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1、 摘要 由于数据采集系统的应用越来越广、其所涉及到的对信号的测量方式和涉及到的信号源的类型也将越来越多、因为对测量的要求也就越来越高，现在国内已有不少用于数据的测量与采集的系统，可很多系统存在着功能单一、采集速率比较低、操作非常复杂，并且对测试的环境要求较很高等问题。人们急切需要一种应用范围广、价格低廉的数据采集系统。在分析了各种类型单片机的特点及其与PC机的各类通信技术的基础后，本人设计了由单片机控制的温度采集系统，并且通过串口通信的方式实现了单片机与PC机间的通信，实现了数据传送并将数据在PC机上进行显示或存储，完成了此次设计。基于单片机的多通道的温度数据采集系统是由将来自温度传感器的信号
2、进行放大、滤波、采样保持等分步处理之后，输入到AD转换器转换为数字信号后由单片机进行采集的，然后再利用单片机与PC机之间的通信将数据传送至PC机进行数据的存储处理及显示等，实现了数据的采集与处理等，此设计可广泛应用于工控、仪器仪表、机电智能化及智能家居等诸多的应用领域。联系扣扣：2825772782关键词：单片机；温度数据采集；多通道Abstract Since the wide range of data acquisition system, which involves the measurement signal and the type of signal source more a
3、nd 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 issuesIt
4、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 an
5、d communications, Data transmission and display of data stored on the PCSingle completed the multi-channel data acquisition system design and implementation.Based on SCMs multi-channel data acquisition system is adopted will come from the sensor signal amplification, linear filtering, After processi
6、ng 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 w
7、ide range of features. can be widely used in industrial control equipment, instruments, and electrical engineering integration, intelligent home and many other fieldsKey words Multi-channel Data Acquisition Microcontroller联系扣扣：2825772782目录摘要1Abstract2第一章 绪论41.1 引言41.2 方案论证51.2.1 传感器5第二章 硬件电路的设计72.1
8、电源电路72.2 温度采集电路82.2.1 DS18B20简介82.2.2 电路设计92.2.3 无线传输电路模块102.3 无线发送与接收电路112.3.1 无线发送电路112.3.2 无线接收模块122.4 显示电路122.4.1 字符型液晶显示模块122.4.2 字符型液晶显示模块引脚132.4.3 字符型液晶显示模块内部结构142.5 单片机AT89S52142.5.1 AT89S52简介142.5.2 AT89S52引脚说明15第三章 软件设计183.1 系统概述183.2 程序设计流程图183.3 温度传感器多点数据采集18第四章 调试及结果204.1 测试环境及工具204.2 测
9、试方法204.3 测试结果分析20结论21参考文献22附录23附录1： 电路原理总图23附录2： 发射部分主程序24附录3： 接收部分主程序30第一章 绪论 1.1 引言在21世纪的今天，科学技术的发展可谓日新月异，科学技术的进步不断带动着测量技术的飞速发展，现代控制设备早已不同于从前，它们在性能以及结构上都发生了翻天覆地的变化。我们已经进入了一个高速发展的信息化时代，而测量技术则是当今社会科技发展的一项主流，其应用已经广泛地深入到了应用工程中的各个领域。温度是工业及农业生产中常见的及最基本的一项参数，在生产的过程中常常需要对温度进行实时的检测及监控，采用微型计算机进行温度的检测、数据的显示及
10、信息存储和实时控制，对于提高生产效率和提升产品质量及节约能源等方面都具有十分重要的作用。伴随工业和农业科技的飞速发展，对温度测量所需求的方面也越来越多，温度测量也将发挥越来越重要的作用。不过在一些特定的环境温度监测环境中，由于所需监测范围过大,测点的距离太远,使得布线变得不再容易。这时就要利用无线传输的方式对各类温度数据进行相应采集。 多路无线温度采集系统应用而生，其可被广泛地应用在需要温度测量的工业、农业、环保、服务业甚至安全监控等等工程中。例如：对城市路灯故障的检测及对供电线路防盗的监视，还有城市居民小区供热情况检测、大型仓库温度数据检测、工业生产车间测控、农业生产温度实时测控、环保工程中
11、及故障监控工程等等。考虑到在许多的工业环境中需要对多点温度进行监控，一般都需要测量十几甚至是几十个点。本此设计则是以Atmel公司的AT89S51单片机作为智能控制的核心，采用了以DS18B20温度测量元件的单总线分布式的温度数据采集及控制系统。系统中多个温度传感节点通过单总线同单片机形成分布式的测量控制系统。控制器通过温度传感器进行实时检测各节点的温度，并在LCD1602显示器上循环显示各个节点的温度。通过串口将所监测到的温度数据回馈到上位机中，从而实现了对温度的远程监测。因为采用的是微型机进行温度的检测、数据的显示、信息的存储和实时的控制，对于提高生产效率及提升产品的质量甚至节约能源等都具
12、有十分重要的作用，并且由于温度参数对工业生产十分重要，所以设计的温度测量系统的测量精确度及其智能化程度一直都受到众多企业的重视。所以学习并研究温度测量及其他相关得知识是一个非常实用的课题方向，能够在研究中获得非常实用的知识方法及技能。因此对温度进行测控的技术是一个十分实用、也十分重要的技术，值得我们通过研究去掌握和创新。它应用的领域也十分地广泛，可以应用在对消防电气的非破坏性环境的温度检测，电力、通讯设备的过热情况检测，空调系统的各项温度的检测交以及各类运输工具中各个组件的过热检测，保护监测及控制系统等，同时此系统在对医疗与健诊的温度测试等等方面都具有十分广泛的应用。因此此系统的前景十分可观。
13、此温度测量系统有着诸多优点，譬如测量点多，可测量环境较复杂，测量布线比较分散，现场监控与监控点相隔较远等等。如果采用一般的温度传感器进行温度信号的采集，则需要对信号的调理电路、A/D 转换电路以及相应的接口电路进行修改，才能够将传感器输出的模拟信号转换成相应的数字信号再送到微机中处理。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。1.2 方案论证1.2.1 传感器
14、方案1：采用热敏电阻实现，可满足40至90间温度的测量，不过热敏电阻的测量精度、可重复测量性以及测量可靠性等都较差，同时若需检测较低温度的信号时热敏电阻不起作用。方案2：采用单片式的温度传感元件，譬如AD590或LM35等等。只是这些芯片的输出信号均为模拟信号，需要经过进一步的A/D转换之后才能送至计算机进行处理，这就使得测温部分装置结构变得相当复杂。此外，这类测温系统的一根传输线上只能带一个传感器，因此不能完成多点测量的任务。即使能够勉强实现，也需要用到十分复杂的算法，这在一定的程度上也增加了软件部分的设计难度。方案3：采用数字温度传感器DS18B20进行温度的测量，此元件的输出信号为纯数字
15、信号，这有便于单片机进行相应的处理及控制，省掉了传统的测温方法中存在的很多外围电路的设计。另外，该芯片的物理及化学性都十分稳定，它可用于做工业测温，此元件线性性也十分好，在0至100摄氏度之间温度时，其测量的最大线形偏差小于等于1摄氏度，另外，DS18B20的最大特点之一是采用了单总线的数据传输方式，由数字温度计DS1820及微控制器AT89S52构成了对温度测量的测量装置，此装置直接输出温度的数字信号，可与上位机直接进行连接。因此，采用此方案的测温系统的结构十分简单，体积较小，同时AT89S52还可以带多个DSB1820温度传感器，因此这就十分容易实现多点测量的目的，轻松完成传感器网络的组件。采用DS18B20芯片进行温度的测量，体现了系统芯片化这个电子行业发展趋势。另外，部分功能电路的模块化，集成化也使得总体设计电路更加简洁，在设计电路及焊接元件时更快，设计周期简短，另外，由于对集成块的使用，有效地避免了外界信号的诸多干扰，提高了测量电路的整体精准度。因此对集成芯片的使用会成为电子电路发展的一大趋势。在本次设计中所采用的方案便是采用ds18b20温度芯片。1.2.2 主控部分方案1：采用AT89S
