温度采集系统课程设计

课程设计(综合实验)报告

( 2012-- 2013 年度第 1 学期)

名 称： 智能仪器设计 题 目：8通道温度数据采集系统 院 系： 自动化系 班 级： 测控 学 号： 学生姓名： 指导教师： 设计周数：

成 绩：

日期： 2012 年 12 月

摘 要

本课程设计是以51系列单片机为核心设计的温度采集系统。通过Pt100热电阻和K分度热电偶对实时的温度采集，经过单片机处理将信号通过串口上传至计算机，从而计算机显示屏读出实时温度，通过对单片机的设置达到所要求的性能。

主要做了如下几方面的工作：一是确定系统的的总设计方案，给出系统设计框图。二是硬件设计，采用模块设计方法。三是进行画PCB，进行PCB设计。

关键词：51系列单片机；K分度热电偶；Pt100热电偶；ADC0809

2

课题要求：8通道温度数据采集系统

设计一个8通道温度数据采集系

一．概述

温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关，因此温度控制是生产自动化的重要任务。对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制，所采用的加热方式，燃料，控制方案也有所不同。本设计的控制对象为一电加热炉，输入为加在电阻丝两断的电压，输出为电加热炉内的温度。输入和输出的传递函数为：G(s)=2/(s(s+1))。控温范围为100~500℃，利用PID控制算法进行温度控制。

二．温度控制系统的组成框图

采用典型的反馈式温度控制系统，组成部分见下图。其中数字控制器的功能由单片机控制实现。

图1..1温度控制系统的组成框图

三．温度控制系统结构图及总述

图1.2温度控制系统结构图

图中由4~20mA变送器，I/V，A/D转换器构成输入通道，用于采集炉内的温度信号。其中，变送器选用XTR101，它将热电偶信号（温度信号）变为4~20mA电流输出，再由高精密电流/电压变换器RCV420将4~20mA电流信号变为0~5V标准电压信号，以供A/D转换用。转换后的数字信号送入AT89C51单片机中与与

炉温的给定值进行比较，即可得到实际炉温和给定炉温的偏差，其偏差被PID程序计算出输出控制量。由AT89C51输出电信号送至SC

无线温度采集系统设计

1原理

无线温度采集系统是一种基于射频技术的无线温度检测装置。本系统由传感器和接收机，以及显示芯片组成。传感器部分由数字温度传感器芯片18B20，单片机89S52，低功耗射频传输单元NRF905和天线等组成，传感器采用电源供电；接收机无线接收来自传感器的温度数据，经过处理、保存后在LCD1602上显示，所存储的温度数据可以通过串行口连接射频装置与接收端 进行交换。

无线温度的采集主要基于单线数字温度传感器DS18B20芯片。Dallas 半导体公司的单线数字温度传感器DS18B20是世界上第一片支持 “一线总线”接口的温度传感器。一线总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。DS18B20支持“一线总线”接口，测量温度范围为 -55°C~+125°C，在-10~+85°C范围内,精度为±0.5°C。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性，适合于恶劣环境的现场温度测量，支持3V~5.5V的电压范围， DS18B20可以程序设定9~12位的分辨率，精度为±0.5°C。

数字单总线温度传感器是目前最新的测温器件，它集温度测量，A/D转换于一体，具有单总线结构

无线温度采集系统设计

1原理

无线温度采集系统是一种基于射频技术的无线温度检测装置。本系统由传感器和接收机，以及显示芯片组成。传感器部分由数字温度传感器芯片18B20，单片机89S52，低功耗射频传输单元NRF905和天线等组成，传感器采用电源供电；接收机无线接收来自传感器的温度数据，经过处理、保存后在LCD1602上显示，所存储的温度数据可以通过串行口连接射频装置与接收端 进行交换。

无线温度的采集主要基于单线数字温度传感器DS18B20芯片。Dallas 半导体公司的单线数字温度传感器DS18B20是世界上第一片支持 “一线总线”接口的温度传感器。一线总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。DS18B20支持“一线总线”接口，测量温度范围为 -55°C~+125°C，在-10~+85°C范围内,精度为±0.5°C。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性，适合于恶劣环境的现场温度测量，支持3V~5.5V的电压范围， DS18B20可以程序设定9~12位的分辨率，精度为±0.5°C。

数字单总线温度传感器是目前最新的测温器件，它集温度测量，A/D转换于一体，具有单总线结构

程 设 计 报 告

（ 2010 —2011 年度 第 2学期 ）

题 目：基于DS18B20的多点温度测量系统 院 系： 姓 名：

学 号：

专 业： 指导老师： 2011年 5 月 22 日

课

1

一、设计任务及要求 设计任务： 设计一个基于DS18B20的多点温度测量系统。 要 求： 1）测量点为多点（做2点）； ?2）测量的温度范围为?40~?40C; ?3）测量的精度在?0.5C; 4)系统响应时间为1s； 5）数据传输方式：采用串行数据传送的方式。 2011年 5 月 22 日

2

目 录

1设计要求………………………………………………………………………… 2设计的作用、目的……………………………………………………………… 3设计的具体实现…………………………………………………………………. 3.1系统概述…………………………………………………………………

程 设 计 报 告

（ 2010 —2011 年度 第 2学期 ）

题 目：基于DS18B20的多点温度测量系统 院 系： 姓 名：

学 号：

专 业： 指导老师： 2011年 5 月 22 日

课

1

一、设计任务及要求 设计任务： 设计一个基于DS18B20的多点温度测量系统。 要 求： 1）测量点为多点（做2点）； ?2）测量的温度范围为?40~?40C; ?3）测量的精度在?0.5C; 4)系统响应时间为1s； 5）数据传输方式：采用串行数据传送的方式。 2011年 5 月 22 日

2

目 录

1设计要求………………………………………………………………………… 2设计的作用、目的……………………………………………………………… 3设计的具体实现…………………………………………………………………. 3.1系统概述…………………………………………………………………

XX大学 学 士 学 位 论 文

温度数据采集系统设计

院系名称： 专 业： 电子信息 学生姓名： 学 号： 指导老师：

XX大学学位委员会办公室制

二〇一 年 月 日

摘 要

随着社会的进步和工业技术的发展，人们越来越重视温度因素，许多产品对温度范围要求严格，而目前市场上普遍存在的温度检测仪器大都是单点测量，同时还有温度信息传递不及时、精度不够的缺点，不利于工业控制者根据温度变化及时做出决定。在这样的形式下，开发一种能够同时测量多点，并且实时性高、精度高，能够综合处理多点温度信息的测量系统就很有必要。

本课题以AT89C51单片机系统为核心，能对多点的温度进行实时巡检。各检测单元（从机）能独立完成各自功能，同时能够根据主控机的指令对温度进行定时采集，测量结果不仅能在本地显示，而且可以利用单片机串行口，通过RS-485总线及通信协议将采集的数据传送到主控机，进行进一步的存档、处理。主控机负责

皖 西 学 院

课程设计任务书

系 别： 专 业： 学 生 姓 名： 课程设计题目： 起 迄 日 期: 课程设计地点: 指 导 教 师:

机电学院 电气自动化 学 号：

温度信号采集与显示设计 12月24日 ~ 1月4日 计算机机房/机电系EDA实验分室

张斌

下达任务书日期: 12年12月21日

课 程 设 计 任 务 书

1．本次课程设计应达到的目的： 通过设计使学生： 1．掌握利用ADC0809、定时器、8255及其适当的外围电路实现温度的采集以及利用四位LED显示功能的方法。 2．进一步掌握ADC0809的功能特点、工作原理和正确使用方法。 3．进一步了解外围器接口的基本原理与使用技术。 2．本课程设计课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术参数、设计要求等）： 利用外接ADC0809及其适当的外围电路实现温度的采集，具体要求如下： 1、利用ADC0809及其适当的外围电路实现每隔10ms完成对温度采集一次。 2、采集结果在四位LED数码管上显示出来，数据范围为：0～255。 4、画硬件连接图，编写相应的控制程序； 5、撰写设计报告、调试报告、设计心得。

课 程 设 计 任 务 书

3．对

毕 业 设 计 (论 文)

题 目：院 系：专 业：班 级：姓 名：学 号：指导教师：

无线温度湿度采集系统的设计

II

无线温度湿度采集系统的设计

【摘要】随着工业农业等相关产业的不断发展，温度和湿度的测量在实际生活中的应用越来越广泛。如现代温室大棚，酿造酒类，微生物发酵，药物制造等方面均对温度湿度的要求严格。本设计为一个无线温湿度采集系统。以STC89S52为主要芯片，利用数字式温湿度传感器DHT11采集温湿度，把收集到的数据传给单片机STC89S52，再用无线发射模块Nrf24l01将经过处理的数据发射出去。单片机通过模拟SPI口跟NRF24L01之间传送数据。同时，NRF24L01具有接收功能，接收模块的NRF24L01将接收到的数据传给STC89S52，最后用数字显示屏LCD1602将经过单片机处理后的数据显示出来。

【关键词】STC89S52 数据处理 温度 湿度

I

Design of wireless temperature humidity acquisition system

【Abstract】With the continuous development of indu

温度数据无线传输系统

摘要

本课题主要介绍AT89C51单片机与DS18B20数字温度传感器的多点温度测量系统。该系统利用AT89C51单片机分别采集各个温度点的温度，实现温度显示、报警等功能。该系统具有硬件组成简单、多点温度检测、读数方便、精度高、测温范围广等特点。在实际生活中得到了广泛的运用。它以AT89C51单片机为主控制芯片，采用数字温度传感器DS18B20实现多点温度检测。检测精度可以达到0.5°C。该系统采用了 nRF905为无线传输芯片。液晶为显示模块。能形象直观的显示出各个点的温度。

关键词：数字温度传感器、AT89C51、温度采集。

1 绪论

1.1 课题的背景和来源

无线通信在野外机动设备或人们不方便到达的现场的地方得到了越来越广泛的应用，如高空或者边远地区的无人气象探测、交通运输管理、野战军事装备、野外无人值守的采油井都是其典型应用。其中的微功率短距离无线通信技术，近几年来更得到了迅速发展。有很多厂商推出了各种专用芯片射频收发器。再加上微控制器和少量外围期间就可以构成专用或通用的无限通信模块。通常射频芯片采用GFSK(高斯频移键控)调制方式，通信模块包含简单同名的数据传输协议或使用简单的加密协议，这样，用户不必对无线通