小型多路温控采集系统.doc

小型多路温控采集系统 目录 第一章 设计任务和要求 2 1.1 设计任务 2 1.2. 技术要求 2 1.2.1 基本要求 2 1.2.2 发挥要求 2 第二章 设计方案 2 2.1 整体方案调研 2 2.1.1 方案一 2 2.1.2 方案二 2 2.1.3 方案三 2 2.2 整体方案论证 3 2.2.1 方案一 3 2.2.2 方案二 3 2.2.3 方案三 3 2.3 总体设计框图 3 第三章 系统硬件组成 4 3.1 DS18B20温度传感器与单片机的接口电路 4 3.2 7段LED数码管电路及原理 5 3.3 系统整体硬件电路图 6 第四章 系统软件设计 7 4.1 主程序流程图 7 4.2 读出温度子程序 7 4.3 温度转换命令子程序 7 4.4 计算温度子程序 8 4.5 显示数据刷新子程序 8 4.6 程序代码 8 第五章 总结与体会 15 第六章 参考文献 15 第一章 设计任务和要求 1.1 设计任务 设计并制作一个至少2路的温度采集系统。 1.2. 技术要求 1.2.1 基本要求 （1）测温范围0~100℃； （2）测温精度±2℃； （3）LED数码管显示，显示方式为电测与巡测（多点侧）； （4）+5V，±15V外部电源供电。 1.2.2 发挥要求 （1）设计报警电路，当温度高于一定的温度时就报警； （2）测温点与控制显示部分拉长距离，即无线测温。遥测距离100m。 第二章 设计方案 2.1 整体方案调研 2.1.1 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。而且使用热敏电阻，需采用A/D转换电路，要用到十分复杂的算法，一定程度上增加了软件实现的难度。 2.1.2 方案二 采用AD590，它的测温范围在-55℃~+150℃之间，而且精度高。M档在测温范围内非线形误差为±0.3℃。AD590可以承受44V正向电压和20V反向电压，因而器件反接也不会损坏。使用可靠。它只需直流电源就能工作，而且，无需进行线性校正，所以使用也非常方便，借口也很简单。作为电流输出型传感器的一个特点是，和电压输出型相比，它有很强的抗外界干扰能力。AD590的测量信号可远传百余米。 2.1.3 方案三 采用温度芯片DS18B20测量温度。该芯片的物理化学性很稳定，它能用做工业测温元件，且此元件线形较好。在0~100摄氏度时，最大线形偏差小于1摄氏度。该芯片直接向单片机传输数字信号，便于单片机处理及控制。最大特点之一就是直接采用温度芯片对温度进行测量，使数据传输和处理简单化。 2.2 整体方案论证 2.2.1 方案一 此方案采用AT89C51八位单片机实现。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。但是，AT89C51单片机需要用仿真器来实现软硬件的合成在线调试，较为繁琐，很不简便。而且AT89C51的地位已经渐渐的被AT89S51所取代。逐渐成为历史。事实也证明了AT89S51在工业控制上有着广泛的应用。 2.2.2 方案二 采用温度传感器AD590。AD590具有体积小、质量轻、线形度好、性能稳定等优点。其测量范围在-50℃~+150℃，满刻度范围误差为±0.3℃，当电源电压在5~10V之间，稳定度好，其各方面特性都满足此系统的设计要求。此外AD590是温度-电流传感器，对于提高系统抗干扰能力有很大的帮助。但增加程序的长度，占用大量CPU的时间。 2.2.3 方案三 采用温度传感器DS18B20。它是一种数字式的温度传感器，直接将被测温度转换成串行数字信号，具有微型化，低功耗，高性能，抗干扰能力强等优点。从微处理器到DS18B20仅需连接一条信号线和地线。它可以实现9~12位的温度读数，测量范围为-55~+125℃，在-10~+85℃范围内误差为0.5℃，将12位的温度值转换为数字量所需时间不超过750ms。读写和执行温度变换所需的电源可以由数据线本身提供，而不需要外部电源。 以上三种方案，第三种方案电路比较简单，软件设计也相对简单，所以采用第三种方案。 2.3 总体设计框图 温度计电路设计总体设计方框图如图所示，控制器采用单片机STC89S52，温度传感器采用DS18B20，用4位LED数码管以串口传送数据实现温度显示。 总体设计方框图 第三章 系统硬件组成 3.1 DS18B20温度传感器与单片机的接口电路 DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司必威体育精装版推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现9~12位的数字值读数方式。DS18B20的性能特点如下： （1）独特的单线接口仅需一个端口引脚进行通讯； （2）简单的多点分