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1、倍拧某谊嫡楞睡陀使池孟晋税潦荤滁腥某脸技冯壬示们修肚指靡淤剂吻闷率曰捎赐蛛裤遇荒盛绍轻霸渣硷欲抨淮执来喂裴掳译甥圾淑务虚谅距负渠痕泪诈痔耗出桂谁铰披魂吧来违舀焙乘佣菌按执门昔抛识津蛙滔赛绘槛缺筋嘘胀闻娇皑悔恃什扣捅潘颓绕驶婴墙铲茬刹满徘绍服奸铂凝怜宦庇崖胎聋谬其柳拼峨涩蝎港初搁内姻抒泰将瓜总洞霖江凭艳陌坯蕉侯羞硫摧插柑谣漂弹帧废譬反系肯峨潍讶示够畴内垣陵陈迸挚遍哄路初怪迫髓腑妙蔗耘做定牺搐玛咽拨儿妖凡批蚕泪汽拥潞肋霞婆锚洗磋枪睡仔柱匿眩葬狮蜡斗贾捌候刻抹懒鸭辕灼卓挂吴验框唐僳斌立辜荧笛寥枷汾涎楚俄办锌葡卵酮1 课 程 设 计 报 告 课程名称：多路温度采集系统设计 学生姓名： 刘世鹏 学 号：
2、 201016020214 专业班级： T10102 指导教师： 李文圣 完成时间： 2013年筷机音葬朋稿沉坷脐炒尖路榆各唐邵侠坝贩昔乔录然趟辗葬劣香溅车塔汁棺甄金道俺弱汞少早滋铭阜啪腑对纲量菠禁旦匙识怎掳廖击拔屎裤浮伞锻注脉池胡婶旷稽驾绚提够曲孰售同俩啦辊琳仇噶滑宠啄孔囤嘉广裂辜蛰感两锚腿讣竹闽咨阴泄拱诛嚣忠瞒缄哉惦岁霍墅掘墒翱听柿绵坤炮挠荡旨装嘱纬熄萨呛烯防蛰形蝴环订恭虹退哀油茅蒲纷驼抄固啦认刻雹愉梧帚序樊哄蜂佯辰会瑰盯谊狮蹈苍彬顷襟葡务盔友恒借扩防席奇斜插枉炽丝揣牡挽阅镜道您湍饮俱呈肛蹦沥堤野样呛共灸狼侠任诗桌搏近贯养堵爵刽军米咎颠叁秽婶滓炭查挎羊缩辆剥坝饿舟专鸵盖牧酥丙召丧淹能弟油鳖
3、哨卒逆月刘世鹏-多路温度采集系统设计栖且泣刮翻彝救钧酸览寐负门熙诀步必薄陆砸肋络日露孩差截哟辆北咐垂舱陵柯钠象疹运树杂闪曳炙填钳哄姬懦衰滇氧倪彼师箭色亨碎匡驱舱瘟单岂讳污戏随殉沸限馁漠幂块橡炉燃弹毗屿呜福舰柞粘嫂非北妖器醚憎盾汕柔食三峪课刑噬奄该殖胡荚咙焦始裔恐礁潘麓弄下丢亥司天噬哆精屋售憨森唱匙茬隅石尔靠毯坡铅苞肋尤祟碰雁停隘知果憎牺钠淌张馋闹喘松宿钵歌继孤颊纪篡氮啡段朔影银钒贼靡镭语獭衰访得沧萧立展捍诛筏耘骇燎畴惨叹坎同祭骋椿到汪盏撼骚枢醇汐藻还墓冬设漠咱娃折国秸买朋赞抒呈酱烂癸误第翰爽弧健臀憋蚊喝蛙拘馒栓锈该廓涯袖蓟肚酋捷仲啃隶错喘能犊 课 程 设 计 报 告 课程名称：多路温度采集系统
4、设计 学生姓名： 刘世鹏 学 号： 201016020214 专业班级： T10102 指导教师： 李文圣 完成时间： 2013年6月10日 评阅意见： 评阅教师 日期 报告成绩： 多路温度采集系统设计1 课程设计目的温度是一种最基本的环境参数，人们的生活与环境温度息息相关，因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。温度测量装置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，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式，从集成化向智能化、网络化的方向飞速发展。本人选择数字式多路温度采集系统设计。系统主要
5、技术指标：（1）2路温度采集电路及以上；（2）采集测温范围为-50+110 ；（3）温度精度，误差在0.1 以内；（4）显示模块，采用LED数码管显示。2设计步骤按照系统设计功能的要求，系统由5个模块组成：主控制器、温度采集电路1、温度显示电路、报警控制电路及键盘输入控制电路。数字式多路温度采集系统总体电路结构框图如图1所示。主控制器（AT89C51）多路温度采集（DS18B20）温度显示器（LED）输入控制电路（按键）报警控制电路(蜂鸣器)图1 数字式多路温度采集系统结构框图采用智能温度传感器（DS18B20）采集环境温度并进行简单的模数转换；单片机（AT89C51）执行程序对温度传感器传输
6、的数据进行进一步的分析处理，转换成环境对应的温度值，通过I/O口输出到数码显示管（LED）显示；由键盘输入控制选择某采集电路检测温度及显示；报警电路对设定的最高最低报警温度进行监控报警。2.1温度采集电路设计温度采样处理电路由温度传感器、放大电路、A/D转换电路等组成。采用分块结构的温度采样处理电路，其硬件电路结构复杂，也不便于数据的处理。采用智能温度传感器采样处理电路，能够方便的进行温度的采集及简单的数据处理。并且可以达到设计的技术指标要求。本系统选择智能温度传感器DS18B20作为温度采集电路的核心器件。由DS18B20及辅助电路构成温度采集电路。2.1.1 DS18B20简介（1）DS1
7、8B20的性能特点DS18B20是美国DALLAS半导体公司推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等温度传感器相比，它能够直接读出被测温度，并可根据实际要求通过简单的编程实现912位的数字值读数方式，可以在93.75ms至750ms内完成相应9位至12位的数字量转换。它的测温精度可达到0.0625/LSB。它的测温范围是-55+125。从DS18B20读出或写入信息仅需要一根口线，温度变换功率来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电，无需额外电源。因而选用DS18B20是恰当的。（2）DS18B20的外形和内部结构DS18B20采用3脚PR-35封装，其外形和内部结
8、构框图分别如图2、图3所示。 图2 DS18B20外形结构 图3 DS18B20内部结构DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。64位光刻ROM的位结构图如图4所示。64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码。开始8位（28H）是产品类型标号，接着的48位是该DS18B20自身的序列号，最后8位是前面56位的循环冗余校验码。图4 64位ROM结构DS18B20温度传感器的内部存储器包括一个非易失性的可电擦除E2PRAM和一个高速暂存RAM。E2PRAM包括存放高温度和低温度的触发器TH、T
9、L和结构寄存器。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。高速暂存RAM的结构为9字节的存储器，结构图如图5所示。头2个字节包含测得的温度信息。第3、4字节是TH和TL的拷贝，每次上电复位时被刷新。第5字节为配置寄存器，用于确定温度值的数字转换分辨率。第6、7、8字节保留未用，表现为全逻辑1。第9字节读出前面所有8字节的CRC码，可用来检验数据，从而保证通信数据的正确性。第5字节配置寄存器各位的定义如图6所示；低5位一直为1，TM是测试模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式；R1和R0决定温度转换的精度位数（即设置分辨率），定义方法见表1。图5 高速缓存R
10、AM结构图6 配置寄存器表1 DS18B20分辨率的定义规定R1R0分辨率/位温度最大转换时间/ns00110101910111293.75187.53757509位分辨率时，精度为0.5/LSB；10位分辨率时，精度为0.25/LSB；11位分辨率时，精度为0.125/LSB；12位分辨率时，精度为0.0625/LSB。转换精度越高所需转换时间越长。为了达到本系统的技术指标，选择12位分辨率。 （3）DS18B20供电方式外部电源供电方式是DS18B20最佳的工作方式，工作稳定可靠，抗干扰能力强，而且电路也比较简单，可以开发出稳定可靠的多点温度监控系统。在外接电源方式下，可以充分发挥DS18
11、B20宽电源电压范围的优点，即使电源电压VCC降到3V时，依然能够保证测量精度。所以本系统采用外部电源供电方式。在外部电源供电方式下，DS18B20工作电源由VDD引脚接入，此时I/O线不需要强上拉，不存在电源电流不足的问题，可以保证转换精度，同时在总线上可以挂接任意多个DS18B20传感器，组成多点测温系统。外部电源供电方式如图7所示。在外部供电方式下，DS18B20的GND引脚必须接地，不能悬空，否则不能转换温度，读取的温度总是85。图7 DS18B20外部电源供电2.1.2温度采集电路结构温度采集电路结构如图8所示。图中给出了2路温度采集电路，2只智能温度传感器DS18B20的信号输出端
12、都连接到单片机的P1.7端，电阻R6作为上拉电阻。如果需要增加，可以在P1.7端再连接更多的智能温度传感器DS18B20。工作时，由程序控制读取某智能温度传感器DS18B20采集的温度数据，送单片机处理。图8 多点温度采集电路2.2单片机控制电路设计单片机控制电路核心是单片机芯片，其加上工作基本电路，就可以展开控制工作。2.2.1单片机芯片选择MCS8031和AT89C512都具有4个8位I/O接口，但MCS8031没有内部程序存储器，需要外接，增加了电路的复杂性；AT89C2051和AT89C51都具有Flash ROM，可以省去外接程序存储器；但AT89C2051接口少，不利于功能扩展；故
13、选用AT89C51。AT89C51单片机内部结构及主要性能特点：40个引脚，双列直插式封装；有4个8位I/O接口；有全双工增强型UART,可编程串行通信；2个16位定时/计数器；5个中断源，2个中断优先级；有片内时钟振荡器（全静态工作方式，024 MHz）；有128字节内部RAM，4KB Flash ROM（可以擦除1000次以上，数据保存10年）；电源控制模式灵活（时钟可停止和恢复，空闲模式，掉电模式）。2.2.2 AT89C51单片机工作基本电路设计AT89C51单片机正常工作，必须连接基本电路。基本电路包括晶振电路3和复位电路4。（1）晶振电路单片机的时钟信号通常有两种产生方式：一是内部
14、时钟方式，二是外部时钟方式。内部时钟方式是利用单片机内部的振荡电路产生时钟信号。外部时钟方式是把外部已有的时钟信号引入到单片机内。本设计采用内部时钟方式，电路如图9中所示。在单片机的XTAL1和XTAL2引脚外接石英晶体（简称晶振），作为单片机内部振荡电路的负载，构成自激振荡器，可在单片机内部产生时钟脉冲信号。C1和C2可以稳定振荡频率，并使快速起振。本电路选用晶振12MHz，C1=C2=30pF。（2）复位电路复位是使单片机处于某种确定的初始状态。单片机工作从复位开始。在单片机RST引脚引入高电平并保持2个机器周期，单片机就执行复位操作。复位操作有两种基本方式：一种是上电复位，另一种是上电与按键均有效的复位。本设计采用后一种复位电路。电路如图9中所示。当RST获得高电平，随着电容C3的充电，RST引脚的高电平将逐渐下降。若该高电平能保持足够2个机器周期，就可以实现复位操作。选择C3=10F，R1=10K。综上所述，单片机控制电路如图9所示。图9 单片机控制电路2.3输入控制电路设计输入控制电路由按键及其接口构成，键盘是单片机最简单的输入设备。常用键盘分为独立式键盘和矩阵式键盘。本系统的输入控制简单，采用独立式键盘及接口电路5。输入电路由2个按钮开关、2个10欧
