《基于单片机蓄电池温度监测系统设计_》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于单片机蓄电池温度监测系统设计_（42页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、I摘摘 要要温度检测系统，一般选用的是模拟式温度传感器。当系统进行多点温度测量时，所用模拟温度传感器增多，使系统变得复杂，而数字式温度传感器，有效地解决了模拟式温度传感器外围电路复杂及抗干扰能力差的弊病，降低了对系统的要求。本系统采用 ATMEL89S51 单片机和 AD7416 数字温度传感器能够快速有效地实现多点温度测量，且系统结构简单，当测控对象越多越显示其优越性。关键词：温度检测 数字式温度传感器 传感器技术ABSTRACTABSTRACT Temperature measuring system is applied to many fieldsIn traditional temp
2、erature measuring system，commonly analog temperature sensor is choosedWhen system detects multiple point temperature and the number of analog sensor is increased，the system gets complexhowever，digital temperature sensor availably solves peripheral circuit complexity of analog temperature sensor and
3、faint antijamming，and reduces request for systemThe system adopts Atmel89S51 singling chip microcomputer and AD7416 digital temperature sensor and can availably achieve temperature measuring，furthermore construction of system is simpleWhen the detected object is more，its advantage Can be displayedKe
4、ywords: Temperature measuring digital temperature IIsensorsensor technology目目 录录第一章 绪论 .11.1 引言 .- 1 -1.2 目前温度采集系统的发展现状 .11.3 系统研究内容及意义 .2第二章 温度监测系统的模块组成 .32.1 温度检测系统的基本构成 .32.2 总体结构方案 .32.3 实现方式选择 .3第三章 温度监测系统模块电路设计 .53.1 温度采集模块 .53.1.1 基本特性与引脚功能 .53.1.2 工作原理 .63.1.3 AD7416 内部寄存器 .73.1.4 AD7416 工作时
5、序 .83.1.5 温度采集模块与 51 单片机的连接 .83.2 显示功能模块 .103.2.1 基本结构 .- 10 -3.2.2 显示器工作原理 .113.2.3 LED 数码管显示电路 .12III3.3 键盘输入控制模块 .133.4 电压测量模块设计 .143.4.1 ADC0809 简介 .153.4.2 电压测量模块的电路图。 .163.5 报警电路设计 .173.6 温度监测系统总体电路图 .18第四章 温度监控系统程序设计 .204.1 主程序流程 .204.2 温度监控键盘输入控制程序设计 .214.3 报警模块程序设计 .22结论 .23参考文献 .24致谢 .25-
6、1 -第一章第一章 绪论绪论1.11.1 引言引言蓄电池是通信、信息、金融系统中最重要的后备电源保障。电源系统的好坏将直接影响通信系统的可靠性和稳定性。目前,几乎所有的通信系统电源供电都是由不间断的电池提供的,有的大型通信系统还建立专门的电池室,一般有一主一备两套的电源系统,通常由多个固体电池串并联组成。当电池温度过高时势必影响到电池的工作效率和寿命,因此对电池的工作温度进行实时的温度监控具有实际意义!但是，由于蓄电池的运行状况或真实保障能力很难通过常规方法来掌握，致使作为最后一道保险绳的蓄电池在关键时刻出现问题，给一些重要系统造成巨大损失。1.21.2 目前温度采集系统的发展现状目前温度采集
7、系统的发展现状温度采集系统属于数据采集系统的一部分,数据的采集与读取是在人们认识客观世界、探索自然规律和进行工业化生产中必需的工具和物质手段。数据采集技术既是现代科技的前沿技术，也是信息产业的关键技术、基础和源头。在现代科学领域中，离不开先进的数据采集系统。数据采集作为信息工业的源头，是以电脑和微处理器的技术为核心技术，以计算机、网络、系统、通信、图像显示、自动控制理论为共性关键技术基础。19 世纪以来，出现了许多描述物理现象的定律,它们都需要相应的- 2 -电测仪器、仪表来定量地加以验证，因此发明了基于物理定理的模拟式仪表。这些仪表中最典型的有伏特表、安培表、功率表和测温表等磁电式模拟仪器仪
8、表。20 世纪初至 50 年代，出现了电子仪器仪表，产生了以记录仪、电子示波器、信号发生器等为代表的电子式模拟仪器。这些磁电式和电子式模拟仪器仪表统称为第一代仪器仪表模拟式仪器仪表。随着集成电路的出现，数字技术在测量中获得了成功的应用。20世纪 60 年代出现了以集成电路芯片为基础的第二代仪器仪表数字式仪器仪表，如数字电压表、数字电流表、数字频率计、记忆示波器等。这类仪器仪表的特点是将模拟信号的测量转变为数字信号的测量，并以数字方式显示和输出测量结果，适用于快速响应和高精度的要求，还可以将数据通过接口输入计算机处理。随着单片机的问世，20 世纪 70 年代出现了内含微处理器的第三代仪器仪表数据
9、采集。数据采集仪表不仅能完成某些测量任务，还能进行各种复杂的数据运算处理，且能适应被测参数的变化，进行自动补偿，自动选择量程、自动校准、自寻故障、自动进行指标判断与分选以及进行逻辑操作、定量控制与程序控制等工作。随着新型单片机和大规模可编程集成器件的出现，新研制生产的数据采集系统不断产生，并且正在逐渐取代传统的仪器仪表。温度测量系统一般由温度采集、数据分析和数据表示三个部分组成，当将这三个位于不同地理位置的部分由网络连接起来完成测试任务的时候，就可以形成网络化仪器。在网络化仪器中，被测对象可通- 3 -过测试现场的数据采集设备，将测得的数据或信息通过网络传输给异地的微机化仪器去分析处理，分析后
10、的结果又可被执行机构查询使用，使数据采集、传输、处理分析成为一体，甚至实现实时采集、实时监测。这里，测试网络的总功能将远远大于系统中各独立个体仪器的功能之和。温度采集系统作为其中的一项，也获得了巨大的发展。1.31.3 系统研究内容及意义系统研究内容及意义为了解决这方面的问题，结合理论实际，本设计考虑使用单片机作为主控核心。设计自动监控系统对蓄电池进行安全监测。单片机以其功能强、体积小、使用方便、性价比高等优点，在实时控制、自动测试、智能仪表、计算机终端、遥测通讯、家用电器等许多方面得到了广泛的应用。系统功能主要有1、6 组或 6 组以上蓄电池的温度测量。2、两路直流电压和两路 220V 交流
11、电压测量。3、温度门限设定以及参数超过设定门限值后的自动报警功能。- 4 -第二章第二章 温度监测系统的模块组成温度监测系统的模块组成2.12.1 温度检测系统的基本构成温度检测系统的基本构成 温度监测系统的设计包括以下几个主要功能模块1、温度采集模块：本系统采用 AD7416 数字温度传感器，完成温度数据的采集和 A/D 转换功能。2、数据处理模块：该模块采用微处理器来实现，微处理器模块是整个系统的核心部分，微处理器选用 89S51 系列单片机，该处理器具有运用灵活、高速、低功耗的优点。3、显示功能模块：采用常用的 LED 显示器。4、键盘输入控制模块：独立式键盘输入。5、温度检测系统报警模
12、块。采用扬声器报警。2.22.2 总体结构方案总体结构方案蓄电池温度监控系统的总体设计方案如图 2.1 所示。温度采集模 块AD转换电路小键盘温度显示模块报警单片机滤波放大电路微机图 2.1 温度监测系统总体方案框图。- 5 -2.32.3 实现方式选择实现方式选择实现以上功能的前提条件是建立一个基本的硬件平台,而用于蓄电池温度的传感一般可采用两种方式：采用传统的温度传感器+放大+A/D转换方式或者直接采用先进的具有和 CPU 接口的数字温度传感器,如DALLAS 公司的 DS18B20、ADI 公司的 AD7416 以及 NS 公司的 LM75。第一种方式是经典的单片机系统前向通道的设计模式,温度传感器可根据精度要求和测量范围(有时可达数千摄氏度)选择热电偶或铂电阻。由于传感器一般是微弱的模拟信号输出并且容易受到现场环境的干扰。因此如何提高信号增益和抗干扰是前向通道设计的关键。其基本的通道结构如图 2.3 所示。温度传感器滤波放大A/D转换器单片机图 2.3 前向通道结构当然,当精度要求不高时,也可以采用热敏电阻作为温度传感探头。在室温环境下,热敏电阻的阻值与环境温度基本成线性关系。这样可以通过电阻分压简
