基于单片机的多路温度采集控制系统.docx
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基于单片机的多路温度采集控制系统.docx
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基于单片机的多路温度采集控制系统
毕业设计
毕业生姓
名.
专
业.
学
号.
指导教
师•
所属系(部)
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毕业设计评阅书
题目:
基于单片机的多路温度采集控制系统
系专业姓名
设计时间:
评阅意见:
成绩:
指导教师:
(签字)
职务:
200年月日
ill
本文设计是以MCS-51单片机系统为基础的,通过热电阻变送器对热电阻随温度的变化而得到的模拟信号进行采集,连接多路模拟开关实现多路模拟信号的采集,并通过A/D转换器对模拟信号进行数模转换,把转换得到的数字信号按照顺序分别送入单片机或把指定的那路信号送入单片机,通过单片机进行控制操作,通过对单片机的数据存储器的扩展和程序存储器的扩展来提高片内存储器、数据存储器的容量,以便
于在单片机的应用中满足单片机在定时器、中断、串行口等方面的要求;本设计是通
过LED来实现单片机的现实系统的,通过单片机对多路模拟开关的控制进行多选一,把其中一路的信号经过A/D转换器的转换,在通过单片机把采集到的信号送到LED
电路当中进行显示,此设计中LED显示使用的串行接口来显示的,它是通过人的视觉暂留特性,只观赏感觉是连续点亮的;本文通过单片机报警系统来实现热电阻传感器随测量的温度范围200~700摄氏度,若超出这个温度范围则报警。
以单片机为核心完成温度巡测、数据处理•显示及上下限报警功能。
关键字:
A/D转换器;DBW热电阻变送器;单片机;
Abstract
ItisbasedonMCS-51one-chipcomputersystemforthistextnottodesign,isitgathertogoonthroughthermalresistaneechangertoanalogsignalthatthermalresistaneereceivewithchangeoftemperature,joinmanywayanalogswitchrealizemanywaycollectionofanalogsignal,isitcountthroughA/Dconvertertoanalogsignalmouldchangetogoon,Senddigitalsignalreceivedtochangeaccordingtoorderintoone-chipcomputerordesignatedthosedistaneesignalsendintotheone-chipcomputerseparately,carryoncontroloperationthroughone-chipcomputer,isitimprovescenesofmemorystoringdevicetocomethroughdataexpansionandexpansion,procedureofmemoryofmemoryinone-chipcomputer.Capacityofthedatamemory,Sothatthedemandinmeetingtheone-chipcomputerinthetimer,cutsoff,theserialmouthintheapplicationoftheone-chipcomputeretc.;Isitisitrealizerealisticsystemofone-chipcomputertocomethroughLED,isitselectforonemorethroughone-chipcomputercontrolonanalogswitchofmanywaystogoontodesignoriginally,undergoconversion,A/DofconverteramongthemoneNo.ofsignals,sendthroughone-chipcomputersignalgottogatherLEDshowamongthecircuit,designthisLEDserialinterfaceusedtoshowisitshowtocome,ittocutcharacteristicofstayingthroughvisionofpeople,onlyviewandadmireandfeelandlightinsuccession;Thistextrealizes200~700degreesCentigradeoftemperaturerangesthatthethermalresistaneesensormeasureatthesametimethroughthewarningsystemoftheone-chipcomputer,ifbeyondthescopeofthistemperaturetoreporttothepolice.Regardone-chipcomputerasthecoreandfinishtemperatureandpatrolexamining,dataprocessing.Showandthewarningfunctionofupperandlowerlimits.
Keywords:
A/Dconverter;DBWthermalresistaneechanger;anone-chipcomputer
第一篇绪论1
第一章课题背景1
第二章温度检测的意义与技术发展1
第三章课题内容和本人的主要工作2
第四章单片机在本课题的应用2
第二篇多路温度采集显示系统的设计要求与设计方案4
第一章系统设计任务与要求4
第二章系统总体方案的设计4
第三篇主控模块的设计6
第一章8051单片机的特点及引脚6
第二章8051芯片的引脚6
第三章8051单片机的扩展及系统电路8
第四篇信号输入通道与信号采样模块的设计12
第一章A/D芯片的选用及说明12
第一节逐渐逼近式A/D转换器的工作原理12
第二节A/D转换器的性能指标13
第三节典型的A/D转换芯片ADC080914
第二章信号采样模块的电路设计16
第一节热电阻的材料及工作原理16
第二节测量电路18
第五篇显示系统、报警系统及键盘控制21
第一章显示系统的设计21
第一节LED显示器件的工作原理21
第二节LED显示电路设计23
第二章报警系统的设计24
第三章键盘控制的设计24
第六篇系统的电源设计26
第一章电源系统的组成26
第二章电源设计原理27
第三章电路27
第七篇系统软件设计29
第一章主控模块的程序设计29
第二章LED显示程序设计33
第三章报警系统的程序设计35
结论37
参考文献:
38
附录1:
程序清单38
附录2:
电路原理图44
外文资料45
中文翻译53
致谢61
第一篇绪论
第一章课题背景
测量控制的作用是从生产现场中获取各种参数,运用科学计算的方法,综合各种先进技术,使每个生产环节都能够得到有效的控制,不但保证了生产的规范化、提高产品质量、降低成本,还确保了生产安全。
所以,测量控制技术已经被广泛应用于炼油、化工、冶金、电力、电子、轻工和纺织等行业
随着单片机技术的迅速兴起与蓬勃发展,其稳定、安全、高效、经济等优点十分突出,所以其应用也十分广泛。
单片机已经无处不在、与我们生活息息相关,并且渗透到生活的方方面面。
单片机的特点是体积较小,也就是其集成特性,其内部结构是普通计算机系统的简化,增加一些外围电路,就能够组成一个完整的小系统,单片机具有很强的可扩展性。
它具有和普通计算机类似的、强大的数据处理功能,通过使用一些科学的算法,可以获得很强的数据处理能力。
所以单片机在工业中应用中,可以极大地提高工业设备的智能化、数据处理能力和处理效率,而且单片机无需占用很大的空间。
随着温度检测理论和技术的不断更新,温度传感器的种类也越来越多,在微机系统中使用的传感器,必须是能够将非电量转换成电量的传感器,目前常用的有热电偶传感器、热电阻传感器和半导体集成传感器等,每种传感器根据其自身特性,都有它自己的应用领域。
第二章温度检测的意义与技术发展
温度是一个非常重要的物理量,因为它直接影响燃烧、化学反应、发酵、烘烤、煅烧、蒸馏、浓度、挤压成形、结晶以及空气流动等物理和化学过程。
温度控制失误就可能引起生产安全、产品质量、产品产量等一系列问题。
因此对温度的检测的意义就越来越大。
温度采集控制系统在工业生产、科学研究和人们的生活领域中,得到了广泛应用。
在工业生产过程中,很多时候都需要对温度进行严格的监控,以使得生产能够顺利的进行,产品的质量才能够得到充分的保证。
使用自动温度控制系统可以对生产环境的温度进行自动控制,保证生产的自动化、智能化能够顺利、安全进行,从而提高企业的生产效率。
温度采集控制系统是在嵌入式系统设计的基础上发展起来的。
嵌入式系统虽然起源于微型计算机时代,但是微型计算机的体积、价位、可靠性,都无法满足广大对象对嵌入式
系统的要求,因此,嵌入式系统必须走独立发展道路。
这条道路就是芯片化道路。
将计算机做在一个芯片上,从而开创了嵌入式系统独立发展的单片机时代。
单片机诞生于二十世纪七十年代末,经历了SCMMCI和SOC三大阶段。
第三章课题内容和本人的主要工作
本课题是基于单片机的多路温度采集控制系统设计,其利用单片机作为系统的主要控制器,通过温度传感器检测环境温度信号,再经A/D转换后,将数字信号,送入到单片机中进行数据处理,经过一定的控制算法后,通过单片机的输出I/O口,来控制继电器的闭
合,达到弱电控制强电的目的,从而实现对了对环境温度的调节。
本人的主要工作是运
用单片机作为主控制单元及数据处理单元,控制温度传感器检测环境温度信号及A/D转换,数据处理,发出控制信号对加热炉和风扇进行自动化控制,达到自动调节控制环境温度的目的,同时实现超高温报警和超低温报警功能。
实现基本的人机对话功能,包括使用按键设置上、下限报警温度值,显示报警温度值和当前环境温度值。
第四章单片机在本课题的应用
单片机以其体积小、功能齐全、价格低廉、可靠性高等待点,在各个领域获得了广泛的应用,特别在工业控制、智能化仪器仪表、产品自动化、分布式控制系统中部已取得了可喜的成果。
单片机已经成为衡量工业发展水平的标志之一,是产品更新换代、发展新技术、改造老产品的主要手段。
目前,在众多的单片机产品中,MC—51系列、PIC系列及
MC—96系列单片机是我国单片机应用的主流机种。
大家知道,在单片机系统设计中,程序设计是非常重要的一环,它的质量直接影响到整个系统的性能。
用汇编语言进行程序设计的过程和用高级语言设计程序有相似之处,其设计过程大致可以分为以下几个步骤:
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