毕业设计(论文)单片机温度数据采集系统

单片机温度采集系统摘要本文的设计基于AT89C51单片机系统。热电阻变送器用于采集热电阻随温度变化而获得的模拟信号。连接多路模拟开关，实现多路模拟信号的采集。模拟信号由模数转换器转换成数模信号。将转换后的数字信号分别发送给单片机，或者将指定的信号按顺序发送给单片机，由单片机进行控制操作。通过单片机报警系统，热电阻传感器测量的温度范围为200-700摄氏度。如果超过这个温度范围，就会发出警报。以单片机为核心完成温度检测、数据处理、显示和上下限报警功能。关键词：数据采集系统、单片机、模数转换器、热电阻变送器温度采集系统摘要本文设计的是基于AT89C51单片机系统，通过热电阻转换器对热电阻随温度变化接收的模拟信号进行采集，加入多路模拟开关实现多路模拟信号的采集，通过模数转换器对模拟信号进行模数转换，将接收到的数字信号按顺序转换成单片机或指定的距离信号分别送入单片机，通过单片机进行控制操作。本文通过单片机的报警系统实现热电阻传感器同时测量的200700摄氏度的温度范围，如果超出这个温度范围报警。以单片机为核心，完成温度和巡检、数据处理。显示和警告功能的上限和下限。关键词：集散控制系统、单片机、模数转换器、热电阻转换器内容先前1第一章导言21.1主题背景21.2温度采集的意义和技术发展21.3单片机在本课题中的应用3第二章主控模块5的设计8051单片机2.1引脚功能52.2 8051单片机和系统电路的扩展7第三章信号输入通道和信号采样模块的设计103.1芯片的选择和描述103.1.1逐步逼近模数转换器10的工作原理3.1.2模数转换器的性能指标113.1.3典型模数转换芯片ADC0809123.2信号采样模块14的电路设计第4章显示系统、报警系统和键盘控制164.1显示系统的设计164.1.1发光二极管显示装置的工作原理164.1.2发光二极管显示电路设计184.2报警系统的设计194.3键盘控制设计194.4系统电源设计21第五章系统软件设计225.1主控制模块22的系统设计5.2发光二极管显示编程255.3报警系统26的编程结论28谢谢你参考文献30附录1 31附录二37外语材料的翻译先前的评论温度是一个非常重要的物理量，因为它直接影响物理和化学过程，如燃烧、化学反应、烘烤、煅烧、蒸馏、结晶、空气流动和温度漂移。温度控制的失误可能会导致一系列的问题，如生产安全、产品质量、产品产量和生命安全等。因此，温度检测的意义越来越大。温度采集与控制系统已经广泛应用于工业生产、科学研究和人们的生活中。在工业生产过程中，经常需要严格监控温度，以便生产能够顺利进行，产品质量能够得到充分保证。自动温控系统的使用可以自动控制生产环境的温度，保证生产的自动化和智能化，从而提高企业的生产效率。本课题是基于单片机的多路温度采集与控制系统的设计。它采用单片机作为系统的主控制器，通过温度传感器检测环境温度信号，经过模数转换后，将数字信号发送给单片机进行数据处理。经过一定的控制算法后，通过单片机的输出输入输出端口控制继电器闭合，从而达到强电流弱电流控制的目的，从而实现环境温度的调节。我的主要工作是利用单片机作为主控单元和数据处理单元，控制温度传感器检测环境温度信号并进行模数转换、数据处理，并发出控制信号自动控制加热炉和风机，从而达到自动调节和控制环境温度的目的，同时实现超高温报警和超低温报警的功能。实现了基本的人机对话功能，包括用按键设置报警温度的上下值，显示报警温度值和当前环境温度值。第一章引言1.1项目背景测量控制的功能是从生产现场获取各种参数，采用科学的计算方法，集成各种先进技术，使各生产环节得到有效控制，不仅保证了生产的标准化，提高了产品质量，降低了成本，而且保证了生产的安全性。因此，测控技术已广泛应用于炼油、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崛起和蓬勃发展，其稳定性、安全性、高效性和经济性的优势非常突出，因此其应用也非常广泛。微控制器已经无处不在，与我们的生活密切相关，渗透到生活的方方面面。微控制器的特点是体积小，即具有集成特性。它的内部结构是普通计算机系统的简化。通过增加一些外围电路，可以形成一个完整的小系统。微控制器具有很强的可扩展性。它具有与普通计算机相似的强大的数据处理功能。通过使用一些科学算法，它可以获得强大的数据处理能力。因此，单片机在工业中的应用可以大大提高工业设备的智能化、数据处理能力和处理效率，并且不需要占用太多的空间。随着温度检测理论和技术的不断更新，温度传感器的种类越来越多。微型计算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，通常使用热电偶传感器、热电阻传感器和半导体集成传感器。每个传感器根据其自身的特点有自己的应用领域。121.2温度采集的意义和技术发展温度是一个非常重要的物理量，因为它直接影响物理和化学过程，如燃烧、化学反应、发酵、烘烤、煅烧、蒸馏、浓缩、挤压、结晶和空气流动。温度控制中的错误可能会导致一系列问题，如生产安全、产品质量和产品产量。因此，温度检测的意义越来越大。温度采集与控制系统已经广泛应用于工业生产、科学研究和人们的生活中。在工业生产过程中，经常需要严格监控温度，以便生产能够顺利进行，产品质量能够得到充分保证。自动温控系统的使用可以自动控制生产环境的温度，保证生产的自动化和智能化，从而提高企业的生产效率。温度采集与控制系统是基于嵌入式系统设计开发的。虽然嵌入式系统起源于微型计算机时代，但是微型计算机的体积、价格和可靠性不能满足嵌入式系统对大量对象的要求。因此，嵌入式系统必须走一条独立的发展道路。这条路是奇普路。计算机建立在芯片上，因此创造了单芯片时代单片机以其体积小、功能全、价格低、可靠性高等优点，广泛应用于各个领域，尤其是在工业控制、智能仪器、产品自动化和分布式控制系统中。单片机已经成为衡量工业发展水平的标志之一，是更新产品、开发新技术和改造旧产品的主要手段。目前，MCS-5L系列、PIC系列和MCS-96系列单片机产品是我国单片机应用的主流机型。众所周知，在单片机系统的设计中，程序设计是一个非常重要的部分，其质量直接影响整个系统的性能。用汇编语言编程的过程类似于用高级语言编程的过程。设计过程可以大致分为以下几个步骤：1.明确项目对程序功能、操作精度、执行速度等的要求和硬件条件。2.将复杂的问题分解成几个模块，确定每个模块的处理方法，并画出顺序流程图。如果每个模块仍然相对复杂，子模块流程图和整体流程图应该分开绘制。3.正确分配内存资源，如每个程序段的存储地址、数据区地址、工作单元分配等。4.仔细组合适当的指令，并根据流程图编译源程序。数据采集是单片机的一个重要应用，也是单片机和传感器之间的一个重要接口。在实际应用中，单片机的数据采集信号有以下几种：一种是模拟电压信号和电流信号，另一种是数字信号，如脉宽调制信号和串行通信信号。普通单片机通过模数转换采集外部电压信号，通过电流/电压转换芯片和模数转换检测电流信号，通过脉冲计数和串行通信处理数字信号。温度是工业生产中最常见和最重要的操作参数之一。温度检测和温度控制直接关系到安全生产、产品质量、生产效率和节能等主要技术经济指标。微控制器以其体积小、性价比高、指令丰富、提供各种外围接口组件、控制灵活等优点，广泛应用于各种家用电器自动化仪表、工业控制系统和过程控制系统。它还广泛应用于温度控制和温度检测领域。温度采集，即温度检测，数据采集由温度检测元件随温度变化而进行。温度传感器分为检测元件：1。热阻温度传感器；2.热电偶传感器；3.热敏电阻传感器。本文采用热阻传感器。显示系统和单片机的输入部分是单片机的外围电路。同时，它也是人机交流的重要接口。在实际应用中，单片机系统会有输入和显示部分。其中，输入主要指为用户提供状态和参数输入的按键和键盘等设备。该装置将运行状态和参数通过按键或键盘转换成单片机能够识别的电信号，并将电信号输入单片机；另一方面，单片机使用数字管等输出设备。本文是一个基于单片机的多路温度采集和显示系统，即单片机控制的温度采集和显示系统。温度传感器利用电阻元件热阻随温度变化而采集的信号，用发光二极管显示结果：铂热电阻温度计Pt100感应到的温度通过测温电桥转换成电信号，然后通过放大器放大和非线性补偿器将非线性电信号转换成线性电信号。非线性电信号和多路选择电信号同时进入选择开关，然后通过模数转换器将温度测量值或设定温度分别显示在数字显示器上。14第二章主控模块的设计2.1引脚FXTAL1:它连接到微控制器中反相放大器的输入端。当使用外部晶体时，该引脚连接到晶体的一个引脚。使用外部振荡器时，XTAL1引脚接地。XTAL2:基于单片机内部反相放大器的输出。使用外部振荡器时，XTAL2引脚连接到外部振荡器信号。3.控制总线有4个控制引脚，RST/VDD、ALE/PR0G、PSEN、EA/VPP。图2-1RST/VDD:复位引脚需要外部复位电路。此引脚上两个机器周期的高电平将复位微控制器。复位引脚还具有数据掉电保护功能。该引脚需要连接到备用电源。当单片机的电源引脚VCC断电或降至规定的购买电压时，该引脚为内部随机存储器提供备用电源。ALE/PR0G:数据锁存使能引脚。当访问外部设备时，ALE输出用于锁存地址的低位字节。在编程期间，该引脚用于编程脉冲的输入端。外部程序存储器选通信号，输出低电平有效。EA/VPP :当EA/VPP为高电平时，复位计算机指向单片机的内部程序存储器。如果地址范围超过片上程序存储器，它将自动切换到片外程序存储器。当EA/VPP处于低电平时，复位后电脑指向单片机的外部程序存储器。4.输入/输出引脚单片机的输入输出引脚包括P0、P1、P2和P3，其中P0和P2构成16位地址总线，P0为低8位地址/数据多路复用线，P2为地址高8位。P0、P1、P2和P3都可以用作公共输入/输出端口，其中P1端口只能用作输入/输出端口。P3有第二个功能，它如下：(1) P3.0用作串行通信输入RxD。(2) P