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1、ANYANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY 本 科 毕 业 论 文 基于单片机的多路温度采集系统设计 Based on Single Chip Multi-channel Temperature Acquisition System Design系（院）名称： 电子信息与电气工程系 专业班级： 04级自动化3班 学生姓名： 指导教师姓名： 指导教师职称： 讲师 2008 年 05月 基于单片机的多路温度采集系统设计专业班级: 04级自动化3班 学生姓名: 指导教师: 职称: 讲师摘要：单片机系统的开发应用给现代工业测控领域带来了一次新的技术革命，自动化、智能化均离不开单片机的
2、应用。单片机是一种集CPU、RAM、ROM、I/O接口和中断系统等部分于一体的器件，只需要外加电源和晶振就可实现对数字信息的处理和控制。单片机由于其微小的体积和极低的成本，广泛的应用于家用电器、工业控制等领域中。温度控制系统是利用下位机设置温度上下限和实时温度的采集，并将结果传输到上位机。以达到对温度的比较、控制。本设计用MCS-51单片机为主要硬件，设计了包括温度采集，温度显示，系统控制，串口通信等外围电路。而且对所设计电路给出了相应的软件设计，包括定时器初始化，串行口初始化和数据传输等程序。在温度测量部分采用具有“一线总线”接口的数字传感器DS18B20，实现单线多点数据的采集。多点温度检
3、测与控制系统是典型的集散式控制系统。由下位机、上位机、和通讯网络三部分组成。下位机是基于单片机AT89C52和DS18B20的高精度温度采集系统，功能是对温度的检测与输出控制。上、下位机之间通过RS-232总线构成网络系统。关键词：MCS-51；DS18B20；温度采集；RS-232Based on Single Chip Multi-channel Temperature Acquisition System DesignAbstract：The development and application of MCU (Micro Control Unit) have made a great
4、 change in many fields of modern industrial detect and control. Adopt Single-Chip Microcomputer is it control convenient, simple, flexibility advantage such as being heavy to have not merely to control to go on to temperature to come, and can raise by technical indicator not to accuse of temperature
5、 by a large margin, thus can big improvement quality and the quantity of products. Because of the small scale, low price and high efficiency of MCU, it is widely used in home appliances and industrial control.The temperature control system is uses in the lower position machine establishment temperat
6、ure the lower limit, with real-time temperature gathering, transmits to on position machine. By achieves to the temperature comparison, the control，This design uses MCS-51 The monolithic integrated circuit is the main hardware, In order to realize design goal this design including temperature gather
7、ing, the temperature demonstrated that, the systems control, strung together periphery electric circuit and so on mouth correspondence. Moreover to design the electric circuit to produce the corresponding software design, including timer initialization, serial procedure and so on mouth initializatio
8、n and data transmission. The 1-Wire bus digital thermometer DS18B20 is used to measure temperature. It can realize the 1-Wire multi-point collection. Several points of temperature examination and control system is typically concentrate-disperse system. It consists of up a machine, bottom a machine,
9、and communication network. Bottom a machine is a high accuracy data collection system that bases on the microcontroller AT89C52 and the DS18B20 system. Its function is to temperature and output the control. The up machine and bottom machines constitute of network system, via RS-232 bus. Key words: M
10、CS-51；Temperature gathering；DS18B20；RS-232I目录摘要ABSTRACT引言1第一章 多路温度采集显示系统的设计要求与设计方案21.1系统设计任务和要求21.2 课题分析21.3 方案比较与方案论证31.4 方案论证和选定5第二章 多路温度采集系统硬件的设计72.1 总体分析72.2 AT89C52单片机的性能及应用72.3 DS18B20芯片简介102.4 DS18B20与单片机的典型接口设计142.5 DS18B20使用中注意事项162.6 温度检测系统设计162.7 硬件电路设计18第三章 多路温度采集系统的软件设计203.1 程序流程图设计203.
11、2 程序设计203.3 单通道显示233.4 串行通信24第四章 系统的抗干扰技术254.1 硬件抗干扰技术254.2 软件抗干扰技术25结论27致谢28参考文献29附录1：DS18B20温度测量程序30 引 言近些年计算机领域的变化令人目不暇接，而单片微型计算机（简称单片机），作为微型计算机家族中的一员、发展中的一个分支，以其体积小、单一电源、功能强、价格低廉、低功耗、运算速度快、可靠性高、面向控制等独特优点，越来越深受各个应用领域的关注和重视，应用十分广泛，发展极快。 传统的温度控制系统大多由分离的元件组成，其体积大、可靠性差、准确度低，许多功能也不尽如人意。采用微型计算机作为测控系统的主
12、体和核心，代替传统测控系统的常规电子线路，成为新一代的微机化测控系统。因此，在本系统的设计中，为了提高系统可靠性、准确性、实用性、经济性，选用了相对比较低的芯片。为了提高整个系统的可靠性，本系统选用美国DALLAS 半导体公司近年推出的系列单总线温度传感器芯片DS18B20。该器件内有控制电路，收/发电路和存储电路等。为了对测量过程进行集中实时监视，模拟输出通道将微机处理后的测量数据转换成.用计算机同单片机相连的温度采集系统可以实现远程检测现场温度，这样就可以进行全方位的温度检测，本设计在实际的工业生产中可以提高温度采集的效率，有很大的实际用途。温度检测与控制系统在工业控制中应用广泛，像在半导
13、体、冶金、化工等领域随处可见。作为毕业设计的课题，它具有很强的实用性。第一章 多路温度采集显示系统的设计要求与设计方案1.1 系统设计任务和要求温度采集与控制系统的设计对自动化专业的学生而言是经典的、涵盖知识面广的题目。采用单片机为CPU的系统对某些控制系统的控制可以得到良好的效果。本次设计的论文题目利用单片机来实现多路（4路）温度采集系统。主要要求如下:系统原理简述；测量电路设计；串行接口电路设计；软件设计。围绕着实际应用的要求，重点解决：单片机应用系统中控制程序设计、串行口设计、对可靠性、稳定性的要求等方面的电路设计。 随着超大规模集成电路技术的发展，由于单片机具有体积小、功能强、性价比高
14、等特点，基于单片机而开发的测量控制系统也越来越受到重视，采用单片机做主控单元，无触点控制，可完成对温度的采集和控制的要求。所以基于单片机的温度采集和测量控制被广泛的应用于化工、冶金、电力、电子、轻工、纺织以及其他公共场合的供水、饮水装置中等行业中，使产品小型化、智能化，既提高了产品的功能和质量，又降低了成本，简化了设计。1.2 课题分析 二十世纪七十年代单片机的出现是近代计算机技术发展史上的一个重要里程碑，单片机的诞生标志着计算机正式形成了通用计算机系统和嵌入式计算机系统两大分支。计算机两大分支的产生大大促进了现代计算机技术的飞速发展。通用计算机系统以发展海量高速数值计算为己任，不必兼顾控制功能，其数据总线宽度不断更新，迅速从8位，16位过渡到32位，64位，不断完善其通用操作系统，突出发展海量高速数值计算能力，并在数据处理，模拟仿真，人工智能，图像处理，多媒体，网络通信中得到了广泛的应用；单片机则以面向对象的实时控制为己任，目前仍以8位机为主流，不断增强控制能力，降低成本，减小体积，改善开发环境，以空前的
