远程温度采集与显示系统设计

毕业设计论文

远程温度采集测量系统

系电子信息工程系

专业电子信息工程技术姓名张一浩班级电信091 学号0901043118

指导教师张少华职称讲师

设计时间2011.11.20－2012.1.8

目录

第一章测量方案 (4)

1.1 系统功能 (4)

1.1.1 功能介绍 (4)

1.2方案论证与确定 (4)

1.2.1温度测量方案的确定 (4)

1.2.2 远程无线数据传送方案的确定 (5)

第二章电路原理及主要功能模块 (6)

2.1工作原理 (6)

2.1.1 系统框图 (6)

2.1.2现场温度采集电路 (6)

2.2 通信模块 (7)

2.2.1 信号发送电路 (7)

2.2.2 接收解调电路 (8)

2.3微机硬件原理图 (9)

2.3.1主机控制原理图 (9)

2.3.2从机控制原理图 (10)

第三章软件系统设计 (11)

3.1软件主要功能 (11)

3.2 软件设计框图 (11)

3.2.1设计框图 (11)

3.3测试方法及所用仪表 (13)

第四章数据分析 (14)

4.1 测试数据及测试结果分析 (15)

4.1.1 温度数据 (15)

第五章结束语 (16)

参考文献 (17)

致谢 (18)

远程温度采集测量系统

摘要

本文给出了远程温度采集测量系统的设计，它由温度数据采集测量与远程无线数字调频传送两部分构成，分为现场温度采集、远程数据传送和温度数据显示三个模块。设计采用单片微型计算机系统，数字频率调制（FSK）芯片和相关接口电路，实现现场温度信号的调理、模数转换、处理和远程传送。测温范围可达-50℃~+150℃，误差小于1℃。远程无线传送距离有障碍物时大于20m，传送的误码率小于1‰。利用LCD和LED分别可在现场模块和终端模块显示当前温度值，显示分辨率为0.1℃，系统设有语音报温和温度上限报警功能，所有指标均满足题目的基本要求和发挥部分要求。

关键词：温度传感器；接收电路；温度的测量

第一章测量方案

1.1系统功能

本作品由现场温度采集主机与远程温度显示端机两部分组成，通过主机K1与K2开关可实现对端机的测温状态控制，具体指标如下：

1．远程温度测量，测量范围为-50℃~+150℃，误差<1℃；

2．远程无线有障碍传送距离>20m；

3．采用键盘设定上限温度，并能实现语音报温；

4．温度显示分辨率为0.1℃。

1.2方案论证与确定

1.2.1温度测量方案的确定

温度是一个重要的物理量，也是工业生产过程中的主要工艺参数之一。对温度进行准确的测量和可靠的控制，在工业生产和科学研究中均具有重要意义。实际应用系统中，从温度传感器输出的模拟信号必须经相应的模块电路，将信号转换为数字量后，再由单片机处理后，送至显示与传输。其处理流程如图1所示。

图1信号处理流程图

1．热敏电阻测温

利用热敏电阻的电阻值随温度变化的特性实现测温，其非线性较差，测量精度低，工作温度范围窄，限于-100~+400℃。但灵敏度高，体积小、易于批量生产、价格低廉。

2．热电阻测温

热电阻的电阻/温度成线性关系，测量精度高，但电阻阻值随温度变化较小，需要放大电路，导线电阻值和放大电路的性能对电路测量精度有致命的影响。生

产中常用的铂热电阻测温范围在-200℃～800℃，但铂热电阻价格昂贵。铜热电阻的测温范围在-50~+150℃之间。

3．热电偶测温

热电偶由于其性能稳定，测量精度高，测量温度范围宽，而且均已标准化、规范化，所以热电偶的通用性好，使用时易于互换，广泛用于工业测温系统中。其缺点是输出为非线性、热电势低、冷端需要进行补偿，线性校正及冷端补偿线路复杂。

4．集成温度传感器测温

集成温度传感器最大的优点是直接给出正比于绝对温度的理想的线性输出，另外，体积小、成本低廉，是现代半导体温度传感器的主要发展方向之一。已广泛用于-50~+150℃温度范围内的温度监测、控制和补偿的许多场合。

综合以上因素后，根据题意要求，本设计方案选用集成温度传感器测温。常用的集成温度传感器是AD590，在本设计的测温元件就选用AD590传感器，它具有不易受接触电阻、引线电阻、电压噪声的干扰，同样具有很好的线性特性。它需要一个在4~30V的电源，即可实现温度到电流的线性变换，输出μA级的电流与温度成对应线性关系，其主要性能指标如下：

电源电压：4~30V；

工作温度：-50~+150℃；

标定系数：1μA/K；

重复性：±0.1℃；

长期漂移：±0.1℃/月

1.2.2 远程无线数据传送方案的确定

1．超声波无线传送

超声波具有聚束、定向及反射、透射等特性。超声波的特性决定了其接收信号的局限性，定向性限制了其接收信号的范围，反射性使其不能用于信号的隔墙传输，在设计中不能满足发挥部分的要求。

2．红外无线传送

红外光与所有电磁波一样，具有反射、折射、散射、干涉、吸收等性质。能将红外辐射量变化转换成电量变化的装置称为红外探测器或红外传感器。但由于

红外传感器的接收信号角度必须小于红外发送头的发送角度，难以实现全方位的传送，而且红外光在介质中传播会产生衰减，在金属中传播时衰减更严重。

3．射频无线传送

常用的射频传送方式有调幅（AM）、调相（PM）和调频（FM）三种调制方式。

调幅是用低频调制信号去控制高频载波信号的振幅，使载波的振幅随调制信号成正比变化，抗干扰能力差；调相利用载波信号的相位随调制信号的相位变化进行调制，其幅度保持不变，抗干扰能力强，会产生频偏，对于调制低频信号，很不经济；调频是利用载波信号的频率随调制信号频率变化的原理进行调制，其频率随调制信号的频率成正比变化，振幅始终不变，具有较强的抗干扰能力。数字信号频率调制（FSK）是调频传送技术中的一支奇葩，它采用数字键控调制，抗干扰能力强、频率稳定性好、灵敏度高、选择性好。

综合以上几种无线传送技术，本设计选用FSK，其框图构成如下：

第二章 电路原理及主要功能模块

2.1 工作原理 2.1.1 系统框图

本系统由现场测温、无线远程传送和温度显示三个模块组成，系统框图如图3所示：

系统中微处理器1（AT89C51）实现温度信号的采集、现场温度显示、开关信号读取和发送串口信号；FSK 无线通信分别由两片AT89C2051（微处理器2和微处理器3）控制发送与接收FSK 模块；终端温度显示由微处理器4（P89C51RD2H ）完成。

终端温度显示模块

无线远程传送模块

图3 系统总框图

2.1.2

图4 温度采集电路

Uo

利用温度传感器AD590可将温度信号转换为μA 级电流信号IT ，利用图4所示电路，将电流信号进行放大后转换为可处理的电压信号，然后送A/D 转换器。

在图4所示电路中，AD580是一高精度电压基准源。当供电电压为4.5V 到30V 之间时，其固定输出电压为2.5V 。AD623是一个集成仪表放大器，它能在单电源（+3V~+12V ）供电下提供满电源幅度的输出。线性度高、温度稳定性好、工作可靠，增益调节方便，使用灵活。在本电路中增益电阻取值为2.05K Ω，其

增益为 ≈+=1100

G

R G 50。

2.2 通信模块

在该作品中采用数字信号FSK 技术实现数据信号的发射与传送。 2.2.1 信号发送电路

利用数字信号FSK 调制技术设计的发射电路如图6所示，电路以Microelectronic Integrated Systems 公司的TH7108芯片为核心。

TH7108芯片内包含有发射功率放大器（PA ）、晶体振荡器（XOSC ）、压控振荡器（VCO ）、相频检波器（PFD ）、分频器（div 8,div 32）、充电泵（CP ）、电源电路（PS ）、FSK 开关（SW ）等电路。锁相环（PLL ）合成器由压控振荡器、分频器、相频检波器、充电泵和回路滤波器（LF ）组成，在LF 端外接的回路滤波器决定PLL 的动态性能。VCO 的振荡器信号被馈送到分频器和功率放大器，分频器的分频比率是32。晶体振荡器作为PLL 合成器的基准振荡器。发射器的载波频率fc 是由晶体振荡器的基准频率fref 决定的，集成的PLL 合成器利用fref=fc/N(N=32，分频器的系数)，保证在800~960MHz 的频率范围内的每一个射频频点都能够实现。

射频输出

图6 数字信号FSK调制发射电路

TH7108模式控制逻辑如表1所示，模式控制允许芯片工作在四个不同的模式。模式控制端ENCK和ENTX在芯片内部被下拉，以保证模式控制端ENCK 和ENTX在浮置时，电路被关断。

时钟输出端的输出时钟信号能用来驱动微控制器，频率是基准振荡频率的

1/8。

所设计的FSK接收电路如图7所示，电路以Microelectronic Integrated Systems 公司的TH71112芯片为核心。TH71112芯片包含低噪声放大器（LNA）、两级混频器（MIX1，MIX2）、锁相环合成器（PLL Synthesizer）、基准晶体振荡器（RO）、中频放大器（IFA）、相频检波器（PFD）等电路。

LNA是一个为高灵敏度的接收射频信号的共发-共基放大器。混频器1（MAX1）将射频信号下变频到中频1（IF1），混频器2（MAX2）将中频信号1下变频到中频信号2（IF2），中频放大器（IFA）放大中频信号2和限幅中频信号并产生RSSI信号。相位重合解调器和混频器3解调中频信号。运算放大器（OA）进行数据限幅、滤波和ASK检测。锁相环合成器（DIV16和DIV12），基准晶体荡器、相频检波器、充电泵（CP）等电路组成，产生第1级和第2级本振信号L01和L02。

使用TH71112接收器芯片可以组成不同的电路结构，以满足不同的需求。对于FSK接收，在相位重合解调器中使用IF谐振回路，谐振回路可由陶瓷谐振器或者LC谐振回路组成。

TH71112采用两级下变频，MAX1和MAX2由芯片内部的本振信号L01和L02驱动，与射频前端滤波器共同实现一个高的镜像抑制。在LNA的前端使用SAW滤波器和在LNA的输出端使用LC滤波器，射频前端滤波效果较好。

图7 数字信号FSK接收解调电路

2.3微机硬件原理图

2.3.1主机控制原理图

图8给出了该电路原理图，图中IC1芯片为A/D转换芯片，利用其将从前端测温模块输出的模拟信号转换为易于单片机处理的数字信号。该芯片采用MAXIM公司的MAX127A/D转换器，它是一逐次比较式、12位8路模数转换器，通过SDA、SCL口与单片机（P2.0、P2.1端）进行通信，在精度、速度、分辨率方面都能满足题目的要求。

主机控制部分设有六个按键，其中S1、S2、S5、S6用于设定上限温度，S3、S4按键为题中要求设置的两开关信号输入键，分别用于设置远程温度显示的开始与关断。

IC2芯片的P1口和P3.2、P3.3、P3.6端用来控制液晶显示器的显示，LCD

可显示现场实测温度、温度设定值、开关状态功能。另外，用IC2芯片的RXD、

TXD 端来实现与数据无线发送模块的通信。

2.3.2从机控制原理图

VCC

P89C51RD2H

图9 从机控制原理图

无线远程传送模块中发送电路输出的数据与IC4芯片的RXD 和TXD 口相连，实现温度信号的显示与过上限报警。图中IC4芯片选用Philip 公司的P89C51RD2H ，其采用CMOS 工艺制造的8位微控制器，指令系统与80C51完全相同。具有64K 并行可编程的FLASH 程序存储器和1KB 的数据存储器。显示部分由8个数码管显示组成，为简化画图在上图中直接用LED 显示模块代替。

第三章软件系统设计

3.1软件主要功能

（1）温度设定设定测量温度为20℃~50℃；

（2）上限报警设置

（3）误码纠错采用差错控制技术中的自动纠错方式进行误码纠错，减少远程传送中数据的误码率。

3.2软件设计框图

3.2.1设计框图

本系统采用模块化设计，由主机控制模块、主机通信模块、从机控制模块、从机中断服务模块组成。其流程图如图10~13所示。

图10 主机控制流程框图

图12 主机通信子程序流程图

图13从机中断服务程序流程图3.3测试方法及所用仪表

（1）测量方法：采用温度计实时测量水温，每间隔1℃读取一次温度值。测试

时，使温度计的测试头与AD590传感器保持等高，并保证不

与杯臂、杯底相碰。

（2）仪器：水银温度计；最小分度为0.1℃，量程为0~100℃。

第四章数据分析

4.1测试数据及测试结果分析

4.1.1 温度数据

图14 实测温度与显示温度对照图表

第五章结束语

毕业设计是我们学习过程中一个十分重要的环节。是锻炼我们运用所学知识正确分析和解决实际问题的一个重要方面，也是培养应用型专门人才的要求。所谓复杂电路也就是简单电路层次构成，用一些常见的电阻、电容、各类型的二极管、三极管，常见的集成芯片，把它们有机的结合起来，就可以做出实用的产品来。另外，在设计电路、分析电路中查阅不少资料，这样扩展了我在电子方面的知识，也发动了我的创造思维。

经一个月的课题研究，从选题和资料、分析和计划、实际产品设计、调试维护阶段、毕业设计说明书写等等中，我对电子产品的开发产生了浓厚的兴趣,通过这次毕业设计我学到了很多电路知识像《模拟电子技术》、《数字电子技术》, 电脑知识，以及相关软件的知识，如Prote99、Microsoft Office Word2003

等等，从中学到了知识也得到了实际的应用。特别是通过本次毕业设计巩固我的理论知识，电子技术的研究才刚刚开始，相信以后这项技术的研究会逐渐深入，涉及的研究领域也将更广。希望这项技术的研究能为人们以后的生活、工作带来更大的便利，为人们提供更为舒适、完美的生活方式。

我会在日后的开发中深入学习，加深研究，我会争取把本系统应用到实际工作中，使之产生商业价值。电子技术发展日新月异，我会在以后的研发中加入新技术，使之更趋完善，总之本次毕业设计是我的电子研发之路的良好开端。我会以此为契机，在以后的电子开发工作中取得更好的成绩。

参考文献

[1]胡宴如.《模拟电子技术》.高等教育出版

[2]杨志忠.《数字电子技术》.等教育出版

[3]王华.《电子电路设计》.电子工业出版

[4]李建忠.《单片机原理及应用》.西安电子科技大学出版社

[5]张凤言．《高性能模拟电路和电流模技术》.高等教育出版社

[6]宋彩，孙友仓，吴宏岐．《单片机原理与C51编程》.西安交通大学出版社

致谢

首先衷心地感谢我的导师张少华。本文从选题到完成，从理论上的探讨到实际问题的解决，无处不饱含着张少华老师的心血。张少华老师的悉心指导和建议给了我极大的帮助和支持，使我受益匪浅，在此论文完成之际，谨向张少华老师致以深深的谢意和崇高的敬意。

温度数据采集系统

第三章系统硬件设计 温度数据采集系统和接收显示硬件电路主要包含温度数据采集、发送、接收和显示等模块，温度数据采集采用数字式温度传感器DS18B20，数据的发送和接收采用无线数据收发模块PTR2000，整个系统采用单片机STC89C52进行各模块的协调控制，下面对各个模块进行介绍。 3.1 数字温度传感器DS18B20 3.1.1 DS18B20 的性能特点 DS18B20 是由DALLAS 半导体公司生产的单线型智能数字温度传感器，是新一代适配微处理器的智能温度传感器，广泛应用于工业、农业等领域，具有体积小、接口方便和传输距离远的特点，在一根通信线上可以挂很多个DS18B20，很方便。具有以下特点： （1）具有独特的1-Wire 接口，只需要一个端口引脚就可以进行通信； （2）具备多节点能力，能够简化分布式温度检测应用中的设计； （3）不需要外部元件； （4）可以直接从数据线供电，电源电压范围在3～5.5V； （5）在待机状态下可以不消耗电源电量； （6）测量温度范围在-55～+125℃； （7）在-10～+85℃时测量精度在±0.5℃； （8）可以用程序设定9～12 位分辨率； （9）用户可根据需要定义温度的上下限报警设置。 DS18B203 脚封装的管脚排列图如图3.1.1 所示。

图 3.1.1 DS18B20 管脚排列图 DS18B20 只有三个引脚。其中，引脚1 和3 分别是GND 和VDD，引脚2 是DQ 端，是用于数据信息的输入和输出。当给DS18B20 加电后，单片机可以通过DQ 端写入命令，并可以读出含有温度信息的数字量。在使用寄生电源情况下，可以向DS18B20 提供电源。 3.1.2 DS18B20 的内部结构 DS18B20的内部框图如图3.1.2所示。 图3.1.2 DS18B20的内部框图 DS18B20主要由64位ROM、温度传感器、非易失性温度报警触发器TH和TL及暂存器四部分组成。64位ROM存储器具有独一无二的序列号，可以看作是该DS18B20的地址系列号，是在出厂前就被光刻好的。暂存器各字节具有不同的意义，0和1字节是用于存储温度传感器数字输出的温度寄存器；2字节和3字节分别是非易失性上限报警触发寄存器（TH）和下限报警触发寄存器（TL）；4字节的配置寄存器能够用来设置温度转换的精度； 5、6和7字节作为内部保留使用。DS18B20有两种供电方式，可以使用寄生电源供电，也可以使用外部电源。在使用寄生电源的时候，不用外部电源，而是在总线为高时由DQ端提供电源，同时向内部电容充电，以求在总线拉低时为DS18B20提供电量。上电后，DS18B20进入空闲状态；当MCU向DS18B20发出Convert T [44h]的命令后，DS18B20 向MCU传送转换状态，开始温度测量和A/D转换。温度数据以带符号位的补码形式存储在温度寄存器中，温度寄存器格式如图3.1.3所示。 图3.1.3 DS18B20温度寄存器格式 温度的正负值是由符号为来说明的，正为0，负为1。表3.1给出一部分数字数据与温度的对应关系。 表3.1 DS18B20温度与数据对应关系

单片机温度采集显示系统

考试序列号____ 单片机课程设计论文 论文题目：温度采集显示系统 课程名称：单片机课程设计 学院物理与光电工程学院 专业班级 08电子3班 学号 3108009223 姓名梁辉浩 联系方式 任课教师 20 年月日

温度采集显示系统 一、功能和要求： （1）温度测量范围 0 - 99℃。 （2）温度分辨率±1℃。 （3）选择合适的温度传感器。 （4）使用键盘输入温度的最高点和最低点，温度超出范围时候报警。（报警温度不需要保存） 二、系统方案： 方案一:由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D转换电路，感温电路比较麻烦。 方案二:进而考虑到用温度传感器，在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，所以这是非常容易想到的，所以可以采用一只温度传感器DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，就可以满足设计要求。 从以上两种方案，很容易看出，采用方案二，电路比较简单，软件设计也比较简单，故采用了方案二。 三、核心元件的功能 1、AT89C51 AT89S51美国ATMEL公司生产的低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4K BytesISP(In-system programmable)的可反 复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器 件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技 术制造，兼容标准MCS-51指令系统及AT89C51 引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器 和ISP Flash存储单元。单片机AT89S51强大 的功能可为许多嵌入式控制应用系统提供高 性价比的解决方案。 AT89C51芯片的引脚结构如图1所示： 1.1功能特性概括: AT89S51提供以下标准功能：40个引脚、 4K Bytes Flash片内程序存储器、128 Bytes 的随机存取数据存储器（RAM）、32个外部双

基于LabVIEW的温度测量及数据采集系统设计

LabVIEW技术大作业 题目：基于LabVIEW的温度测量及数据采集系统设计学院（系）：信息与通信工程学院 班级：通信133 学号：xxxxxxxxx 姓名：xxxxxx

一、设计背景 LABVIEW最初就是为测试测量而设计的，因而测试测量也就是现在LABVIEW最广泛的应用领域。经过多年的发展，LABVIEW在测试测量领域获得了广泛的承认。至今，大多数主流的测试仪器、数据采集设备都拥有专门的LabVIEW驱动程序，使用LabVIEW可以非常便捷的控制这些硬件设备。同时，用户也可以十分方便地找到各种适用于测试测量领域的LabVIEW工具包。这些工具包几乎覆盖了用户所需的所有功能，用户在这些工具包的基础上再开发程序就容易多了。有时甚至于只需简单地调用几个工具包中的函数，就可以组成一个完整的测试测量应用程序。 二、系统方案 本设计的程序框图和前面板图分别是图1.1和图1.2，“温度测量及数据采集系统.vi”是一个测量温度并将测试数据输出到文件的VI。此VI中的温度是用一个20至40的随机整数来代替的，测试及采集100个温度值，每隔0.25秒测一次，共测定25秒。在数据采集过程中，VI将在前面板的波形图上实时地显示测量结果。采集过程结束后，波形图上显示出温度数据曲线，数组中显示每次的温度测量数据，并在显示控件中显示测试中温度的最大值、最小值和平均值，同时把测量的温度值以文件的形式存盘。

图1.1温度测量及数据采集程序框图 1.2温度测量及数据采集前面板图

二、系统各模块介绍 2.1循环模块 For循环用于将某段程序循环执行指定的次数， 是总数接线端，指定For循环内部代码执行的次数。如将0或负数连接至总数接线端，For循环不执行。 是计数接线端，表示完成的循环次数。第一次循环的计数为0。 本设计使用for循环将循环内的程序循环100次。

基于DS18B20的温度采集显示系统的设计

《单片机技术》课程设计任务书(三) 题目：基于DS18B20的温度采集显示系统的设计 一、课程设计任务 传统的温度传感器，如热电偶温度传感器，具有精度高，测量范围大，响应快等优点。但由于其输出的是模拟量，而现在的智能仪表需要使用数字量，有些时候还要将测量结果以数字量输入计算机，由于要将模拟量转换为数字量，其实现环节就变得非常复杂。硬件上需要模拟开关、恒流源、D/A转换器，放大器等，结构庞大，安装困难，造价昂贵。新兴的IC温度传感器如DS18B20，由于可以直接输出温度转换后的数字量，可以在保证测量精度的情况下，大大简化系统软硬件设计。这种传感器的测温范围有一定限制（大多在－50℃～120℃），多适用于环境温度的测量。DS18B20可以在一根数据线上挂接多个传感器，只需要三根线就可以实现远距离多点温度测量。 本课题要求设计一基于DS18B20的温度采集显示系统，该系统要求包含温度采集模块、温度显示模块（可用数码管或液晶显示）和键盘输入模块及报警模块。所设计的系统可以从键盘输入设定温度值，当所采集的温度高于设定温度时，进行报警，同时能实时显示温度值。 二、课程设计目的 通过本次课程设计使学生掌握：1）单总线温度传感器DS18B20与单片机的接口及DS18B20的编程；2）矩阵式键盘的设计与编程；3）经单片机为核心的系统的实际调试技巧。从而提高学生对微机实时控制系统的设计和调试能力。 三、课程设计要求 1、要求可以从键盘上接收温度设定值，当所采集的温度高于设定值时，进行报警（可以是声音报警，也可是光报警） 2、能实时显示温度值，若用Proteus做要求保留一位小数； 四、课程设计内容 1、人机“界面”设计； 2、单片机端口及外设的设计； 3、硬件电路原理图、软件清单。 五、课程设计报告要求 报告中提供如下内容：

远程温度采集与显示系统设计

毕业设计论文 远程温度采集测量系统 系电子信息工程系 专业电子信息工程技术姓名张一浩班级电信091 学号0901043118 指导教师张少华职称讲师 设计时间2011.11.20－2012.1.8

目录 第一章测量方案 (4) 1.1 系统功能 (4) 1.1.1 功能介绍 (4) 1.2方案论证与确定 (4) 1.2.1温度测量方案的确定 (4) 1.2.2 远程无线数据传送方案的确定 (5) 第二章电路原理及主要功能模块 (6) 2.1工作原理 (6) 2.1.1 系统框图 (6) 2.1.2现场温度采集电路 (6) 2.2 通信模块 (7) 2.2.1 信号发送电路 (7) 2.2.2 接收解调电路 (8) 2.3微机硬件原理图 (9) 2.3.1主机控制原理图 (9) 2.3.2从机控制原理图 (10) 第三章软件系统设计 (11) 3.1软件主要功能 (11) 3.2 软件设计框图 (11) 3.2.1设计框图 (11) 3.3测试方法及所用仪表 (13) 第四章数据分析 (14) 4.1 测试数据及测试结果分析 (15) 4.1.1 温度数据 (15) 第五章结束语 (16) 参考文献 (17) 致谢 (18)

远程温度采集测量系统 摘要 本文给出了远程温度采集测量系统的设计，它由温度数据采集测量与远程无线数字调频传送两部分构成，分为现场温度采集、远程数据传送和温度数据显示三个模块。设计采用单片微型计算机系统，数字频率调制（FSK）芯片和相关接口电路，实现现场温度信号的调理、模数转换、处理和远程传送。测温范围可达-50℃~+150℃，误差小于1℃。远程无线传送距离有障碍物时大于20m，传送的误码率小于1‰。利用LCD和LED分别可在现场模块和终端模块显示当前温度值，显示分辨率为0.1℃，系统设有语音报温和温度上限报警功能，所有指标均满足题目的基本要求和发挥部分要求。 关键词：温度传感器；接收电路；温度的测量

单片机温度采集系统

课程设计 课程设计名称：温度采集装置 班级：数控技术0901 学号： 课程设计时间：2011.12.5—12.11

目录 1 设计任务 (2) 2 确定设计方案 (3) 2.1 温度传感器—AD22100K (3) 2.2 A/D转换器—ADC0809 (4) 2.3 单片机的选择—80C51 (6) 2.4 显示器接口—LED动态显示接口 (8) 3 硬件电路的设计 (10) 3.1 温度传感器与A/D转换器的接口电路 (10) 3.2 A/D转换器与89C51的接口电路 (10) 3.3 89C51与显示器间的接口电路 (11) 3.4 晶振电路和复位电路的设计 (12) 4 软件设计 (13) 4.1温度采集的主程序流程图 (13) 4.2 程序清单 (15) 5 心得体会 (20) 附录 (21) 温度采集装置 1、设计任务

设计一个温度采集系统，要求按1路/s的速度顺序检测8路温度点，测温范围为+20℃～+100℃，测量精度为±1%。要求用5位数码管显示温度，最高位显示通道号，次高位显示“—”，低三位显示温度值。 2、设计方案 2.1 温度传感器—AD22100K AD22100K是有信号调节的单片温度传感器，工作温度范围为-50～+150,信号调节不需要调节电路、缓冲器和线性化电路，简化了系统设计。输出温度与电压和电源电压的乘积（比率测量）成比例。输出电压摆幅为0.25V（对应-50℃）和4.75V（对应150℃），用5V单电源工作。 2.1.1 AD22100K的引脚图如2.1.1 图2.1.1 AD22100K的引脚图 注：1.V电源 4.GND接地 2.U输出 3、5～8 NC不连接

基于labview温度监测系统

课题基于labview的温度监测系统班级 12电信 学号 201210350120 姓名邹临昌 时间 2015.12 .12-2016.1.12 景德镇陶瓷学院

摘要：本课题介绍了虚拟仪器概况及其发展背景；通过对虚拟仪器的学习和研究，运用软件工具，实现温度显示系统的模拟。实现系统软件设计思路是：利用LabVIEW中的各种控件，实现温度数据采集显示。利用虚拟仪器的优越性实现了基于操作系统下的交通终端服务系统的展示部分。 关键字：labVIEW，温度，数据采集 引言 美国国家仪器公司推出的LabVIEW不仅是一个图形化编程语言，而且是一个广泛应用于虚拟测控系统的虚拟仪器平台，它与数据采集卡一起构成虚拟测试仪器，其测试系统的构建可以通过图形化的语言描述，组态容易，设计简单，广泛应用于测量与控制。 LabVIEW是虚拟仪器领域中最具有代表性的图形化编程开发平台[1] ，是目前国际上首推并应用最广的数据采集和控制开发环境之一，主要应用于仪器控制、数据采集、数据分析、数据显示等领域，并适用于多种不同的操作系统平台。与传统程序语言不同，LabVIEW采用强大的图形化语言（G 语言）编程，面向测试工程师而非专业程序员，编程非常方便，人机交互界面直观友好，具有强大的数据可视化分析和仪器控制能力等特点。使用LabVIEW 开发环境，用户可以创建32位的编译程序，从而为常规的数据采集、测试、测量等任务提供了更快的运行速度。LabVIEW是真正的编译器，用户可以创建独立的可执行文件，且该文件能够脱离开发环境而单独运行。

1.1虚拟仪器的优势 1．经济实惠 2．方便适用 3．提高测试效果 4．开放且灵活 远程虚拟仪器的优势在于不受地域限制，功能可由用户自己定义，且构建容易，所以使用面极为广泛，是科研、开发、测量、检测、计量、测控等领域不可多得的好工具，更值得一提的是它可应用在高危险的区域进行在线的数据采集和检测[5]。使测量人员的工作不但摆脱了地理位置和条件的限制，还可以通过Intcrnet把所采集到的数据自动地转送到另一台计算机进行评估。

单片机实验温度采集系统

单片机原理与运用 课 程 设 计 课题名称：专业班级：学生姓名：指导老师：完成时间：温度采集与显示系统2012年7月4号

摘要 随着信息技术的飞速发展，嵌入式智能电子技术已渗透到社会生产、工业 控制以及人们日常生活的各个方面。单片机又称为嵌入式微型控制器，在智能 仪表、工业控制、智能终端、通信设备、医疗器械、汽车电器、导航系统和家 用电器等很多领域都有着广泛的应用，已成为当今电子信息领域应用最广泛的 技术之一。 本文主要介绍了一个基于STC89C52单片机的温度采集与显示系统，详细 描述了利用液晶显示器件温度传感器DS18B20开发测温系统的原理，重点对传感器与单片机的硬件连接和软件编程进行了详细分析。主要地介绍了数字温度 传感器DS18B20的数据采集过程，进而对各部分硬件电路的工作原理进行了介绍。温度传感器DS18B20与STC89C52结合构成了最简温度检测系统，该系统可以方便的实现温度采集和显示，它使用起来相当方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点，适合我们日常生活和工、农业生产中的温 度测量，也可以当作温度处理模块嵌入其它系统中，作为其他主系统的辅助扩展。 单片机综合实验的目的是训练单片机应用系统的编程及调试能力，通过对 一个单片机应用系统进行系统的编程和调试，掌握单片机应用系统开发环境和 仿真调试工具及仪器仪表的实用，掌握单片机应用程序代码的编写和编译，掌 握利用单片机硬件仿真调试工具进行单片机程序的跟踪调试和排错方法，掌握 示波器和万用表等杆塔工具在单片机系统调试中应用。 关键词：单片机STC89C52、DS18B20温度传感器、液晶显示器LCD1602、AT24C02数据存储芯片

基于Labview的温度采集系统

基于Labview 的温度采集系统 摘要：随着工业的不断发展，对温度测量的要求越来越高，而且测量范围也越来越广。本设计用LabView 软件在PC 机上编程实现了多点温度采集、动态图形显示、数据存储、报警、数据分析等功能，并重点对基于LabVIEW 的虚拟温度采集系统的设计进行了讨论。 关键词：LabVIEW; 温度采集 0 引言 进入21世纪以来，作为测试技术的一个分支，虚拟仪器的开发和研制在国内得到了飞速的发展。它可以利用计算机显示器的显示功能来模拟传统仪器的控制面板，以多种形式表达输出检测结果。目前，常用的温度采集系统绝大部分是由集成温度传感器和单片机构成的，设计过程繁琐、调试期长、修改不方便。本文借助LabVlEW 图形化软件开发系统，用软件代替DAQ 数据采集卡设计的这种虚拟温度采集系统，比以前的更易修改且成本低、周期短。 1 设计思想 该系统的功能框图如图所示。 本温度采集系统的设计采用软件代替了DAQ 数据采集卡，使用Demo read voltage 子程序来仿真电压测量，然后把所测得的电压值转换成摄氏或华氏温度读数。 在数据采集过程中，实时地显示数据。当采集的温度值大于设定的高限报警数值时，就会点亮高报警红色灯，同时触发条件结构里的事件发生，使系统发出蜂呜温度采集系统 实 时 温 度 显 示 保存数据 报警设定 数值计算 显示转换

声。当采集过程结束后，在图表上画出数据波形，并算出最大值、最小值和平均值，并自动产生数据文件的头文件，它包括操作者名字和文件名，将采集的数据附在头文件后面，以供查询。 2 子程序设计 2.1 温度计子程序 温度计界面程序如下图所示。在框图程序中设定温度计的标尺范围为0.0到100.0，在前面板窗口中放入竖直开关控制用下选择“温度值单位”，即选择以华氏还是摄氏显示。 2.2 实现步骤 1、点击框图程序窗口的空白处，弹出功能模板，从弹出的菜单中选择所需的对象。本程序用到下面的对象： Multiply（乘法）功能，将读取电压值乘以100.00，以获得华氏温度。 Subtract（减法）功能，从华氏温度中减去32.0，以便转换成摄氏温度。 Divide（除法）功能，把相减的结果除以1.8以转换成摄氏温度。 Select（选择）功能（Comparison子模板）。取决于温标选择开关的值，该功能输出华氏温度（当选择开关为false）或者摄氏温度（选择开关为True）数值。 Demo Read Voltage VI程序（Tutorial子模板）。该程序模拟从DAQ卡的0通道读取电压值，并把所测得的电压值转换成华氏或摄氏读数。 随机数产生功能（Numeric子模板），用于产生随机温度值。 数值常数。用连线工具，点击要连接一个数值常数的对象，并选择Create Constant功能。若要修改常数值，用标签工具双点数值，再写入新的数值。

虚拟仪器温度采集系统

内蒙古科技大学虚拟仪器期末大作业 题目：虚拟仪器温度采集系统 姓名：王伍波 专业：测控技术与仪器 学号：1067112240 班级：测控10-2班 教师：肖俊生 时间：2013年6月18日

一、设计题目：虚拟仪器温度采集系统 二、设计要求： 1.连续采集温度信号，并存储 2.温度上下限报警功能，上下限可调 3.华氏、摄氏可转换显示 三、设计思路： 该设计是以计算机和单片机数据采集系统为核心，单片机数据采集系统主要完成对温度信号进行数据采集，计算机主要完成温度信号的分析、显示和控制等功能。设计中采用Intel 公司的89C51 单片机完成数据采集，采用A D 5 7 4 完成数据的A/D 转换。图2 为AD574 与89C51 单片机的接口电路。 1．设计虚拟前面板 温度监测软件设计本系统以labview8.5 作为开发工具。现以仿真数据为例来讲述系统软件对温度的监测、报警及显示功能。利用labview8.5编程使温度可以在华氏和摄氏之间随时进行切换，同时对温度实时监测。当温度超过上限要求时会及时点亮报警灯进行报警并显示每次采集过程中累加的报警次数，报警的上限值可以通过前面板的输入控件改变其值。采集进度定义为每次采集100 点。为了防止程序陷入死循环每次采集之间的时间间隔为1000ms。开始采集后在整个采集过程中可以暂停采集以便随时对温度进行观察。 2、编辑流程图 每一个程序前面板都对应着一段框图程序框图程序用

LabVIEW 图形编程语言编写．可以把它理解成传统程序的源代码。框 图程序由端口、节点、．图框和连线构成。其中端口被用来同程序前 面板的控制和显示传递数据．节点被用来实现函数和功能调用．图框 被用来实现结构化程序控制命令．而连线代表程序执行过程中的数据流．定义了框图内的数据流动方向 3、运行检验 检验是否能够完成系统的功能．改变相应参数进行进一步验证．以方便根据实际情况修改设计．从而方便实际器件的设计、调试。4、功能描述 创建一个VI程序模拟温度测量：把创建的温度计程、序 T(hermometerVI1作为一个子程序用在当前新建程序里．先前的温 度计子程序用于采集数据．而当前的程序用于显示温度曲线．并在前 面板上设定测量次数和每次测量间隔的延时；再创建一个新VI程序，进行温度测量，并把结果在波形图表上显示：利用新创建的VI程序．再输入新的字符串；据采集过程中。实时地显示数据；当采集 过程结束后，在图表上画出数据波形．并算出最大值、最小值和平 均值(此处只使用摄氏温度单位)：修改TemperatureAnalysis．VI DemoReadVohageVI程序以检测温度是否超出范围．当温度超出上限(High Limit)时，前面板上的LED点亮，并且有一个蜂鸣器发声。5、设计过程 创建一个VI程序模拟温度测量假设传感器输出电压与温度成 正比。例如．当温度为70时，传感器输出电压为0．7V。本程序也

温度数据采集系统

第三章 系统硬件设计温度数据采集系统和接收显示硬件电路主要包含温度数据采集、发送、接收和显示等模块，温度数据采集采用数字式温度传感器 DS18B20，数据的发送和接收采用无线数据收 发模块PTR2000，整个系统采用单片机STC89C52进行各模块的协调控制，下面对各个模块进行介绍。 3.1 数字温度传感器DS18B20 3.1.1 DS18B20 的性能特点 DS18B20 是由 DALLAS 半导体公司生产的单线型智能数字温度传感器，是新一代适配微处理器的智能温度传感器，广泛应用于工业、农业等领域，具有体积小、接口方便和传输距离远的特点，在一根通信线上可以挂很多个 DS18B20，很方便。具有以下特点：（1）具有独特的 1-Wire 接口，只需要一个端口引脚就可以进行通信；（2）具备多节点能力，能够简化分布式温度检测应用中的设计；（3）不需要外部元件； （4）可以直接从数据线供电，电源电压范围在 3～5.5V ；（5）在待机状态下可以不消耗电源电量；（6）测量温度范围在-55～+125℃；（7）在-10～+85℃时测量精度在±0.5℃；（8）可以用程序设定 9～12 位分辨率；（9）用户可根据需要定义温度的上下限报警设置。DS18B203 脚封装的管脚排列图如图 3.1.1 所示。、管路敷设技术通过管线敷设技术不仅可以解决吊顶层配置不规范高中资料试卷问题，而且可保障各类管路习题到位。在管路敷设过程中，要加强看护关于管路高中资料试卷连接管口处理高中资料试卷弯扁度固定盒位置保护层防腐跨接地线弯曲半径标高等，要求技术交底。管线敷设技术中包含线槽、管架等多项方式，为解决高中语文电气课件中管壁薄、接口不严等问题，合理利用管线敷设技术。线缆敷设原则：在分线盒处，当不同电压回路交叉时，应采用金属隔板进行隔开处理；同一线槽内，强电回路须同时切断习题电源，线缆敷设完毕，要进行检查和检测处理。、电气课件中调试对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料试卷相互作用与相互关系，根据生产工艺高中资料试卷要求，对电气设备进行空载与带负荷下高中资料试卷调控试验；对设备进行调整使其在正常工况下与过度工作下都可以正常工作；对于继电保护进行整核对定值，审核与校对图纸，编写复杂设备与装置高中资料试卷调试方案，编写重要设备高中资料试卷试验方案以及系统启动方案；对整套启动过程中高中资料试卷电气设备进行调试工作并且进行过关运行高中资料试卷技术指导。对于调试过程中高中资料试卷技术问题，作为调试人员，需要在事前掌握图纸资料、设备制造厂家出具高中资料试卷试验报告与相关技术资料，并且了解现场设备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。 、电气设备调试高中资料试卷技术电力保护装置调试技术，电力保护高中资料试卷配置技术是指机组在进行继电保护高中资料试卷总体配置时，需要在最大限度内来确保机组高中资料试卷安全，并且尽可能地缩小故障高中资料试卷破坏范围，或者对某些异常高中资料试卷工况进行自动处理，尤其要避免错误高中资料试卷保护装置动作，并且拒绝动作，来避免不必要高中资料试卷突然停机。因此，电力高中资料试卷保护装置调试技术，要求电力保护装置做到准确灵活。对于差动保护装置高中资料试卷调试技术是指发电机一变压器组在发生内部故障时，需要进行外部电源高中资料试卷切除从而采用高中资料试卷主要保护装置。

单片机温度采集显示系统设计

课程设计 课程名称：微机原理与接口技术课程设计题目名称：温度采集显示系统 学生学院 专业班级 学号 学生姓名 指导教师

一、设计题目 温度采集系统 二、设计任务和要求 功能要求： （1）温度测量范围 0 - 99℃。 （2）温度分辨率±1℃。 （3）选择合适的温度传感器。 （4）使用键盘输入温度的最高点和最低点，温度超出范围时候报警。（报警温度不需要保存） 要求完成的内容： （1）系统硬件设计，并用电子CAD软件绘制出原理图， （2）给出流程图，编写并调试程序。 （3）撰写设计报告。 三、原理电路图和设计程序 1、方案比较 （1）、系统总体方案设计 总体框架图如图1示，软件流程图如图示

①该温度控制系统的设计包括硬件设计和软件设计两大部分，结合实际情况，该系统应具备如下功能： A、实时采集温度； B、显示温度； C、串行传送数据； D、控制外设；

②系统硬件设计 系统的硬件设计部分主要由以下几部分组成： A、单片机最小系统； B、温度采集模块； C、温度显示模块； D、串行通信模块； E、报警电路； 图2 软件流程图 （2）、方案比较 方案一采用8031作为控制核心,以使用最为普遍的器件ADC0809作模数转换,控制上使用对电阻丝加电使其升温和开动风扇使其降温。此方案简易可行,器件的价格便宜,但8031内部没有程序存储器,需要扩展,增加了电路的复杂性,且ADC0809是8位的模数转换,不能满足本题目的精度要求。 方案二采用比较流行的AT89S51作为电路的控制核心, AT89S52不但与8051，8052 指令，管脚完全兼容，而且其片内的程序存储器采用FLASH 工艺，用户可以用电的方式瞬间擦除、改写。AT89S52 单片机还支持在线编程，用户通过简单的电路连接就可以将电脑里的程序下载到单片机中，减少调试程序时不断拆卸和插入给芯片带来的损坏。此外AT89S52 单片机有8 KB的程序存储器和256 B 的数据存储器，不需外部扩展存储芯片，可以降低硬件电路的复杂度。此方案电路简单并且可以满足题目中的各项要求的精度。

四路温度采集系统系统

四路温度采集系统的设计 【内容摘要】本文主要研究的是基于AT89S51单片机作为系统的温度显示以及设定双路温度报警系统的设计。此系统硬件电路主要包括5部分：AT89S51单片机最小系统电路部分和复位电路部分，LCD1602液晶显示电路部分，4个DS18B20作为温度检测部分，以及电源电路部分。 本系统采用C语言进行编写程序，为了便于阅读和修改，软件采用模块化结构设计，使程序间的逻辑层次更加简明。 【关键词】四路温度采集系统系统；DS18B20；LCD1602液晶显示；AT89S51单片机 1 引言 四路温度采集系统系统不仅是工业上的宠儿，也是是单片机实验中一个很常用的题目。因为它的有很好的开放性和可发挥性，因此对作者的要求比较高，不仅考察了对单片机的掌握能力更加强调了对单片机扩展的应用。而且在操作的设计上要力求简洁，功能上尽量齐全，显示界面也要出色。所以，双路温度报警系统无论作为比赛题目还是练习题目都是很有价值。 本文介绍一种基于 AT89C2051 单片机的一种温度测量,该电路DS18B20 作为温度监测元件,测量范围-55℃-～+125℃,使用LCD1602液晶显示模块显示,能通过键盘设置温度报警上下限.正文着重给出了软硬件系统的各部分电路,介绍了集成温度传感器 DS18B20 的原理,AT89C2051 单片机功能和应用.该电路设计新颖,功能强大,结构简单。 2双路温度报警系统系统简介及其作用综述 首先，由DS18B20温度传感器芯片测量当前温度，并将结果送入单片机。然后，通过AT89C51单片机芯片对送入的测量温度读数进行计算和转换，并将此结果送入液晶显示模块。最后，LCD 1602模块将送来的四路温度值值显示于显示屏上。

8通道温度数据采集系统

8通道温度数据采集系统 一、设计题目与要求： 设计一个8通道温度数据采集系统，系统误差小于1%；其中4路测量范围0-200?C ，选用Pt100热电阻；另4路测量范围0-600?C ，选用K 分度热电偶。 二、设计过程： 1、画出系统组成框图； 2、完成硬、软件功能分配和完成芯片选型； （1）运算放大器采用单电源,低功耗,精密四运算放大器MAX479 （2）AD 转换芯片采用带有8位A/D 转换器、8路多路开关的ADC0809 （3）硬件主要的功能是把采集到的温度信号转换成电信号，再经过运算放大器放大信号，传递给AD 转换芯片把模拟信号转换成数字信号，最后传给单片机处理信号并显示温度。 （4）软件主要的功能是对ADC0809 AD 转换芯片控制读取数据，读到单片机里对数据的处理转换成对应的温度值并显示。 3、ADC0809原理和应用： ADC0809由一个8路模拟开关、一个地址锁存与译码器、一个A/D 转换器和一个三态输出锁存器组成。多路开关可选通8个模拟通道，允许8路模拟量分时输入，共用A/D 转换器进行转换。三态输出锁器用于锁存A/D 转换完的数字量，当OE 端为高电平时，才可以从三态输出锁存器取走转换完的数据。 ADC0809引脚图 IN0－IN7：8条模拟量输入通道 ADC0809对输入模拟量要求：信号单极性，电压 范围是0－5V ，若信号太小，必须进行放大；输 入的模拟量在转换过程中应该保持不变，如若模 拟量变化太快，则需在输入前增加采样保持电路。 地址输入和控制线：4条 ALE 为地址锁存允许输入线，高电平有效。当ALE 线为高电平时，地址锁存与译码器将A ，B ，C 三条地址线的地址信号进行锁存，经译码后被选 中的通道的模拟量进转换器进行转换。A ，B 和C 为地址输入线，用于选通IN0－IN7上的一路模 拟量输入。 数字量输出及控制线：11条 ST 为转换启动信号。当ST 上跳沿时，所有内部

温湿度采集系统设计

目录 第1章设计意义及要求 (1) 1.1 设计意义 (1) 1.2 设计要求 (1) 第2章硬件设计 (2) 2.1 AT89S52芯片介绍 (2) 2.2 液晶显示器LCD1602 (3) 2.2.1 液晶显示原理 (3) 2.2.2 液晶显示器分类 (3) 2.2.3 显示原理 (3) 2.2.4 LCD1602的基本参数及引脚功能 (4) 2.3 温湿度模块DHT11介绍 (6) 2.3.1 DHT11概述 (6) 2.3.2 DHT11传感特性说明 (7) 2.3.3 DHT11封装信息 (8) 2.3.4 串行接口(单线双向) (8) 第3章设计实现 (11) 3.1 设计框图及流程 (11) 3.2 设计结果及分析 (11) 第4章设计总结 (13) 参考文献 (14) 附录 (15)

第1章设计意义及要求 1.1 设计意义 最近几年来，随着科技的飞速发展，单片机领域正在不断的走向社会各个角落，还带动传统控制检测日新月异更新。在实时运作和自动控制的单片机应用到系统中，单片机如今是作为一个核心部件来使用，仅掌握单片机方面知识是不够的，还应根据其具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。 现代社会越来越多的场所会涉及到温度与湿度并将其显示。由于温度与湿度不管是从物理量本身还是在实际人们的生活中都有着密切的关系，例如：冬天温度为18至25℃，湿度为30%至80%；夏天温度为23至28℃，湿度为30%至60%。在此范围内感到舒适的人占95%以上。在装有空调的室内，室温为19至24℃，湿度为40%至50%时，人会感到最舒适。如果考虑到温、湿度对人思维活动的影响，最适宜的室温度应是工作效率高。18℃，湿度应是40%至60%，此时，人的精神状态好，思维最敏捷。所以，本课程设计就是通过单片机驱动LCD1602，液晶显示温湿度，通过此设计，可以发现本设计有一定的扩展性，而且可以作为其他有关设计的基础。如何高效、稳定地对数据（包括温度、湿度光线、压力等项目）进行实时采集对于现代的企业、工厂、研究所等对数据精度要求较高的单位具有非常重要的意义。 1.2 设计要求 本系统设计采用温度和湿度作为采集对象，是以单片机为核心的温度、湿度采集、数字显示系统，用液晶显示出当前温度、湿度的信息。以此了解AT89S52芯片为核心外接温度传感器和湿度传感器模块在液晶显示屏上显示当前的温度和湿度的过程。

基于单片机的多通道的温度数据采集系统

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进行放大、滤波、采样保持等分步处理之后，输入到A／D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 S ince the wide range of data acquisition system, which involves the measurement signal and the type of signal source more and 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 issues．It 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 and communications, Data transmission and display of data stored on the PC．Single completed the multi-channel data acquisition system design and implementation. Based on SCM′s multi-channel data acquisition system is adopted will come from the sensor signal amplification, linear filtering, After processing 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 wide range of features. can be widely used in industrial control equipment, instruments, and electrical engineering integration, intelligent home and many other fields． Key words Multi-channel Data Acquisition Microcontroller

温度采集系统原理

1.现有16路温度信号，16路压力信号，48路流量信号和10路物位信号，用单片机构成一个数据采集系统。

答：系统的原理框图如上图所示，图中的T1表示第一路温度信号，同理，P16表示第16路压力信号，F48表示第48路流量信号，H10表示第10路物位信号。 （1）由于温度信号的温度范围是0~100度，系统要求的精度为0.5％，所以对于温度信号采用8位的A/D即可满足要求（100/255=0.4度）。系统使用的是ADC0809,由于ADC0809内部含有多路开关，所以系统设计时，在外部没有添加多路开关，16路温度信号运用两片ADC0809，正好能采集16路温度信号。 （2）16路压力信号的精度要求是精确到0.1％，8位的AD已不能满足要求，假如所测的最大压力为1个大气压， 如果用8位AD，则其分辨率为100000/255=392,而使用16位AD其分辨率为100000/65535=1.5，所以选 用16路AD较为精确。系统使用的是AD7701(相关资料请见本次作业第二题)，AD7701内部不含多路开关，所以要外接多路开关，系统中使用的多路开关是CD4067B，CD4067B是16通道双向多路模拟开关，它具有两种电源输入端，VDD和VSS，可以在-0.5~18V之间进行选择。 （3）48路流量信号的精度要求是精确到0.1％，同压力信号一样，8位AD不能满足精度要求，故采用16位AD,系统中采用的还是AD7701。由于流量信号对采集的速度要求不是很高，所以采用多通道共用放大器，采样保持器和AD转换器。48路流量信号可以用3片CD4067B进行切换，由多路开关轮流采集流量信号，经放大器，采样保持器和AD转换进入单片机。 （4）10物位信号的精度要求同温度信号，其精度要求是精确到0.5％，所以采用8位的AD7574, 与ADC0809不同的是其内部不含多路开关，10信号如使用两片多路开关，则增加了系统的复杂度，所以采用一片CD4067B 即可。AD7574采用CMOS工艺，单片行，含有内部时钟振荡器，+5V供电，芯片内部设有比较器和控制逻辑，以及功耗低，转换速度快的逐次逼近型A/D转换器。 2．选一串行的16位ADC。 答：所选的AD7701可变串行接口、16位模／数转换器，以下是相关资料。 AD7701是美国AD公司推出的16位电荷平衡式A／D转换器它具有分辨率高、线性度好、功耗低等特点，并且由于该芯片采用了采样技术和线性兼容CMOS工艺集成技术，且片内含有自校准控制电路，可以有效地消除内部电路、外部电路的失调误差和增益误差G，AD7701具有灵活的串行输出模式，其转换结果通过串行接口输出，数据输出速率达4kbps。串行接口有异步方式、内时钟同步方式和外时钟同步方式三种：：异步方式可以直接与通用异步接收／发送器(UART)接口；内时钟同步方式可将串行转换结果经移位寄存器转换为并行输出；外时钟同步方式可以连接与单片机接口。所以它具有精度高、成本低、工作温度范围宽、抗干扰能力强等特点。因此适用于遥控检测、过程 (1)主要性能: ．AD7701芯片内含有自校准电路 ．片内有可编程低通滤波器； ．拐点频率；0．1Hz一10HZ ．可变串行接口：分辨率16位； ．线性误差：0．0015％： ·功耗低。正常状态：40mW；睡眠状态：10uW。 (2)芯片引肿图和引脚说明: AD770I的核心部分是二阶调制器和6阶高斯低通数字滤波器 构成的16位ADC，另外有校准控制器、校准SRAM、时钟发 生器和串行接口电路。AD7701芯片的引脚名称和说明如下。 MODE：串行接口方式选择。AD7701 方式。 当MODE接十5v时，串行接口工作在内时钟同步方式。AD7701可以通过外部移位寄存器将串行数据转换为并行数据输出。 当引脚MODE接DGND时，AD7701串行接口工作于外时钟同步方式。在这种方式下，AD7701能直接与具有同步串行接口的单片机连接，也可以利用普通I／O端口，通过软件编程产生SCLK时钟以读取AD770I的转换数据。 当引脚MODE接一5V时，AD7701串行接口工作于异步方式。在这种工作方式下， AD7701可以直接与通用异步接收发送器(UART)相连接，适用于AD7701与单片机(或微控制器)之间的距离比较远的应