基于单片机的无线多路数据(温度)采集系统的设计与实现(毕业论文)

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前言 (3)

1 总体方案设计 (4)

1.1 方案论证 (4)

1.1.1 传感器 (4)

1.1.2 主控部分 (4)

2 硬件电路的设计 (5)

2.1 电源电路 (5)

2.2 温度采集电路 (6)

2.2.1 DS18B20简介 (6)

2.2.2 电路设计 (8)

2.2.3 无线传输电路模块 (9)

3 无线发送与接收电路 (10)

3.1 无线发送电路 (10)

3.2 无线接收模块 (10)

4 显示电路 (11)

4.1 字符型液晶显示模块 (11)

4.2 字符型液晶显示模块引脚 (12)

4.3 字符型液晶显示模块内部结构 (12)

5 单片机AT89S52 (13)

5.1 AT89S52简介 (13)

5.2 AT89S52引脚说明 (14)

6 软件设计 (16)

6.1 系统概述 (16)

6.2 程序设计流程图 (16)

6.3 温度传感器多点数据采集 (17)

7 调试及结果 (17)

7.1 测试环境及工具 (18)

7.2 测试方法 (18)

7.3 测试结果分析 (18)

8 总结 (18)

附录1：电路原理总图 (19)

附录2：发射部分主程序 (20)

附录3：接收部分主程序 (26)

参考文献 (31)

无线数据采集系统的设计与实现

学生：XX指导教师：XX

内容摘要：由于数据采集系统的应用范围越来越宽、所涉及到的测量信号和信号源的类型越来越多、对测量的要求也越来越高，国内现在已有不少数据测量和采集的系统，但很多系统存在功能单一、采集通道少、采集速率低、操作复杂，并且对测试环境要求较高等问题。人们需要一种应用范围广、性价比高的数据采集系统。

在分析了不同类型的单片机的特点及单片机与PC机通信技术的基础上，设计了单片机控制的采集系统，并通过串口通信实现单片机与P(：机之间的通信，实现数据的传送并将数据在PC机上显示及存储，完成单机的多通道数据采集系统的设计及实现。

基于单片机的多通道数据采集系统是由将来自传感器的信号通过放大、线性化、滤波、同步采样保持等处理后，输入A／D转换为数字信号后由单片机采集，然后利用单片机与PC机的通信将数据送到PC机进行数据的存储、后期处理与显示，实现了数据处理功能强大、显示直观、界面友好、性价比高、应用广泛的特点，可广泛应用于工业控制、仪器、仪表、机电一体化、智能家居等诸多领域。

关键词：多通道数据采集单片机

Design and implementation of wireless data acquisition

system

Abstract: since the wide range of data acquisition system, which involves the measurement signal and the type of signal source more and more, Surveyors are increasingly high requirements of the domestic now have a lot of data acquisition and measurement system But there are many single function systems, collecting less access, low collection rate, complicated operations, and the demands of the test environment and other issues．It requires abroad scope of application, high reliability and low-cost data acquisition system．

Based on the analysis of the characteristics of different types of SCM and SCM and PC communication technology, SCM control of the collection system designed and adopted MCU serial communication between PC and communications, Data transmission and display of data stored on the PC．Single completed the multi-channel data acquisition system design and implementation.

Based on SCM′s multi-channel data acquisition system is adopted will come from the sensor signal amplification, linear filtering, After processing maintain synchronous sampling, which converted to digital signal input A/D conversion by SCM Acquisition, Then, SCM and PC to PC communications data to the data storage, post-processing and display. a powerful data processing, visual shows, friendly interface and high performance-price ratio, a wide range of features. can be widely used in industrial control equipment, instruments, and electrical engineering integration, intelligent home and many other fields．

Key words:Multi-channel Data Acquisition Microcontroller

无线数据采集系统的设计与实现

前言

21世纪的今天，科学技术的发展日新月异，科学技术的进步同时也带动了测量技术的发展，现代控制设备不同于以前，它们在性能和结构发生了翻天覆地的变化。我们已经进入了高速发展的信息时代，测量技术是当今社会的主流，广泛地深入到应用工程的各个领域。

温度是工业、农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、数字显示、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。伴随工业科技、农业科技的发展，温度测量需求越来越多，也越来越重要。但是在一些特定环境温度监测环境范围大,测点距离远,布线很不方便。这时就要采用无线方式对温度数据进行采集。

多路无线温度采集系统可被广泛应用于温度测量或相应的可转换为温度量或供电故障监控的工业、农业、环保、服务业、安全监控等工程中，例如：城市路灯故障检测和供电线路防盗监视、城市居民小区供热检测、大型仓库温度检测、工业生产测控、农业生产温度测控、环保工程、故障监控工程等。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。本文设计多路无线温度监控系统。

本设计是以Atmel公司的AT89S51单片机作为控制核心，提出以DS18B20的单总线分布式温度采集与控制系统。多个温度传感节点通过单总线与单片机相连形成分布式系统。控制器通过温度传感器实时检测各节点的温度变化，并在LCD1602上循环显示各节点温度的变化。通过串口将检测到的温度信息回馈到上位机（PC机），从而远程实现对整个系统的检测。

因为采用微型机进行温度检测、数字显示、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，并且温度参数对工业生产的重要性，所以温度测量系统的精确度和智能化一直受到企业的重视。所以学习并研究温度测量及相关知识可做为一个较为实用的课题的方向，能获得较实用的知识和方法。因此温度测控技术是一个很实用、也很重要的技术，值得去研究掌握。它应用的领域也相当广泛，可以应用到消防电气的非破坏性温度检测，电力、电讯设备的过热故障预知检测，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。因此前景是相当的可观。

1 总体方案设计

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。

1.1 方案论证

1.1.1 传感器

方案一：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。

方案二：采用单片模拟量的温度传感器，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。

方案三：采用数字温度传感器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，此元件线性度较好。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AT89S52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AT89S52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。

1.1.2 主控部分

方案一：采用AT89S52八位单片机实现。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[1]。

方案二：使用MSP430作控制器，德州仪器 (TI) 的超低功率16位RISC 混合信号处理器MSP430产品系列为电池供电测量应用提供了最终解决方案。作为混合信号和数字技术的领导者，TI创新生产的MSP430，使系统设计人员能够在保持独一无二的低功率的同时同步连接至模拟信号、传感器和数字组件。但在温度采集和实施控制这个重要的场合低功耗相对来说显得就不是那么重要了，而应该考虑它的稳定性、准确性，同时对比AT89S52能够在性能和资源都可以到达一个最佳的状态，可以避免用MSP430的不必要的资源浪费。

综上，我们传感器采用方案二，控制器采用方案一。系统框图如下图。

图1.1.2-1 发射电路系统框图图1.1.2-2 接收电路系统框图

2 硬件电路的设计

本课题所设计的外围电路包括：电源电路、温度采集、时钟电路、存储电路、报警电路、模拟控制电路、按键电路、显示电路以及串口等电路。下面将依次对各个模块进行说明。

2.1 电源电路

电源变压器是将交流电网220V的电压变为所需要的电压值。交流电经过二极管整

流之后，方向单一了，但是电流强度大小还是处在不断地变化之中。这种脉动直流一般是不能直接用来给集成电路供电的，而要通过整流电路将交流电变成脉动的直流电压。由于此脉动的直流电压还含有较大的纹波，必须通过滤波电路加以滤除，从而得到平滑的直流电压。滤波的任务，就是把整流器输出电压中的波动成分尽可能地减小，改造成接近稳恒的直流电。但这样的电压还随电网电压波动，一般有±10%左右的波动，负载和温度的变化而变化，因而在整流、滤波电路之后，还需要接稳压电路。

稳压电路的作用是当电网电压波动，负载和温度变化时，维持输出直流电压稳定。220V交流电通过9V变压器变为9V的交流电，9V交流电通过四个二极管的全桥整流后变为9V直流电，然后经过电解电容（470μF）进行一级滤波，以去除直流电里面的杂波，防止干扰。9V直流电出来后再经过三端稳压器LM7805稳压成为稳定的5V电源，其中7805的Vin脚是输入脚，接9V直流电源正极，GND是接地脚，接9V直流电源负极，Vout为输出脚，它和接地脚的电压就是+5V了。5V电源出来再经过电解电容的二级滤波，使5V电源更加稳定可靠。同时在5V稳压电源加上一个10K的电阻和一个红色发光二极管，当上电后，红色发光二极管点亮，表示电源工作正常。此时一个稳定输出5V的电源已经设计好，对于本设计它完全能够满足单片机及集成块所需电源的要求[2]。电源原理图如图2.1-1所示。

图2.1-1 电源原理图

2.2 温度采集电路

2.2.1 DS18B20简介

温度芯片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0.0625℃，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出。测量温度范围为-55℃～+125℃，在-10℃～+85℃范围内，精度为±0.5℃。

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。由于每一个DS18B20都有唯一系列号，因此多个DS18B20可以存在同一条单总线上。这允许许多不同地方放置温度灵敏器件。此特性的应用范围包括HAVC环境控制，建筑物、设备或机械内的温度检测，以及过程监控和控制中的温度检测等[3]。DS18B20的内部结构如图2.2.1-1所示。

图2.2.1-1 DS18B20方框图

DS18B20有4个主要的数据部件：

A、64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。

B、温度灵敏元件。

C、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。

D、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。其中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，R1=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。

表 2.2.1-1 分辨率关系表

高速暂存存储器由9个字节组成，其分配如表2.2.1-2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，数据格式如表2.2.1-2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。

表2.2.1-2 DS18B20存储器

2.2.2 电路设计

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[4]。电路如图2.2.2-1。

图2.2.2-1 单总线原理图

对DS18B20的设计，需要注意以下问题:

A、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。

B、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。

C、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℃的温度值。

D、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。

2.2.3 无线传输电路模块

无线传输模块，采用集成芯片PT2262和PT2272来构建收发电路。PT2262/PT2272 是台湾普城公司生产的一种CMOS 工艺制造的低功耗低价位通用编解码电路，PT2262/PT2272 最多可有12 位(A0-A11)三态地址端管脚(悬空,接高电平,接低电平)，任意组合可提供531441 地址码，PT2262 最多可有6 位(D0-D5)数据端管脚，设定的地址码和数据码从17 脚串行输出，可用于无线遥控发射电路。

编码芯片 PT2262 发出的编码信号由：地址码、数据码、同步码组成一个完整的码字，解码芯片PT2272 接收到信号后，其地址码经过两次比较核对后，VT 脚才输出高电平，与此同时相应的数据脚也输出高电平，如果发送端一直按住按键，编码芯片也会连续发射。当发射机没有按键按下时，PT2262 不接通电源，其17 脚为低电平，所以315MHz 的高频发射电路不工作，当有按键按下时，PT2262 得电工作，其第17 脚输出经调制的串行数据信号，当17 脚为高电平期间315MHz 的高频发射电路起振并发射等幅高频信号，当17 脚为低平期间315MHz 的高频发射电路停止振荡，所以高频发射电路完全收控于PT2262 的17 脚输出的数字信号，从而对高频电路完成幅度键控（ASK调制）相当于调制度为100％的调幅。

在通常使用中，一般采用8 位地址码和4 位数据码，这时编码电路PT2262 和解码PT2272 的第1～8脚为地址设定脚，有三种状态可供选择：悬空、接正电源、接地三种状态，3 的8 次方为6561，所以地址编码不重复度为6561 组，只有发射端PT2262 和接收端PT2272 的地址编码完全相同，才能配对使用，例如将发射机的PT2262 的第2 脚接地第3 脚接正电源，其它引脚悬空，那么接收机的PT2272 只要第2 脚接地第3 脚接正电源，其它引脚悬空就能实现配对接收。当两者地址编码完全一致时，接收机对应

的D1～D4端输出约4V 互锁高电平控制信号，同时VT 端也输出解码有效高电平信号。用户可将这些信号加一级三极管放大，便可驱动继电器等负载进行遥控操纵[5]。

设置地址码的原则是：同一个系统地址码必须一致；不同的系统可以依靠不同的地址码加以区分。至于设置什么样的地址码完全随客户喜欢。

3 无线发送与接收电路

3.1 无线发送电路

原理如图3.1-1所示。

图3.1-1 PT2262发射原理图

PT2262的发射原理如上图所示，采用8 位地址码和4 位数据码的格式。PT2262的第1~8引脚设置地址为“00000000”，及1~8脚都接地。第10~13引脚为数据输入端，这四个引脚分别与单片机AT89S51的P2.0~P2.3口相连。要发送的数据通过单片机AT89S51的P2.0~P2.3口写入PT2262的数据输入管脚10~13。由于第14脚接地，所以编码启动端一直有效，当PT2262的管脚10~13有输入（有一个为“1”即有编码发出），则输入的4位数据再经过第17脚串行输出通过天线发送出去。

3.2 无线接收模块

无线接收模块电路图如图3.2-1所示：PT2272的接收原理如上图所示，由于PT2262采用8位地址码和4 位数据码的格式，所以PT2272也要采用同样的格式。PT2272要与PT2262的地址相匹配才能进行传输，所以PT2272的地址引脚1~8也要设置为“00000000”，及都接地。数据出端10~13引脚与单片机AT89S51的P1.0~P1.3口相连。

接收到的数据再通过单片机的外围接口P1.0~P1.3读入到单片机内部进行处理。第17脚连接到单片机的P3.2（INT0）的外中断0的输入端，同时接一个发光二极管来确定解码有没有效。当解码有效时17脚输出瞬间的高电平同时使单片机产生中断来读取数据和二极管瞬间发光。每解码有效一次，发光二极管的闪烁一次[6]。

图3.2-1 PT2262接收原理图

4 显示电路

4.1 字符型液晶显示模块

图4.1-1 液晶面板

字符型液晶显示模块是一类专门用于显示字母，数字，符号等的点阵式液晶显示模

块。在显示器件上的电极图型设计，它是由若干个5*7或5*11等点阵符位组成。每一个点阵字符位都可以显示一个字符。点阵字符位之间有一空点距的间隔起到了字符间距和行距的作用。

4.2 字符型液晶显示模块引脚

VSS为地电源，VDD接5V正电源，VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，对比度过高时会产生“鬼影”，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。RW为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。当RS和RW共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平RW为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平RW为低电平时可以写入数据。E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。DB0~DB7为8位双向数据线，BLK和BLA是背光灯电源[7]。模块引脚如表4.2-1。

表4.2-1 字符型液晶显示模块引脚

4.3 字符型液晶显示模块内部结构

液晶显示模块WM-C1602N的内部结构如图4.3-1分为三部份：一为LCD控制器，二为LCD驱动器，三为LCD显示装置。

图4.3-1 LCD1602内部结构

图4.3-2 液晶接口

5 单片机AT89S52

5.1 AT89S52简介

如图5.1-1所示为AT89S52芯片的引脚图。兼容标准MCS-51指令系统的AT89S52单片机是一个低功耗、高性能CHMOS的单片机，片内含4KB在线可编程Flash存储器的单片机。它与通用80C51系列单片机的指令系统和引脚兼容。

AT89S52单片机片内的Flash可允许在线重新编程，也可用通用非易失性存储编程器编程；片内数据存储器内含128字节的RAM；有40个引脚，32个外部双向输入/输出

（I/O）端口;具有两个16位可编程定时器；中断系统是具有6个中断源、5个中断矢量、2级中断优先级的中断结构；震荡器频率0到33MHZ，因此我们在此选用12MHZ的晶振是比较合理的；具有片内看门狗定时器；具有断电标志POF等等。AT89S51具有PDIP、TQFP和PLCC三种封装形式[8]。

图5.1-1 AT89S52引脚图

上图就是PDIP封装的引脚排列，下面介绍各引脚的功能。

5.2 AT89S52引脚说明

P0口：8位、开漏级、双向I/O口。P0口可作为通用I/O口，但须外接上拉电阻；作为输出口，每各引脚可吸收8各TTL的灌电流。作为输入时，首先应将引脚置1。P0也可用做访问外部程序存储器和数据存储器时的低8位地址/数据总线的复用线。在该模式下，P0口含有内部上拉电阻。在FLASH编程时，P0口接收代码字节数据；在编程效验时，P0口输出代码字节数据(需要外接上拉电阻)。

P1口：8位、双向I/0口，内部含有上拉电阻。P1口可作普通I/O口。输出缓冲器可驱动四个TTL负载；用作输入时，先将引脚置1，由片内上拉电阻将其抬到高电平。P1口的引脚可由外部负载拉到低电平，通过上拉电阻提供电流。在FLASH并行编程和校验时，P1口可输入低字节地址。在串行编程和效验时，P1.5/MO-SI，P1.6/MISO和

P1.7/SCK分别是串行数据输入、输出和移位脉冲引脚。

P2口：具有内部上拉电阻的8位双向I/O口。P2口用做输出口时，可驱动4各TTL 负载；用做输入口时，先将引脚置1，由内部上拉电阻将其提高到高电平。若负载为低电平，则通过内部上拉电阻向外部输出电流。CPU访问外部16位地址的存储器时，P2口提供高8位地址。当CPU用8位地址寻址外部存储时，P2口为P2特殊功能寄存器的内容。在FLASH并行编程和校验时，P2口可输入高字节地址和某些控制信号。

P3口：具有内部上拉电阻的8位双向口。P3口用做输出口时，输出缓冲器可吸收4各TTL的灌电流；用做输入口时，首先将引脚置1，由内部上拉电阻抬位高电平。若外部的负载是低电平，则通过内部上拉电阻向输出电流。在与FLASH并行编程和校验时，P3口可输入某些控制信号。P3口除了通用I/O口功能外，还有替代功能，如表5.3-1所示。

表5.3-1 P3口的替代功能

引脚符号说明

P3.0 RXD 串行口输入

P3.1 TXD 串行口输出

P3.2 /INT0 外部中断0

P3.3 /INT1 外部中断1

P3.4 T0 T0定时器的外部的计数输入

P3.5 T1 T1定时器的外部的计数输入

P3.6 /WR 外部数据存储器的写选通

P3.7 /RD 外部数据存储器的读选通

RST：复位端。当振荡器工作时，此引脚上出现两个机器周期的高电平将系统复位。

ALE/ ：当访问外部存储器时，ALE（允许地址锁存）是一个用于锁存地址的低8位字节的书粗脉冲。在Flash 编程期间，此引脚也可用于输入编程脉冲（）。在正常操作情况下，ALE以振荡器频率的1/6的固定速率发出脉冲，它是用作对外输出的时钟，需要注意的是，每当访问外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如果希望禁止ALE操作，可通过将特殊功能寄存器中位地址为8EH那位置的“0”来实现。该位置的“1”后。ALE仅在MOVE或MOVC指令期间激活，否则ALE引脚将被略微拉高。若微控制器在外部执行方式，ALE禁止位无效。

：外部程序存储器读选取通信号。当AT89S51在读取外部程序时，每个机器周期将PSEN激活两次。在此期间内，每当访问外部数据存储器时，将跳过两个信号。

/Vpp：访问外部程序存储器允许端。为了能够从外部程序存储器的0000H至FFFFH 单元中取指令，必须接地，然而要注意的是，若对加密位1进行编程，则在复位时，的状态在内部被锁存。

执行内部程序应接VCC。不当选择12V编程电源时，在Flash编程期间，这个引脚可接12V编程电压。

XTAL1：振荡器反向放大器输入端和内部时钟发生器的输入端。

XTAL2：振荡器反相放大器输出端[9]。

6 软件设计

6.1 系统概述

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。

6.2 程序设计流程图

图6.2-1 发射流程图图6.2-2 接收流程图

6.3 温度传感器多点数据采集

DS18B20 可设定9～12 位的分辨率，本系统采用12位分辨率，转换精度为0.0625℃，转换温度信号所需最长时间为750ms。温度数据由2 字节组成，以符号扩展的二进制补码形式存储，最低4 位是小数部分，中间7 位是整数部分, 1 位符号位。DS18B20 内部RAM 由9 个字节的高速缓存器和E2PROM 组成，前2 个字节即为温度数据。通过复位指令、ROM 和RAM 功能命令，即可完成对指定DS18B20温度数据的采集和读取。

在一线制总线上串接多个DS18B20 器件时，需要先发送跳过ROM 指令，将所有传感器都进行一次温度转换，之后通过匹配ROM依次读取每个传感器的温度数据，实现对单I/O 口上的多个DS18B20 器件的操作[10]。

在系统安装及工作之前应将主机逐个与DS1820挂接，以读出其序列号。其工作过程为：主机发出一个脉冲，待“0”电平大于480μs后，复位DS1820，在DS1820所发响应脉冲由主机接收后，主机再发读ROM命令代码33H，然后发一个脉冲(15μs)，并接着读取DS1820序列号的一位。用同样方法读取序列号的56位。另外，由于DS1820单线通信功能是分时完成的，遵循严格的时隙概念，系统对DS1820和各种操作必须按协议进行，即：初始化DS18B20(发复位脉冲)→发ROM功能命令→发存储器操作命令→处理数据。

7 调试及结果

7.1 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。

7.2 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。

7.3 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。

8 总结

本文研究的课题是基于单片机的多通道数据采集系统，该系统的实现的功能是将来自传感器的信号通过放大、线性化、滤波、同步采样保持等处理后，输入A/D转换为数字信号后由单片机采集，然后利用单片机与PC机的通信将数据送到PC机进行数据的存储、后期处理与显示，该系统的数据处理功能强大、显示直观、界面友好、性价比商，可广泛应用于工业控制、仪器、仪表、机电一体化、智能家居等诸多领域。

本系统还是一个不完善的系统，还有许多需要改进的地方。设计中所采用的DS18B20搜索算法还存在不足，有时会发生重复或遗漏搜索。在通信协议不完整，没有进行发送超时出错处理。还有各种不足之处有待将来改进。

设计得以顺利完成,得感谢我的指导老师，在这个过程中他都一直指导着我，虽然他没有时时刻刻在我们身边亲历指导，但是他每天都询问我的进展情况，对我遇到的问题给予我解答，并对我的设计进行一些优化。

附录1：电路原理总图

毕业论文——基于NRF24L01无线温度测量系统的设计与实现

毕业设计（论文） 基于NRF24L01无线温度测量系统的设计 与实现 教学系：信息工程系 指导教师： 专业班级： 学生姓名： 二零一二年六月

附件1 毕业设计(论文)任务书

附件2 毕业设计(论文)开题报告

注：1. 开题报告应根据教师下发的毕业设计（论文）任务书，在教师的指导下由学生独立撰写，在学院规定时间内完成； 2．设计的目的及意义至少800字，基本内容和技术方案至少400字； 3．指导教师意见应从选题的理论或实际价值出发，阐述学生利用的知识、原理、建立的模型正确与否、学生的论证充分否、学生能否完成课题，达到预期的目标

目录 摘要 (1) ABSTRAC (2) 1 绪论 (3) 1.1 研究背景 (3) 1.2 课题的国内外研究状况 (3) 1.3 本课题的研究内容 (4) 2系统方案分析与选择论证 (5) 2.1 系统方案设计 (5) 2.1.1 系统设计要求 (5) 2.1.2 主控芯片方案 (5) 2.1.3 无线通信模块方案 (5) 2.1.4 温度传感方案 (5) 2.1.5 显示模块方案 (6) 2.1.6 单片机与PC机通信模块 (6) 2.2 系统方案确定 (6) 3 无线温度采集系统的硬件电路设计 (8) 3.1 单片2.4GHz NRF24L01无线模块 (8) 3.1.1 NRF24L01芯片概述 (8) 3.1.2 引脚功能及描述 (8) 3.1.3 工作模式 (9) 3.1.4 工作原理 (9) 3.1.5 配置字 (10) 3.1.6 NRF24L01模块原理图 (10) 3.2 温度采集端 (11) 3.2.1 采集单元 (11) 3.2.2 控制单元 (15) 3.2.3 显示单元 (19) 3.2.4 传输单元 (19)

基于单片机的温度控制系统设计毕业论文

基于单片机的温度控制系统设计毕业论文 目录 摘要 .................................................................. I Abstract ............................................................... I 目录 ................................................................ II 第一章绪论 (1) 1.1课题研究背景及意义 (1) 1.2国外研究现状 (1) 1.2.1国外研究现状 (1) 1.2.2国研究现状 (1) 1.2.3总的发展阶段 (2) 1.3课题研究的容 (2) 第二章硬件系统总体方案设计 (3) 2.1硬件系统总体设计方案一 (3) 2.2硬件系统总体设计方案二 (4) 2.3硬件系统的方案选择 (4) 第三章控制系统硬件设计 (6) 3.1单片机 (6) 3.2 数字温度计DS18B20 (9) 3.2.1 DS18S20数字温度计的主要特性 (9) 3.3 4X4键盘 (9) 3.4数码管 (10) 3.5光电耦合器 (12) 3.6 双向晶闸管 (13) 3.7 PTC加热器 (14) 3.8 反相器7406 (15) 3.9双四输入与门74LS21 (16)

3.9蜂鸣器 (16) 第四章控制系统软件设计 (17) 4.1 主程序模块设计 (17) 4.1.1主程序流程图 (17) 4.2温度采集模块程序设计 (18) 4.2.1 DS18B20的时序 (18) 4.2.3 读温度子程序流程图 (20) 4.3温度设定模块程序设计 (21) 4.3.1中断服务子程序 (21) 4.3.2 键盘扫描子程序 (21) 4.4温度显示模块设计 (23) 4.4.1设定值显示子程序 (23) 4.4.2 实际值显示子程序 (24) 4.5温度控制模块设计 (25) 4.5.1双位控制算法设计 (25) 4.5.2温度控制子程序流程图 (25) 4.6报警模块程序设计 (26) 第五章结果分析 (27) 5.1 PROTEUS仿真 (27) 5.1.1 键盘设定温度仿真 (27) 5.1.2 温度采集仿真 (28) 5.1.3 整体仿真 (28) 5.2实际运行结果 (29) 第六章总结与展望 (31) 6.1总结 (31) 6.2展望 (31) 致谢 (32) 附录程序 (33) 参考文献 (42)

基于单片机的无线温湿度采集系统的的设计

基于单片机的无线温湿度采集系统的的设计

目录 设计总说明 ......................................................................................... 错误!未定义书签。Design General Information.............................................................................................I 1 绪论 0 1.1 引言 0 1.2 选题背景及意义 0 1.3 国内外现状及发展趋势 (1) 2 设计要求 (2) 3 系统总体方案 (3) 3.1 温湿度传感器的选择 (3) 3.2 无线发射模块的元器件选择 (4) 3.2.1 nRF905主要包括三种接口 (4) 3.2.2 nRF905的工作模式 (5) 3.3 单片机的选择 (6) 3.4 显示模块的选择 (9) 4 硬件电路设计 (11) 4.1 温湿度采集模块的设计 (11) 4.2 无线发射接收模块设计 (12) 4.2.1 温湿度数据的控制发送 (12) 4.2.2 温湿度数据的接收 (13) 4.2.3 模拟SPI口的实现 (14) 4.3 LCD1602液晶显示模块设计 (14) 4.3.1 LCD1602的指令说明及时序 (16) 4.4 电源模块的设计 (18) 4.5 复位电路 (18) 5 单片机对温度与湿度的控制 (19)

6 软件设计 (20) 6.1 采集模块软件设计 (20) 6.2 发送接收模块软件设计 (21) 6.3 显示模块软件设计 (26) 7 调试 (27) 结论 (28) 参考文献 (30) 附录A 系统总体原理图 (32) 附录B 采集检测控制程序 (32) 附录C 元器件清单 (47) 致谢 (49)

本科毕业设计-基于spce061a单片机数字式多路温度采集系统

摘要 随着时代的发展，越来越多的智能型电子和机械产品出现在我们的生活、学习和工作中，小至手机、计算器、家用电器、掌上电脑以及鼠标等电脑配件，大到导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制装置等等，那么是什么使他们有了如此强大的功能？答案很简单——单片机。是单片机，它把我们带入了智能的时代。目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。因此，本课题便就其一个方面对单片机进行深入研究，设计开发利用SPCE06IA单片机实现多路温度采集。介绍了数字式多路温度采集系统的设计过程，包括硬件设计和软件设计。本设计采用SPCE061A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DSl8B20实现温度的采集。该系统充分利用了SPCE061A的资源，发挥了芯片的性能，是SPCE06A在数据采集方面的典型应用。 关键词：SPCE061A ；DS18B20 ；多路采集；语音

Abstract With the development, more and more intelligent electronic and mechanical products in our lives, learning and work, as small as cell phones, calculators, home appliances, handheld computers and computer accessories such as a mouse, large missile Navigation devices, aircraft control devices of various instruments, etc., then what is so powerful that they have a function? The answer is simple - single chip. Is a single chip, which took us into the intelligence era. SCM infiltrate present in all areas of our lives, which is difficult to find the field almost no trace of the microcontroller. Therefore, this issue will be one aspect of their depth study on the single chip, single chip design and development of multi-use SPCE06IA temperature acquisition.The design process of a multi-channel digital temperature acquisition system is introduced in this paper,including hardware design and software design.This design uses SPCE061A MCU as the main controller,a keyboard LED module as a keyboard input and display units,one-wire temperature sensor DS18B20 as temperature acquisition units.The system takes full advantage of the SPCE061A resources,displays the chip’s performance,is a typical application works in data acquisition for SPCE061A. Key words:SPCE06l A；DSl8B20；multi—channel temperature acquisition；sounds

基于STM32单片机的多路数据采集系统设计毕业设计

基于STM32单片机的多路数据采集系统设计毕业设计 摘要： 本篇设计主要以STM32单片机为核心，设计了一个多路数据采集系统。该系统能够实现多路模拟量和数字量信号的采集和显示，并通过串口与上 位机进行通信，实现数据上传和控制。设计中使用了STM32单片机的AD 转换功能实现模拟量信号的采集，使用GPIO口实现数字量信号的采集， 通过串口与上位机进行通信。经过实验验证，该系统能够稳定地采集多路 数据，并实现远程数据传输和控制功能，具有较高的可靠性和实用性。 关键词：STM32单片机，数据采集，模拟量信号，数字量信号，上位 机通信 一、引言 随着科技的发展，数据采集系统在工业控制、环境监测、生物医学等 领域得到了广泛的应用。数据采集系统可以将现实世界中的模拟量信号和 数字量信号转换为数字信号，并进行处理和存储。针对这一需求，本文设 计了一个基于STM32单片机的多路数据采集系统。 二、设计思路 本系统的设计思路是通过STM32单片机实现多路模拟量和数字量信号 的采集和显示，并通过串口与上位机进行通信，实现数据上传和控制。该 系统采用了模块化设计方法，将系统分为采集模块、显示模块和通信模块。 1.采集模块

采集模块通过STM32单片机的AD转换功能实现模拟量信号的采集， 通过GPIO口实现数字量信号的采集。通过在程序中设置采样频率和采样 精度，可以对不同类型的信号进行稳定和准确的采集。 2.显示模块 显示模块通过LCD显示屏显示采集到的数据。通过程序设计，可以实 现数据的实时显示和曲线绘制，使得用户可以直观地观察到采集数据的变化。 3.通信模块 通信模块通过串口与上位机进行通信。上位机通过串口发送控制命令 给STM32单片机，实现对系统的远程控制。同时，STM32单片机可以将采 集到的数据通过串口发送给上位机，实现数据的远程传输。 三、实验结果与分析 通过实验验证，本系统能够稳定地采集多路模拟量和数字量信号，并 通过串口与上位机进行通信。系统能够将采集到的数据实时显示在LCD屏 幕上，并通过串口传输给上位机。上位机可以根据接收到的数据进行控制，并可以将命令发送给STM32单片机，实现系统的远程控制。 四、总结和展望 本文基于STM32单片机设计了一个多路数据采集系统，并验证了系统 的可行性和稳定性。但是，在实际应用中还存在一些问题，例如数据传输 速度较慢、数据处理能力有限等。未来可以继续改进系统的性能，提高数 据传输速度和处理能力，使其更加适用于不同领域的数据采集需求。

基于STM32单片机的多路数据采集系统设计

基于STM32单片机的多路数据采集系统设计 概述： 多路数据采集系统是一种用于采集和处理多种传感器信号的系统。基于STM32单片机的多路数据采集系统具有低功耗、高精度、稳定可靠的特点，广泛应用于工业控制、环境监测和医疗设备等领域。本文将介绍基于STM32单片机的多路数据采集系统的设计方案及实现方法。 设计方案： 1.系统硬件设计： 系统硬件由STM32单片机、多路模拟输入通道、数模转换器（ADC）和相关模拟电路组成。其中，多路模拟输入通道可以通过模拟开关电路实现多通道选通；ADC负责将模拟信号转换为数字信号；STM32单片机负责控制和处理这些数字信号。 2.系统软件设计： 系统软件可以采用裸机编程或者使用基于STM32的开发平台来进行开发。其中，主要包括数据采集控制、数据转换、数据处理和数据存储等功能。具体实现方法如下： -数据采集控制：配置STM32单片机的ADC模块，设置采集通道和相关参数，启动数据采集。 -数据转换：ADC将模拟信号转换为相应的数字量，并通过DMA等方式将数据传输到内存中。 -数据处理：根据实际需求对采集到的数据进行预处理，包括滤波、放大、校准等操作。

-数据存储：将处理后的数据存储到外部存储器（如SD卡）或者通过 通信接口（如UART、USB）发送到上位机进行进一步处理和分析。 实现方法： 1.硬件实现： 按照设计方案，选择适应的STM32单片机、模拟开关电路和ADC芯片，完成硬件电路的设计和布局。在设计时要注意信号的良好地线与电源隔离。 2.软件实现： （1）搭建开发环境：选择适合的开发板和开发软件（如Keil MDK），配置开发环境。 （2）编写初始化程序：初始化STM32单片机的GPIO口、ADC和DMA 等模块，配置系统时钟和相关中断。 （3）编写数据采集程序：设置采集参数，例如采样频率、触发方式等。通过ADC的DMA功能，实现数据的连续采集。 （4）编写数据处理程序：根据实际需求，对采集到的数据进行预处理，例如滤波、放大、校准等操作。 （5）编写数据存储程序：将处理后的数据存储到外部存储器（如SD 卡）或通过通信接口（如UART、USB）发送到上位机。 总结： 基于STM32单片机的多路数据采集系统具有低功耗、高精度、稳定可 靠等特点。通过适当的硬件设计和软件实现，可以实现多路信号的准确采 集和处理。在实际应用中，还可以根据具体需求扩展系统功能，例如数据

基于单片机的无线多路数据(温度)采集系统的设计与实现(毕业论文)

本文的下载地址： https://www.sodocs.net/doc/7c19317190.html,/view/44a9c6c48bd63186bcebbc6b.htm l 前言 (3) 1 总体方案设计 (4) 1.1 方案论证 (4) 1.1.1 传感器 (4) 1.1.2 主控部分 (4) 2 硬件电路的设计 (5) 2.1 电源电路 (5) 2.2 温度采集电路 (6) 2.2.1 DS18B20简介 (6) 2.2.2 电路设计 (8) 2.2.3 无线传输电路模块 (9) 3 无线发送与接收电路 (10) 3.1 无线发送电路 (10) 3.2 无线接收模块 (10) 4 显示电路 (11) 4.1 字符型液晶显示模块 (11) 4.2 字符型液晶显示模块引脚 (12) 4.3 字符型液晶显示模块内部结构 (12) 5 单片机AT89S52 (13) 5.1 AT89S52简介 (13) 5.2 AT89S52引脚说明 (14) 6 软件设计 (16) 6.1 系统概述 (16) 6.2 程序设计流程图 (16) 6.3 温度传感器多点数据采集 (17) 7 调试及结果 (17) 7.1 测试环境及工具 (18) 7.2 测试方法 (18) 7.3 测试结果分析 (18) 8 总结 (18) 附录1：电路原理总图 (19) 附录2：发射部分主程序 (20) 附录3：接收部分主程序 (26) 参考文献 (31)

无线数据采集系统的设计与实现 学生：XX指导教师：XX 内容摘要：由于数据采集系统的应用范围越来越宽、所涉及到的测量信号和信号源的类型越来越多、对测量的要求也越来越高，国内现在已有不少数据测量和采集的系统，但很多系统存在功能单一、采集通道少、采集速率低、操作复杂，并且对测试环境要求较高等问题。人们需要一种应用范围广、性价比高的数据采集系统。 在分析了不同类型的单片机的特点及单片机与PC机通信技术的基础上，设计了单片机控制的采集系统，并通过串口通信实现单片机与P(：机之间的通信，实现数据的传送并将数据在PC机上显示及存储，完成单机的多通道数据采集系统的设计及实现。 基于单片机的多通道数据采集系统是由将来自传感器的信号通过放大、线性化、滤波、同步采样保持等处理后，输入A／D转换为数字信号后由单片机采集，然后利用单片机与PC机的通信将数据送到PC机进行数据的存储、后期处理与显示，实现了数据处理功能强大、显示直观、界面友好、性价比高、应用广泛的特点，可广泛应用于工业控制、仪器、仪表、机电一体化、智能家居等诸多领域。 关键词：多通道数据采集单片机

(完整版)-基于单片机的粮仓温湿度多点无线监测系统毕业设计论文

本科毕业设计 基于单片机的粮仓温湿度多点无线监测系统设计 温湿度是一个非常重要的参数。在工业、医疗、军事和生活等许多地方，都需要用到测温湿装置来监测温湿度。传统直接布线测量不能满足要求，特别是在某些环境恶劣的工业环境和户外环境，通过直接布线测量不现实。因此采用无线传输温湿度信息尤为必要。 目前有些设计能够实现无线温湿度监测，但价格过高是其最大的缺点。在实际温湿度控制过程中既要求系统具有稳定性、实时性又需要降低功耗。因此设计一种低功耗的无线温湿度监测系统很有意义。本文提出一种针对无线数据传输问题的解决方案，该方案基于nRF24L01来设计无线温湿度采集系统。该系统采用传统单片机ATmega16L和数字温湿度传感器AM2301来构成多点、实时的无线温湿度监测系统。通过简单的无线通信协议，实现可靠性与功耗平衡，该系统能实现对温湿度的监测，是可以实现远程控制的无线温湿度监测系统。

该系统利用无线通信技术构建了分布式无线传感器网络，通过传感器节点实现温湿度信息的采集和传输，系统具有组网简单，维护方便，运行费用低等优点，能够实现可靠的无线数据传输。可以应用于大型粮仓温湿度的监测。 关键字：ATmega16 AM2301 无线传输nRF24L01

Wireless Temperature and Humidity Monitoring System in Barn Shi Jianzhu (College of Engineering, South China Agricultural University, Guangzhou China) Abstract:Temperature and many places, such as the industrial, medical, and military, you need the temperature and some environments, such as, of temperature and is particularly necessary. At present, some devices can be used to monitor wireless temperature and in actual control. Therefore, the design of a low-power consumption wireless temperature and for wireless data transmission, the program is based on the nRF24L01 to design the monitorint system of wireless temperature and protocols, bring about reliability and power balance. The system is a remote wireless temperature and technology to build a distributed wireless sensor networks. The temperature and and transmission based on sensor nodes, with a simple network, easy maintenance, low operation cost. The system can be applied to a large granary temperature and nRF24l01

(完整版)基于单片机的多点温度检测系统毕业设计论文

集成电路课程设计 课题：基于AT89C51单片机的多点温度测量系统设 计 姓名：韩颖 班级：测控12-1 学号：

指导老师：汪玉坤 日期： 目录 一、绪论 二、总体方案设计 三、硬件系统设计 1主控制器 2 显示模块 3温度采集模块 （1）DS18B20的内部结构 （2）高速暂存存储器 （3）DS18B20的测温功能及原理 （4）DS18B20温度传感器与单片机的连接

（5）单片机最小系统总体电路图 四、系统软件设计 五、系统仿真 六、设计总结 七、参考文献 八、附源程序代码 一、绪论 在现代工业控制中和智能化仪表中，对于温度的控制，恒温等有较高的要求，如对食品的管理，冰箱的恒温控制，而且现在越来越多的地方用到多点温度测量，比如冰箱的保鲜层和冷冻层是不同的温度这就需要多点的测量和显示可以让用户直观的看到温度值，并根据需要调节冰箱的温。它还在其他领域有着广泛的应用，如：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。。。。。。温度检测系统应用十分广阔。 本设计采用DALLAS最新单线数字温度传感器DS18B20 简介新的"一线器件"体积更小、适用电压更宽、更经济DALLAS 半导体公司的数字化温度传感器DS18B20是世界上第一片支持"一线总线"，测量温度范围为-55°C~+125°C，在-10~+85°C范围内,精度为±0.5°二、设计过程及工艺要求 1、基本功能 （1）检测两点温度 （2）两秒间隔循环显示温度 2、主要技术参数 测温范围：-30℃到+99℃

测量精度：0.0625℃ 显示精度：0.1℃ 显示方法：LCD循环显示 3、系统设计 系统使用AT89C51单片机对两个DS18B20进行数据采集，并通过1602LCD液晶显示器显示所采集的温度。 DS18B20以单总线协议工作，51单片机首先分别发送复位脉冲，使信号上所有的DS18B20芯片都被复位，程序先跳过ROM，启动DS18B20进行温度变换，再读取存储器的第一位和第二位读取温度，通过IO口传到1602LCD显示。 1 2 3 图（1）DS18B20引脚图 引脚定义如图（1）： (1) GND为电源地； (2) DQ为数字信号输入输出端； (3) Vcc为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。 4、设计原理框图 图（2）原理框图 三、硬件设计 1、主控制器（单片机） 基于设计的要求要使用AT89C51单片机作为本系统设计的核心器件。由于 AT89C51 单片机是一种带 4K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能cMOS8 位微处理器。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AT89C51 是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性

3.3基于STC89C52单片机的多路数据采集控制系统设计

基于STC89C52单片机的多路数据采集控制系统设计 1 引言 数据采集是指将温度、压力、流量、位移等模拟量采集、转换成数字量后，再由计算机进行存储、处理、显示的过程。在生产过程中，可对生产现场的工艺参数进行采集、监视和记录，为提高产品的质量、降低成本提供信息和手段。本文设计了一套多路数据采集系统，实施采集多现场的温度参数，系统通过RS485总线将采集到的现场温度数据传输至上位机，上位机对采集到的数据进行显示、存储，从而达到现场监测与控制的目的。 2 系统总体方案设计 数据采集系统一般包括模拟信号的采集、模数转换、传输、处理和显示。数据收集的基本手段是模数转换，它是将来自各式各样传感器的模拟量实时地、准确地测量或汇集起来，送入计算机实时处理，并输出相应的控制信号以实现对物理系统的控制或记录。 本系统不仅要满足一定精度的温度测量的基本功能，而且需要同时测量多路数据，同时考虑系统的最低成本，因此还存在多路信号的切换问题，同时系统还具有显示当前各路的测量温度值的功能以及预留通信的软硬件接口功能。本系统主要完成的功能是：同时检测多个工作现场的温度参数并将采集到的工作现场的温度参数数据传输至主控制室上位机，主控制室内的上位机对采集到的数据进行计算分析，显示不同现场的温度并进行存储。整个系统设计方案如图1所示。

图 1 多路数据采集与控制系统设计方案 3 系统硬件电路设计 单片机是整个电路中最核心的元件，本文采用的是STC89C52单片机。STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，其与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。 目前，国际上的温度传感器正从模拟式向数字式、由集成化向智能化的方向飞速发展。DS18B20是由美国DALLAS公司提供的一种一线总线系统的数字温度传感器[1]，其采用一线总线(I-Wire Bus)技术，采用一单根信号线，既传输时钟，又传输数据，而且数据传输是双向的，其具有线路简单，减少硬件开销，成本低廉，便于总线的扩展和维护等优点。 图2为DS18B20与STC89C52单片机的连线图，在图中DS18B20芯片中DQ 为数字信号输入/输出端；GND为电源地；VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。 图2 DS18B20与AT89S52单片机的连线 RS485总线是工业应用中非常成熟的技术，是现代通讯技术的工业标准之一，RS485总线用于多站互连十分方便，用一对双绞线即可实现，由于采用平 衡发送和差分接收，即在发送端，驱动器将TTL电平信号转换成差分信号输出；

基于51单片机的多路温度采集系统

基于单片机的多路温度采集系统 一、摘要：本设计利用单片机及Keil编程软件编程和PROTEUS单片机仿真软件和电子电工等方面知识,用Keil编程软件编程，用PROTEUS单片机仿真软件仿真。最后制作实物，将程序下载到单片机中，利用（I/O）口采集来自多路温度的数据，根据各路温度的不同，集中准确的显示出来，并且根据所设温度的上下限通过驱动蜂鸣器进行听觉上的报警，同时还可以通过LED灯协助进行视觉上的报警，从而达到多点温度的采集和报警的目的。以Keil编程软件和PROTEUS软件来进行仿真、分析，调试,为设计提供了一个方便、快捷的途径，为设计节约了设计时间。 关键词：AT89S52单片机温度采集报警 二、设计要求 1、检测的温度范围：0℃～100℃。 2、检测分辨率 0.1℃。 3、显示的多路的温度值不相互干扰，而且对各个传感器的所属温度都能进行报警。 三、硬件电路设计 1、系统的设计思路 本设计采用单片机作为数据处理与控制单元，为了进行数据处理，单片机控制数字温度传感器，把温度信号通过单总线从数字温度传感器传递到单片机上。单片机数据处理之后，发出控制信息改变报警和控制执行模块的状态，同时将当前温度信息发送到LCD进行显示。本系统可以实现多路温度信号采集与显示，可以使用程序来设置温度限定值，通过进行温度数据的运算处理，发出控制信号达到控制蜂鸣器和LED进行报警。 2、系统总体设计方案 系统总体主要由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：

3、主控制器 本次设计选择Atmel 公司生产的AT89C51作为控制芯片。AT89C51是高性能的CMOS8位单片机，片内含有4K bytes 的可反复擦写的只读程序存储器和128的随机存取数据存储器。AT89系列与MCS-51系列单片机相比有两大优势：第一，片内程序存储器采用闪速存储器，使程序的写入更加方便;第二，提供了更小尺寸的芯片，使整个电路体积更小。它以较小的体积、良好的性价比倍受青睐。51单片机管脚图： 单 片 机 系 统 报警电路 晶振.复位 多路温度传感器 LED 显示电路 报警电路 按键电路

基于单片机的多路温度采集控制系统的设计

基于单片机的多路温度采集控制系统的设计 一、系统设计思路 1、系统架构：本系统的所有模块分为两个主要的部分：单片机部分和PC部分。单片机部分是整个温度控制系统的中心模组，它负责多路温度传感器的信号采集、温度计算和显示，还有一些辅助操作，如温度上下限报警等；PC部分主要实现数据采集、分析、处理、显示等功能，与单片机的交互可通过RS485、USB等接口进行。 2、硬件设计：本系统设计确定采用AT89C52单片机作为系统的处理核心，在系统中应用TLC1543数据采集芯片，采用ADC转换器将多个温度传感器的数据采集，使系统实现多路温度检测同时显示.另外，为了实现数据采集记录，系统可以选用32K字节外部存储封装。 二、系统总控程序设计 系统总计程序采用C语言进行编写，根据实际情况，主要分为以下几个主要的模块： （1）初始化模块：初始化包括外设初始化、中断处理程序初始化、定时器初始化、变量初始化等功能。

（2）温度采集模块：主要对多路温度传感器的采集、计算并存储等操作，还可以实现温度的报警功能。 （3）录波模块：提供数据的实时采集、数据的存取、数据的滤波处理等功能。 （4）通信模块：主要是用于实现数据透传，采用RS485接口与PC端的上位机联网，可实现远程调试、远程控制等功能。 （5）用户界面模块：实现数据显示功能，可以根据用户的要求显示多路温度传感器检测到的数据。 三、实验检验 （1）检查系统硬件的安装是否良好； （2）采用实测温度值与系统运行的实测温度值进行比对； （3）做出多路温度信号的对比，以确定系统读取的数据是否准确； （4）检查温度报警功能是否可以正常使用，也可以调整报警范围，试验报警功能是否可靠；

(完整版)单片机温度控制系统的设计毕业论文

单片机温度控制系统的设计 中文摘要 随着微机测量和控制技术的迅速发展与广泛应用，以单片机为核心的 温度采集与控制系统的研发与应用在很大程度上提高了生产生活中对温度 的控制水平。本设计论述了一种以STC89C52单片机为主控制单元，以DS18B20为温度传感器的温度控制系统。该控制系统可以实时存储相关的温度数据并记录当前的时间。系统设计了相关的硬件电路和相关应用程序。硬件电路主要包括STC89C52单片机最小系统，测温电路、实时时钟电路、LCD 液晶显示电路以及通讯模块电路等。系统程序主要包括主程序，读出 温度子程序，计算温度子程序、按键处理程序、LCD 显示程序以及数据存储程序等。 [ 关键词 ] STC89C52 单片机； DS18B20；显示电路

Based on single chip microcomputer temperature control system design Abstract Along with the computer measurement and control technology of the rapid development and wide application, based on singlechip temperature gathering and control system development and application greatly improve the production of temperature in life level of control. This design STC89C52 describes a kind of mainly by MCU control unit, for temperature sensor DS18B20 temperature control system. The control system can real-time storage temperature data and record related to the current time. System design related hardware circuit and related applications. STC89C52 microcontroller hardware circuit include temperature detection circuit smallest system, and real-time clock circuit, LCD display circuit, communication module circuit, etc. System programming mainly include main program, read temperature subroutine, the calculation of temperature subroutines, key processingprocedures,

毕业设计(论文)-基于单片机的数字温度计设计

百色职业学院 毕业设计 题目：数字温度计 学生姓名：专业：应用电子 指导教师1：班级：08级 指导教师2：答辩通过时间 论文提交日期：

目录 一、引言 (4) 二、设计内容及性能指标 (5) 三、系统方案论证 (5) （一）、方案 (5) 四、系统器件选择 (6) （一）、单片机的选择 (7) 1、89S51 引脚功能介绍 (7) （二）、温度传感器的选择 (9) 1、DS18B20 简单介绍: (9) 2、DS18B20 使用中的注意事项 (11) 3、DS18B20 内部结构 (12) 4、DS18B20测温原理 (15) 5、提高DS1820测温精度的途径 (16) （三）、显示及报警模块器件选择 (18) 五、硬件设计电路 (18) （一）、主控制器 (19) （二）、显示电路 (20) （三）、温度检测电路 (20) （四）、温度报警电路 (26)

六、软件设计 （一）、概述 (27) （二）、主程序模块 (27) （三）、各模块流程设计 (28) 1、温度检测流程 (28) 2、报警模块流程 (29) 3、中断设定流程 (30) 七、自我评价 (32) 八、致谢 (32) 参考文献 (33)

摘要：随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研、各个领域，已经成为一种比较成熟的技术, 本文主要介绍了一个基于89S51单片机的测温系统，详细描述了利用数字温度传感器DS18B20开发测温系统的过程，重点对传感器在单片机下的硬件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析，对各部分的电路也一一进行了介绍,该系统可以方便的实现实现温度采集和显示，并可根据需要任意设定上下限报警温度，它使用起来相当方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点，适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量，也可以当作温度处理模块嵌入其它系统中，作为其他主系统的辅助扩展。DS18B20与AT89C51结合实现最简温度检测系统，该系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下进行现场温度测量，有广泛的应用前景。 一、引言 随着科技的不断发展，现代社会对各种信息参数的准确度和精确度的要求都有了几何级的增长，而如何准确而又迅速的获得这些参数就需要受制于现代信息基础的发展水平。在三大信息信息采集(即传感器技术)、信息传输(通信技术)和信息处理(计算机技术)中，传感器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温度传感器技术，在我国各领域已经引用的非常广泛，可以说是渗透到社会的每一个领域，人民的生活与环境的温度息息相关，在工业生产过程中需要实时测量温度，在农业生产中也离不开温度的测量，因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。 测量温度的关键是温度传感器，温度传感器的发展经历了三个发展阶段： ①传统的分立式温度传感器 ②模拟集成温度传感器 ③智能集成温度传感器。 目前的智能温度传感器(亦称数字温度传感器)是在20世纪90年代中期问世的，它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE)的结晶，特点是能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微控制器(MCU)。社会的发展使人们对传感器的要求也越来越高，现在的温度传感器正在基于单片机的基础上从模拟式向数字式，从集成化向智能化、网络化的方向飞速发展，并朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展，

基于单片机的多路温度采集系统软件设计

基于单片机的多路温度采集系统软件设计(附程序,元件清单) 编辑：Nancy 来源：https://www.sodocs.net/doc/7c19317190.html, 作者：Team 指数：28 编号：544020120419 共2页: 上一 页12下一页 基于单片机的多路温度采集系统软件设计(附程序,元件清单)(任务书,开题报告,外文翻译, 毕业论文9000字) 摘要：随着现代信息技术的飞速发展〖资料来源:毕业设计(论文)网 https://www.sodocs.net/doc/7c19317190.html,〗温 度测量控制系统在工业、农业及人们的日常生活中扮演着一个越来越重要的角色，它对人们 的生活具有很大的影响 温度采集在林业，农业，化工甚至是军工领域都有广泛的应用，因此能否对这些地区的环境 温度实现有效的监测。是一个要解决的重要的课题。采用温度传感器构成的电子监控装置是 一种较好的解决方案，因此利用Mcs-51单片机系列设计了一个温度采集系统。 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。实现多监测点的温度采集。并且具有 显示，报警等功能。能够应用于一般的环境的温度采集环境。 软件设计主要采用汇编语言设计，设计工具用keil，程序主要由键盘扫描子程序，温度转换 子程序，读出温度子程序，计算温度子程序，显示数据刷新子程序，报警控制子程序组成。 用汇编的主要优点是编程的效率高。适用于简单的但是要求较高的电路。本文主要是采用的 是汇编语言设计。. 〖资料来源：毕业设计(论文)网 https://www.sodocs.net/doc/7c19317190.html,〗 关键词：温度传感器单片机软件 software design base on SCM multi-channel temperature gathering system Abstract：With the rapid development of modern information technology，In temperature measurement control system of industrial, agricultural and People's Daily life plays a more and more important role in people's life, and it has very important effect，Temperature gathering in the forestry, agriculture, chemical and even military domain has a wide range of applications，So effective monitor the environment temperature of these regions Is an important task to solve. A temperature sensor constitute electronic monitoring device is a better solution, so use Mcs - 51 SCM series design a temperature gathering system. the 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. Achieve more monitoring stations in the temperature gathering. And display, alarm functions. Can be used in the general environment temperature acquisition environment. 〖资料来源：毕业设计(论文)网 https://www.sodocs.net/doc/7c19317190.html,〗 The software design use assembly language,The design tool adopt keil, Program mainly by the keypad scanning subroutine, the temperature conversion subroutine, read temperature subroutine, the calculation of temperature subroutine, display data