基于Proteus的多路温度测控系统设计Word下载.docx
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二〇一四年六月四日
摘要
在工、农业生产和日常生活中,对温度的测量及控制占据着极其重要地位。
在消防电气的非破坏性温度检测,电力、电讯设备之过热故障预知检测,空调系统的温度检测,各类运输工具之组件的过热检测,保全与监视系统之应用,医疗与健诊的温度测试,化工、机械…等设备温度过热检测,温度检测系统都应用的十分广泛。
本文设计的多通道温度检测系统是通过Proteus仿真,利用单片机AT89C52单片机作控制器,采用数字式传感器DS18B20进行温度测量,实现多地点的温度实时检测并通过LCD显示器件显示温度的功能,能方便地应用于各种温度检测场合。
本设计采用DS18B20和AT89C52单片机研制了一种温度测控系统。
关键词:
单片机;
LCD;
DS18B20;
温度
ABSTRACT
Intheindustrialandagriculturalproductionanddailylife,therighttemperaturemeasurementandcontroloccupyaveryimportantposition.Inthefiretemperaturedetectionnon-destructiveelectrical,power,telecommunicationequipmentfailurestopredictoverheatingdetection,air-conditioningsystem,temperaturemeasurement,allkindsofmeansoftransportofthecomponentsoverheatingdetection,securityandsurveillancesystemapplications,thetemperatureofmedicalandhealthconsultationtesting,chemical,andmechanicalequipmentsuchastemperatureoverheat...detection,temperaturedetectionsystemshaveawiderangeofapplications.
Thisdesignofmulti-channeltemperaturemeasurementsystemisthroughproteussimulation,usingmicrocontrollerAT89C52microcomputerasthecontroller,usingdigitalsensorDS18B20fortemperaturemeasurement,thetemperatureofmulti-locationreal-timedetectionandthroughLCDdisplaydevicedisplaysthetemperaturefunctioncanbeeasilyusedinvarioustemperaturedetectionoccasions.ThisdesignusesDS18B20andAT89C51microcontrollerdevelopedatemperaturecircuitdetectionsystem.
Keywords:
SCM;
Temperature
1前言
1.1课题背景及意义
温度与人们的生活环境以及工作环境拥有密不可分的关系,不管是在工业生产还是在农业生产当中,都需要实时的对温度进行检测,所以研究如何测量温度的大小和如何对温度进行检测的控制系统研究,就有特别重要的意义。
温度传感器对于温度测量的十分关键,温度传感器研发现在已经是信息技术发展的前端产品,同时现在温度传感器的应用技术,在世界的很多领域都已经得到了十分广泛的应用,也可以说其在社会的各个领域都已经有所渗透了。
目前来说实现温度控制有很多方法可供选择,但是选择用单片机系统来进行对环境温度的测量,实现对测控对象温度的控制,整个系统的灵活性和可靠性比较高,而且精度也比其它方式要高,方法的实现过程简单方便。
温度的自动检测有多种方法可以成功实现。
单片机AT89C52作为系统控制器来实现多点的实时温度测量的检测系统,由DS18B20传感器来完成4路温度的实时测量,实现不同地点的多温度实时检测,并通过LCD液晶显示器自动循环显示出测得的多路温度。
通过Proteus仿真软件,设计出利用单片机控制的的实时温度测控和警报系统,然后通过与Keil软件的连接用Proteus成功得到仿真结果,本设计具有成本低廉,可靠性好,实时性强等优点。
此外,本设计还包含显示模块,可方便的作为主系统的显示界面进行使用,增加了本系统的应用范围。
在中央空调系统、智能建筑控制系统、冷库等等较大的场合,由于这些系统控制范围庞大,不同的位置数据不一致,需要在不同的位置分别进行温度采集,同时要实时的反应出系统中各测量点的温度。
通过DS18B20温度传感器可以直接把采集到的温度值转化为数字信号同时传送给单片机处理,这样可以简化电路,并且DS18B20可以用数据线进行供电,可以很方便的测得温度。
1.2国内外研究现状
近几年以来由于计算机技术的进步国外在温度传感器发展迅猛,在此研究领域里取得了相当大的成就。
现代工艺要求对于实时温度的监测和控制不断增多,且需要达到的精度也越来越高。
所以温度控制系统得到越来越多的人的重视,应用范围也持续的增加。
温度控制由于不同的生产情况和工艺要求有着各种各样的要求,因此对温度的控制采用的方式也要根据实际情况而采取不同的方式。
温度控制的燃料有煤气、天然气、电等,像加热炉等温度控制工艺主要应用于机械、化工等方面。
以达到对温度的比较、控制。
单片机发展迅速,尤其是现在对温度控制的要求越的来越精密,单片机进行温度控制的质量要求越来越高。
由于生产工艺和设计能力的不断提高,单片机也在向着更高集成化、更多位多功能,更强化处理控制问题的能力、更快的运算速度、更低的成本,更少的功耗、更兼容开发和更加完美的的软件固有化的方向发展。
随着社会的进步和生产的需要,利用无线通信进行温度数据采集的方式已经渗透到社会生活生产的每一个角落,温度测量的准确度在影响生产效益的同时也在逐步得到社会的重视。
由于微型计算机技术的快速发展,单片机的性能不断改善,大大加快了国内外温度测量控制仪的研制进程。
和多种芯片组合而成的微型计算机相比,单片机具有体积小、功耗低、价格便宜等优点,利用单片机开发的各类微型化产品,开发周期短、成本低廉。
现还存在一些缺陷,导致在湿度测量方面达不到更高的精度。
温度本身就是仓储、气象、科研、国防和工农业生产等方面十分重要的环境参数,对其进行精确、准确的测量具有重要的意义。
1.3设计要求及方案
多路智能温度测控系统就是一种检测控制系统,能同时检测多个位置的温度,并将温度显示在LCD显示器上。
同时系统还设置了一个标准温度值,当某一个位置的温度超过该指标温度是,相应位置的过温报警指示灯将会进行点亮闪烁。
系统要求能够同时显示4路温度检测到的实时数值,能对测量对象温度状态进行监控;
当某几个测量对象出现温度高于设置的标准温度时,可以进行过温指示报警;
并将4路检测对象的实时温度显示在LCD显示屏的合适的位置,先设置合适的显示坐标,然后在调用LCD显示子程序将转换好格式的温度值显示出来。
同时用C语言编写好该测温系统的运行程序,并通过Keil软件进行编译生成.hex文件,然后利用Proteus软件进行仿真,验证系统设计的正确行性和可行性。
最终当仿真成功后,利用实验室设备制作出产品。
下图为本次系统设计的总体框图,由图可知本系统主要包括由DS18B20组成的多路温度测控系统,LCD液晶显示电路和温度报警指示电路组成。
图1.1系统设计总体框图
本温度检测系统的设计,他的读数非常方便,温度检测的结果很准确,而且是被测得到的温度数据技术性指标,得到了很大的提高,从而能够是产品的质量和数量得到很大程度提高,他的温度输出使用数字式显示,主要用在对温度检测要求比较准确的地方,或实在科研实验室里面使用,温度测量传感器使用的是DS18B20,使用LCD可以实现串口传送数据的目的,从而实现温度的显示,从而使其能准确的满足以上的要求。
2开发工具简介
2.1Proteus软件
Proteus电路仿真软件是由英国Labcenter电子公司开发的EDA工具软件,它的使用的范围非常的广泛,到目前为止已经发展了数十年的时间了。
Proteus出现具有重要历史意义的功能是,能够使电路互动的仿真,同时可以直接在仿真电路上加载编译生成的hex文件,也可以实现Proteus和Keil联调仿真的功能,直接在原理图的虚拟原型上进行编程,实现实时调试软件源代码,再配合显示及输出,就可以看到程序单步运行和连续运行的效果。
而且配合的系统配置虚拟仪器多种多样,比如示波器、IIC调试器、信号发生器、逻辑分析仪等,可以说Proteus建立了一个完备的仿真开发环境。
2.1.1Proteus界面介绍
(1)工作界面
图2.1ProteusISIS的工作界面
(2)主菜单
PROTEUS包括File、Edit、View等12个菜单栏,如图2.2所示。
每个菜单栏又有自己的菜单,PROTEUS的菜单栏完全符合WINDOWS操作风格。
图2.2ProteusISIS的菜单栏
(3)工具栏
工具栏包括菜单栏下面的标准工具栏和图2.1左边的绘图工具栏,标准工具栏的内容与菜单栏的内容一一对应,绘图工具栏有丰富的操作工具,选择不同的按纽会得到不同的工具。
2.1.2大功能模块概述
1.智能原理图设计(ISIS)
2.完善的电路仿真功能
3.单片机协同仿真功能
4.实用的PCB设计平台
适合多种通用的微控制器的仿真。
支持的交互装置模型:
LED和LCD显示、RS232终端、通用键盘、IIC、SPI等器件;
调试工具功能特别强大,其中包含有寄存器和存储器、断点、单步模式、IARC-SPY和KeiluVision3等功能的源层调试;
DLL界面特殊模式的应用,同时提供相关组件里的全部文件。
支持最新版的丰富的仿真元件约7000多种类,此外还有第三方模型很多种。
2.1.3ISIS智能原理图输入系统
(1)选择ISIS即可进入原理智能输入系统,图6.1.1
图2.3进入Proteus图
ISIS是Proteus系统的中心,它不仅仅是一个图表库。
不管用户的要求是快速完成复杂设计的仿真及PCB设计,还是设计精美的原理图以供出版,ISIS都能够完美地实现。
ISIS提供给用户图形外观包含线宽、填充类型、字符等的全部控制,使用户可生成精美的原理图,远员超过过CAD软件绘制出的稀薄的线条。
画完图能以图形文件输出,或者复制到剪切板以便其他文件使用。
这就使得ISIS成为制作技术文件,学术论文,项目报告的理想工具,也是PCB设计的一个出色的前端。
2.2Keil软件简介
Keil是由KeilSoftware公司发布的软件开发系统。
本设计采用开发软件KeiluVision4作为该测温系统的程序代码的编译软件。
此软件开发系统能够很好地兼容51系列的所有单片机,可
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