数字式多路温度采集系统论文.docx
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数字式多路温度采集系统论文
山东省
大学生电子设计竞赛论文
编号
题目数字式多路温度采集系统
学生姓名李东、刘平、柴强
专业06电子信息工程应用物理学
指导教师张福安、葛汝明、范海涛、董文慧
二OO七年五月一日
多路温度数据采集系统
目录
1摘要、关键词………………………………………………………………2
2设计要求……………………………………………………………………3
3系统方案……………………………………………………………………3
3.1系统总体方案…………………………………………………………3
3.2方案论证…………………………………………………………………3
4系统硬件设计………………………………………………………………4
4.161板电路设计……………………………………………………………4
4.2传感器DS18B20的工作原理电路图……………………………………5
4.3按键和显示电路…………………………………………………………5
4.4键盘显示模块电路图……………………………………………………5
5系统软件设计………………………………………………………………6
5.1软件结构…………………………………………………………………6
5.2软件总体设计……………………………………………………………6
5.3子程序设计………………………………………………………………8
6.多路温度数据采集系统的测试……………………………………………12
7结论与答谢词………………………………………………………………12
8考文献………………………………………………………………………13
1.摘要:
在日常生活和工业控制过程中,经常需要进行多路温度测量,并对温度的结果进行分析,以做出相应的处理。
本方案利用SOCE061A单片机作为核心控制器,通过两个DS18B20器件实现两路温度的实时采集和显示,且可以设置温度值,实现超温报警功能。
关键词:
SPCE061A、DS18B20、LED键盘模组
英文解释:
Inthedailylifeandintheindustrycontrolledprocess,frequentlyneedstocarryonthemulti-spotstemperaturesurvey,andcarriesontheanalysistothetemperatureresult,makescorrespondingprocessing.ThisplanusingtheSPCE061Amonolithicintegratedcircuittookthecorecontroller,realizestwogroupstemperaturesreal-timegatheringandthedemonstrationthroughtwoDS18B20component,alsomayestablishthetemperaturevalue,realizesultrawarmreportstothepolicethefunction.
2.设计要求:
利用SPCE061A单片机、DS18B20基本要求如下:
1.2路温度的实时采集;
2.温度通过数码管显示,分手动和自动两方式:
自动状态循环显示各通道温度,每隔2秒切换一个通道;手动方式只显示被选择的通道温度;
3.可以为每一个通道设置独立的报警温度;
3.系统方案;
3.1系统总体方案:
系统整体硬件设计如图3.1-1所示,整个系统以SPCE061A为核心,前向通道包括DS18B20传感器输入电路,按键输入电路;后向通道包括:
LED显示电路和语音输入电路。
3.1-1
3.2方案论证:
方案一:
采用现在比较通用的51系列单片机。
51系列单片机的发展以有比较长的时间,应用技术都比较成熟,但此系列单片机是8位机,处理速度不是很快,资源不够充足,而且其最小系统的外围电路都要自己设计和制作,使用起来不是很方便,故不采用。
方案二:
选用凌阳公司的SPCE061单片机。
SPCE061A单片机是16位的处理器,主频可以达到49MHz,速度很快,再加上其方便的ADC接口,非常适合对高频信号进行数字调频,如果对音频信号进行A/D采样,经过数字调频并发射,完全可以实现预设的目的。
结合题目的要求及SPCE061A板的特点,本系统选用凌阳公司的此款单片机。
4.系统硬件设计
4.161板的电路设计
4.1-1
4.2传感器工作原理电路图如下
DS18B20的工作原理电路图
4.3按键和显示电路
按键直接使用61板自带的按键,其电路如下图4.3-1所示,不需要连接硬件即可使用。
4.3-11*3独立按键电路原理图
显示采用6位数码管的其中4位(D1、D4~D6)进行动态显示,电路原理如图4.3-2所示。
在使用时,将a~dp接IOA8~IOA15,DIG接IOB8,DIG4~DIG6接IOB11~13。
4.3-2显示电路原理图
4.4键盘显示模块电路图
LED的使用说明:
LED的使用主要涉及DIG接口(见图)。
8LED(LED1~LED8)采用共阴极设计共阴极即位信号用DIG接口中的DIG7控制,阳极即段信号由SEG接口的A~G、DP控制。
使用时首先将其位信号DIG7设计成有效状态“高”,即选择了该元件,然后将其段信号A~G、DP设置成需要的状态,即选择了显示信号,段信号“高”有效。
相应原理如图。
5.系统软件设计
5.1构如图,图中可以看出各文件之间的调用关系。
下面简要介绍一下各个程序文件的功能:
main.c主程序文件,实现系统的初始化,整个系统的运行控制,键值的处理和语音处理。
Dig.asm数码管显示文件,,包含显示的端口的初始化,显存的刷新,数码管的闪烁等。
Key.asm的初始化、扫描即获取键值。
Hardware.asm语音播放必须的用户接口函数。
ISR.asm的显示刷新、按键扫描、通道的自动切除即语音的解码均通过中断完成。
5.2软件总体设计
5.2-1系统主程序
5.3子程序设计
5.3.1S18B20的初始化如图
5.3.2DS18B20写操作
DS18B20写操作时序如图,SPCE061A单片机对DS18B20的写‘1’操作和写‘0’操作,其程序流程如图
向DS18B20写‘0’程序流程
向DS18B20写‘1’程序流程
5.3.3DS18B20采集温度流程
若想从DS18B20传感器获取温度,必须按照下面的流程
5.3.4按键处理程序
该系统共用到3个按键KEY1、KEY2、KEY3。
按键用于显示方式的切换以及设置报警温度,其服务程序如图
按键处理程序流程
6.多路温度数据采集系统的测试
我们已经能够利用本系统检测2路温度并通过LED键盘显示出来,并且可以设定任一路的报警温度。
若外界气温超过报警温度,则会有相应的语音提示。
7.结论与答谢词:
经过一个星期的奋战,由开始的雾里看花、朦朦胧陇,到后来的水中望月,再到现在的柳暗花明。
其中,有我们的悲伤与痛苦,有我们的喜悦与快乐,因为我们知道我们所经历的是一个全新的学习与实践过程。
学海无涯,我们感到我们掌握的知识实在是太少了;岁月匆匆,我们感到我们正青春年少,还有机会学到更多的知识。
在这次实践中,我们对单片机有了很深的理解,而且能够还学会了应用C语言自己编写程序。
对于焊接61板,我们掌握了电烙铁的使用方法,懂得了各种零件的检查、检测方法,熟悉了各种仪表的使用。
在对硬件电路连接中,我们学会了用各种方法来分析电路及其性能,这样不知不觉之中便把各种知识融入其中。
最后特别要感谢我们的四位老师——张福安老师、葛汝明老师、董文慧老师范海涛老师。
张老师为我们提供了大力的支持,每天早来晚走,全程支持我们的制作。
还有我们的指导老师葛汝明老师、董文慧老师、范海涛老师,给我们耐心的指导。
还要感谢在制作过程中帮助过我们的同学们,没有他们,我们可能会走很多弯路。
还要感谢我们的父母,因为他们在知道我们进行电子设计大赛后,始终在精神上鼓励我们。
可以说他们都是我们最终成功的力量!
8参考文献
1.《61板傻瓜教程》陵阳科技大学计划编著2007.4
2.《C程序设计》谭浩强著2006.8
3.《电子元件的选用与检测问答》工业装备与信息工程出版社2006.1
4.《通用电子元器件的选用与检测》电子工业出版社2006.4
5.SPCE061A实验仪器指导书。
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