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1、中南民族大学工商学院毕业论文(设计)系部： 电子信息工程系 专业： 通信工程 年级： 04 题目:基于CYGNAL单片机的泵站温度检测 系统研制 学 生： 学 号：04112029 指导教师： 职称: 讲师 2008年01月15日20中南民族大学工商学院本科毕业论文（设计）原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 年 月 日1目 录摘要1关键词1Abstract2Key word21 绪论31.1 泵站温度
2、监控系统的发展概述31.1.1我国泵站监控系统的发展31.1.2我国泵站监控系统的现状31.2 单片机技术的发展31.3 课题的来源及研究意义32 温度检测系统的实现方案42.1 系统的总体任务42.2 系统的整体结构框图42.3 现场测控模块的实现方案42.4 C8051F040单片机的选择52.5 C8051F040单片机的特点52.6 增加的功能63 现场测控模块的实现73.1 温度传感器检测电路73.1.1 温度传感器的选择73.1.2 PT100检测电路的实现73.1.3 DS18B20检测电路的实现103.2 显示电路的设计163.3 键盘电路的设计173.4 电源电路184 系统
3、软件的设计194.1 温度采样部分194.2 数字温度传感器DS18B20的工作时序204.3 键盘部分软件214.4 LED显示部分软件235.结论25参考文献26基于CYGNAL单片机的泵站温度检测系统研制摘要：泵站监控作为城市防汛的主要设施，在确保城市安全度讯和保障人们正常的生活、工作秩序方面，起着极其重要的作用。因此，泵站自动化程度的增强将被重视，随着泵站自动化程度的增强以及传感器技术的发展，使得泵站温度监控成为可能，本文同时使用了DS18B20和PT100温度传感器技术，在8位高速单片机C8051F040上实现了泵站温度检测系统。本文首先介绍了国内外泵站监控系统的发展、单片机技术的发
4、展状况。第二部分提出了泵站温度检测系统的总体方案及高速SOC单片机C8051F040的选择。第三部分详细的描述了系统现场检测部分的传感器的选择及硬件电路。第四部分介绍了系统的软件实现。最后，对所做的一些工作进行了总结，并对泵站温度检测技术进行了展望。关键词：C8051F040；泵站；温度传感器；温度检测系统Based On CYGNAL Monolithic Integrated Circuit Pumping Station Temperature Examination System DevelopmentAbstract: Monitoring and control system of
5、 pump station is main facilities, which are used in city flood prevention. The system plays an important role in insuring safety and normal life and job. Therefore enhancement of pumping station automatization will be realized, with enhancement of pumping station automatization, the development of t
6、ransducer technology, made pumping station temperature monitoring system enable. In this paper, we realize the pumping temperature detection system on 8-bit high speed SOC microcontroller C8051F040 with DS18B20 and PT100 temperature transducer at same time. Firstly, in this paper, we introduce the d
7、evelopment of monitoring and control system of pumping station, microcontroller technology both here and abroad. The second part of this paper brings up the whole scheme of this pumping station temperature detection system and choice of high speed SOC microcontroller C8051F040. The third part of thi
8、s paper describes the hardware circuit of field detection part and choice of transducer in detail. The fourthly part of this paper introduces software implementation of this system. At the end of this paper, we summarize all the work which has done; Whats more, do some expectation the technology abo
9、ut pumping station temperature detection system.Key words:C8051F040;PumpStation;TemperatureTransducer;Temperature Detection System 1 绪论 1.1 泵站温度监控系统的发展概述1. 1.1 我国泵站监控系统的发展泵站建设在我国已有近40多年的历史，其功能日趋完善，在灌溉、排涝、航运补水和市政供水等方面起着非常重要的作用，我国泵站监控自动化技术是随着国民经济发展和计算机技术的进步而逐渐发展起来的，以90年代为界，划分为两个阶段，在90年代以前中国多次尝试把计算机实时监
10、控技术运用到泵站监控系统中，但是由于技术等各方面的原因，没有取得很大的发展，在90年代以后，随着计算机技术迅速发展和普及，监控装置在泵站得到了较快的发展和运用。1.1.2 我国泵站监控系统的现状目前全国已建成大中型灌区5600多处，固定排灌泵站50多万处，国内中小型泵站水泵机组的起动、运行和停车，大多靠人工手动操作来完成，站内值班人员一般需6-9人。这种现状不仅工作强度大，而且工作效率不高。在国内近年来兴建的大型泵站中，大都设置了微机数据采集系统，但还是有许多泵站还不能实现对运行过程的计算机控制，国内监控系统主要存在以下不足：（1）监控系统开放性不是很彻底，主要表现在：和不同厂家硬件设备接口功
11、能差；二是数据及功能模块接口功能差。（2）故障诊断技术不是非常成熟。监控系统与故障诊断技术有着不可分割的关系，在泵站监控过程中，如果发现泵站运行的常见故障系统能够自动调整用已存储的故障模式，判断故障类型给出处理措施，及时排除故障，并对故障记忆，进行自学习，这将减少停机次数，提高生产效率。早期的监控系统由于当时的生产规模较小，自控仪表尚处于发展的初级阶段，所采用的仅仅是安装在生产设备现场，只具备简单测控功能的基地式仪表，其信号仅在本仪表内起作用，一般不能送到别的仪表或系统，无法与外界沟通信息，操作人员只能通过生产现场的巡视，了解生产过程的状况。而泵站监控现在作为城市防汛的主要设施，在确保城市安全
12、度讯和保障人们正常的生活、工作秩序方面，起着极其重要的作用。1.2 单片机技术的发展在科技广泛发展的今天，计算机的发展已经越来越快，它的应用已经越来越广泛。而单片机的发展和应用是其中的重要一方面。单片机在工业生产和民用家电各方面有广泛的应用。其中，单片机在工业生产中的应用尤其广泛。单片机具有集成度高，处理能力强，可靠性高，系统结构简单，价格低廉的优点，因此被广泛应用。温度控制系统就是通过单片机的控制，使温度再设定的范围内。因此，在本次论文的研究中我采用了C8051F040单片机来控制泵站温度的检测。温度控制的发展及意义：现代工业设计、工程建设及日常生活中常常需要用到温度控制，早期温度控制主要应
13、用于工厂中。而现代社会中，温度控制不仅应用在工厂生产方面，其作用也体现到了各个方面，随着人们生活质量的提高，城市防汛、酒店厂房、家庭生活中都会见到温度控制的影子，温度控制将更好地服务于社会。1.3 课题的来源及研究意义本课题是湖北省教育厅给定项目基于现场总线技术的大中型电排站机组群监控系统的研制中一部分。目前大部分泵站监控系统中温度监控部分还是使用铂电阻温度传感器PT100来实现温度检测，其某些重要点的检测精度不是很高，系统的安装线路不是很简化。因此，这里我们采用数字温度传感器DS18B20和模拟温度传感器相结合可以很好的解决点数和精度问题。采用C8051F040单片机来控制泵站温度的检测，以
14、提高其温度检测的自动化程度。2 温度检测系统的实现方案2.1 系统的总体任务本文主要完成的任务有：1.在温度信号检测系统中同时使用两种检测，处理电路，一种是针对铂电阻温度传感器PT100，另一种是针对一线数字式温度传感器DS18B20。2.在监控现场采用LED以定义/巡检方式显示各检测点温度变化情况，并通过键盘输入显示的方式显示通道数。3.为了实现泵站温度的检测，这里采用8位的C8051F040单片机进行温度检测，将检测的各点的温度数据通过键盘输入在LED动态扫描电路中显示出来。2.2 系统的整体结构框图本系统实现的功能是通过模拟温度传感器PT100和数字温度传感器DS18B20检测泵站每台机组定子温度、转子温度、上油温、上推力瓦温、上平瓦、下油温、下推力瓦和下平瓦，再有LED将这些温度显示出来，并能通过键盘设置机组故障极限值。因为本系统要检测的量比较多，因此系统整体结构图使用了8台机组来对各量来进行检测。其整体结构框图如图2.1所示：PC机PIC-CAN卡 1#机组CAN接口C8051F040 CAN控制器DS18B20温度传感器PT100温度传感器 8#机组
