望。4第一章 绪 论1.1 开发背景温度是工业对象中主要的被控参数之一，在各个种类的企业中应用广泛的各种加热设备、反应炉设备等都需要严格的控制温度。随着时代的进步，科技的发展，各行各业对于温度采集系统的要求也在不断提高以达到设备环境、生产流程的安全要求，也越来越成为温度采集系统的几个重要指标。随着集成电路技术的越来越快、越来越大规模化的发展，由于单片机具有体积小、功能强、性价比高等优点，基于单片机开发出来的一系列采集、控

9、制系统也逐渐受到广泛关注。采取以单片机作为核心，可完成对温度的采集要求。所以基于单片机的多路温度采集系统被广泛应用于很多工业过程控制中，使产品既提高了产品的功能和质量，又降低了成本，简化了设计。采用单片机设计的多路温度采集系统，可进行温度检测、采集、报警及显示，对于提高生产效率，节约能源、资源都有非常重要的作用。1.2 研究的目的及意义单片机运用于生产生活的各个方面，为电子和计算机发展提供了技术实践的平台。最近几年单线多点数字化测量技术正飞速发展，使温度检测技术变得更加快速、可靠，而且低成本，实现了数字化与网络化。此次设计提出了一种结构简单、能耗低、操作简单、方便的系统解决方案，采用 DS18

10、B20 温度传感器，能以数字形式直接输出采集的周围环境温度值，并且具有测量温度误差小、分辨率高、制作成本低、抗干扰能力强、能够适应多种环境等优点，有很高的性价比，值得去开发研发。并使用 52 单片机作为微控制器，大大加快了运行和数据处理速度，最后实现多路温度采集与显示系统的功能。二十一世纪是科技高速发展的信息时代，人们所需要掌握的是温度的实时信息，就像股票一样，我们不仅要看到他现在的状态，还要可以保存之前的数据，方便拉出来进行参考。这就利用到 VB 软件，通过设计的程序，可以实时的显示温度传感器所检测到的温度，方便工作人员进行参考，从迅速而做出合理的判断来调整温度。1.3 研究现状与存在问题温

11、度采集系统广泛的运用于生产生活中，而且以单片机为核心，具有操作简单，性价比高，方便等优点。用 VB 语言实现上位机数据传送，可很方便地控制通信对象的选择，灵活性较大。国外对温度检测系统的技术研究很早，从 1970 年就已经采用模拟式的组合仪，实现现场温度的采集，并进行指示和控制。而多路采集系统则在之后 10 年出现。现在开发和研究的重点是 PC 机的温度数据采集控制的综合控制系统。温度采集系统技术在全球发展都是很快的，其中一些国家正向着全自动化、无人化飞速发展，所采集的温度5精度也非常高。相对于国外，国内对温度采集系统技术的研究起步相对较晚。我国的研究人员和技术人员不断吸取发达国家的先进技术和

12、经验，掌握了对室内环境温度的检测控制，但仅限于单一的室内环境。我国的温度采集控制主要通过 PC 机控制，由原来的功能简单、操作复杂，准确性低变得功能强大、操作简单、精度高，并且性价比高。温度采集系统主要以单片机为主，我国的技术现在以单参数回路系统居多，在综合采集系统方面还不能和发达国家相比。我国的温度采集还没达到工业化程度，并且还存在许许多多的问题，例如产业化程度低，对于环境的控制水平相对落后，硬件技术落后，可靠性低等。 1.4 本文所作的工作基于单片机 STC89C52 的温度采集显示系统。采用温度传感器 DS18B20 采集温度数据，使用液晶显示屏 1602 液晶显示温度数据，存储器存储温

13、度上限、下限设定值，按键设置温度上限、下限，若超过上限、下限都会报警，并且通过串口与 PC 机相连，通过之前用 VB 语言所编写的程序，显示温度的实时曲线变化。6第二章 硬件模块设计2.1 硬件设计方案基于单片机的多路温度采集系统设计有单片机模块、液晶显示模块、基本的复位电路和报警电路，温度采集模块、PC 曲线显示模块，最后通过其他硬件做合成完整的设计模块。连接单片机和 PC 机的则是采用串口通信，通过在硬件上设计的串口，将单片机采集的温度数据传输到 PC 机中。需要的软件设计用的程序为 VB 语言和 C 语言，通过合理的编写调试，仿真，最后输入到单片机中，来实现模块的最终功能。系统总体主要由

14、对单片机进行编程后得到控制,系统的其他功能部件分别接至单片机的对应 I/O 口。整体模块如图 2-1 所示，此设计以 STC89C52 单片机为核心，使用DS18B20 为温度采集器，单片机将采集到的温度实现转化，由 LED 显示电路来显示所采集的温度，同时通过按键电路来控制所采集的温度的上、下限，同时单片机将采集的温度与所设定的温度进行对比，从而控制报警电路的工作状态，使用晶振电路来控制单片机的复位重启，最后通过串口电路，将单片机所采集的温度发送到 PC 机上，通过 VB 设计的程序实时显示所采集的温度曲线。图 2-1 硬件模块工作图2.2 控制电路STC89C52 是 STC 公司生产的一种功耗低、性能高的 8 位微控制器，拥有 8K 在系统可编程 Flash 存储器。 STC89C52 使用经典的 MCS-51 内核，但做了很大的改进，使其在性能上比 51 单片机更加优越。单芯片上，拥有灵巧的 8 位 CPU 和在系统可编程单片机系统PC 显示温度曲线晶振、复位电路温度采集电路LED 显示电路报警电路按键电路