基于51单片机的温度数据采集传输系统的设计.doc

中国石油大学（华东）现代远程教育 毕业设计（论文） 题 目：智能温度数据采集系统的设计 讲师 导师单位： 重庆信息工程专修学院 中国石油大学（华东）远程与继续教育学院 论文完成时间： 年 月 日 中国石油大学（华东）现代远程教育 毕业设计（论文）任务书 发给学员 徐伟平 1．设计(论文)题目： 智能温度数据采集系统的设计传感器理论单片机实际应用有机结合，由A/D转换模块，输出控制模块，数据传输模块，温度显示模块和温度调节驱动电路等多部分组成。掌握了传感器的基本理论知识，更深入的掌握单片机的开发应用和PC编程控制。 word xp排版论文版面和图象处理软件加工文中图表，用软件去模拟电路，实现整个过程。 5．文献查阅要求：充分利用课余时间到图书馆以及网络去查阅相关资料，上网查寻与本论题相关的先进的一些资料, 熟悉RS-232-C串口编程的技术考究调整电路的实现过程以及怎么样通过单片机来间接的控制。摘 要 本文利用单片机结合传感器技术而开发设计了这一温度数据采集监控系统。文中传感器理论单片机实际应用有机结合，详细地讲述了利用热敏电阻作为热敏传感器探测环境温度的过程，以及实现热电转换的原理过程。本设计应用性比较强，设计系统可以作为生物培养液温度监控系统，如果稍微改装可以做热水器温度调节系统、实验室温度监控系统等等。课题主要任务是完成环境温度数据检测，利用单片机实现温度调节并通过计算机实施温度监控。设计后的系统具有操作方便，控制灵活等优点。关键词：数据采集 单片机 温度目 录 摘要 i 目录 ii 第1章 前 言 1 1.1背景和意义 1 1.2 目的和内容 1 1.3 发展前景 2 1.4设计思想 2 第2章 设计要求 4 2.1 控制要求 4 2.2 受控对象的数学模型 4 第3章 系统的硬件配置 5 3.1 单片机和系统总线 5 3.2 硬件介绍 5 3.2.1温度传感器 5 3.2.2核心处理单元MicroChip PIC16F877A单片机 6 3.2.3 RS-232-C接口电路 8 3.2.4 继电器 9 3.2.5 半导体降温片及电阻加热丝 10 3.3 温度控制系统的组成框图 11 3.4 温度控制系统结构图及总述 12 第4章 温度控制系统软件设计 14 4.1 软件设计 14 4.2 Microchip PIC16F877A单片机温度控制系统软件结构图 14 4.3 单片机控制流程图 15 4.4 温度变换程序模块 16 4.5 温度非线性转换程序模块 16 4.6 通信协议的设计 17 4.6.1 通信协议概述 18 4.7 通信协议说明 19 4.7.1信号帧分类 19 4.7.2信号帧格式 19 4.7.3 通信协议处理流程 21 4.8 PC 上位机的软件设计 23 4.8.1 PC软件设计方法的选择 23 4.8.2 PC软件通信方式的选择 23 4.8.3具体实现方法 26 4.9单片机软件设计 29 4.9.1波特率 29 4.10 通信协议设计结论 39 4.10.1 通信可靠性分析 39 4.10.2 通信速度分析 39 第5章 结 论 41 致 谢 43 参考文献 44 1章 前 言 1.1背景和意义 为了确知某一测试对象的各项特性，我们常常要借助各种仪表和各种手段（直接测量或遥测）来获得各种各样的测量结果（数据）。但这些数据中包含有变换误差、设备误差以及在传输过程中（当采用遥测方式时）引入的各种干扰所造成的误差等。而且这些数据量通常都很大，有意义的部分和无意义的部分混杂在一起，如果不加取舍的直接应用，必然会造成极大不便。 传统靠人工控制的温度、湿度、液位等信号的测压﹑力控系统，外围电路比较复杂，测量精度较低，分辨力不高，需进行温度校准(非线性校准、温度补偿、传感器标定等)；且它们的体积较大、使用不够方便，更重要的是参数的设定需要有其它仪表的参与，外界设备多，成本高，因而越来越适应不了社会的要求。在对多类型、多通道信号同时进行检测和控制中，传统的测控系统能力有限。如何将计算机与各种设施、设备结合，简化人工操作并实现自动控制，满足社会的需求，成为一个很迫切的问题. 温度控制是现代检测技术的重要组成部分，在保证产品质量、节约能源和安全生产等方面起着关键的作用。随着科学技术的发展，由单片集成电路构成的温度传感器的种类越来越多，测量的精度越来越高，响应时间越来越短，因其使用方便、无需变换电路等特点已经得到了广泛的应用，例如：以前常用的AD590和LM35等，以及现在得到广泛应用的DSl820、DS1821和DS1620等。本次毕业设计正是为了完成温度数据的