多路温度测量系统
慧谱多路温度
慧谱多路温度
慧谱多路温度测试仪是一种工业多通道热电偶温度巡检仪，具有多点温升记录的功能。
它可以同时测量多个位置的温度，并且能够记录温升曲线。
该设备在工业生产和科研实验中应用广泛，可以用于监测设备运行时的温度变化，以便及时发现温度异常并进行处理，确保设备的安全运行。
慧谱多路温度测试仪具有高精度、可靠性强、操作简便等特点，能够满足不同领域的需求。
该设备适用于各种行业，如电力、化工、制药、食品加工等。
在使用过程中，用户可以根据实际需要调整设备的参数和设置，实现个性化的温度监测和记录。
此外，慧谱多路温度测试仪还具有多种型号和规格可供选择，可以根据不同的需求进行定制。
例如，有些型号配备了大屏幕液晶显示屏和内置打印机，可以实时显示温度数据和温升曲线，并且能够自动打印记录数据，方便用户进行数据分析和记录。
总之，慧谱多路温度测试仪是一种功能齐全、性能稳定的温度监测设备，适用于各种工业生产和科研实验场景。
远程多路温度采集系统设计精选全文
毕业设计任务书
题 目
远程多路温度采集系统设计
学生姓名
学号
班级
专业
电子信息工程
承担指导任务单位
导师
姓名
导师
职称
一、主要内容
系统以STC89C53单片机作为主控芯片，主要包括：温度采集模块、中央处理模块、温度显示模块和无线传输模块。系统将当前多路温度值通过无线发送到接收端显示，实时远程监测工作环境温度。
5. 论文正文不少于1.5万字，查阅文献资料不少于15篇，其中外文文献2篇以上，翻译与课题有关的外文资料不少于3000汉字。
四、应收集的资料及参考文献
C语言开发
关于STC89系列相关单片机开发文档。
相关传感和显示器件使用手册和接口电路
电机驱动模块。
五、进度计划
第1周——第2周 调研、收集材料，完成开题报告；
二、基本要求
1．系统硬件电路的设计，能实现温度巡回检测，并将温度通过无线传送到接收端；
2．单片机的程序设计，画出程序流程图，源代码编写；
3．提出系统设计框图，提出相应的解决方案。
三、主要技术指标（或研究方法）
1． 电压直流5V，工作电流小于500mA。
2、完成主要功能
3. 电路原理图
4. 使用说明书撰写
第3周----第4周 分析、确定周---第15周 撰写论文；
第16周完善论文，答辩。
教研室主任签字
时 间
年 月 日
基于DSP控制的多路温度采集系统设计
配置寄存器 其中配置寄存器的格式如下：
出场设置默认R0、R1为11。也就是12位分辨 率，也就是1位代表0.0625摄氏度
（Ⅱ）数字式温度传感器DSl8B20测温原理
初态时，计数器1和温度寄存器被顶置 在与一55℃相对应的一个基值上。计数器 1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行 减法计数，在计数器2控制的闸门时间到 达之前，如果计数器1的预置值减到0，则 温度寄存器的值将作加1运算，与此同时， 用于补偿和修正测温过程中非线性的斜率 累加器将输出一个与温度变化相对应的计 数值，作为计数器1的新预置值，计数器1 重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信 号进行计数，如此循环，直到计数器2控 制的闸门时间到达，即计数到0时，停止 温度寄存器值的累加，此时温度寄存中的 数值即为所测温度。原理图如图4所示 图4.DS18B20测温原理图
DS18B20的外形和内部结构
图2.DS18B20外形
图3.DS18B20内部结构
DS18B20 内部结构 DS18B20 内部结构主要由四部分组成： 64 位光刻 ROM 、温度 传感器、非挥发的温度报警触发器 TH 和 TL 、配置寄存器。 光刻 ROM 中的 64 位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作 是该 DS18B20 的地址序列码。 64 位光刻 ROM 的排列是：开始 8 位（地址 ： 28H ） 是 产 品 类 型 标 号 ， 接 着 的 48 位 是 该 DS18B20 自身的序列号，并且每个 DS18B20 的序列号都不相同， 因此它可以看作是该 DS18B20 的地址序列码；最后 8 位则是前 面 56 位的循环冗余校验码（ CRC=X8+X5+X4+1 ）。由于每一个 DS18B20 的 ROM 数据都各不相同，因此微控制器就可以通过单 总线对多个 DS18B20 进行寻址，从而实现一根总线上挂接多个 DS18B20 的目的。
多路温度检测系统的设计与研究
1 绪论温度是一个很重要的物理参数，自然界中任何物理、化学过程都紧密地与温度相联系。
在工业生产过程中，温度检测和控制都直接和安全生产、产品质最、生产效率、节约能源等重大技术经济指标相联系，因此在国民经济的各个领域中都受到普遍重视。
温度检测类仪表作为温度计量工具，也因此得到广泛应用。
随着科学技术的发展，这类仪表的发展也日新月异。
特别是随着计算机技术的迅猛发展，以单片机为主的嵌入式系统已广泛应用于工业控制领域，形成了智能化的测量控制仪器，从而引起了仪器仪表结构的根本性变革。
1.1 温度检测类仪表的现状传统的机械式温度检测仪表在工矿企业中己经有上百年的历史了。
一般均具有指示温度的功能，由于测温原理的不同，不同的仪表在报警、记录、控制变送、远传等方面的性能差别很大。
例如热电阻温度计，它的测温范围是-200℃～650℃，测量准确，可用于低温或温差测量，能够指示报警、远传、控制变送，但维护工作量大并且不能记录；光学温度计测温范围是300℃～3200℃，携带使用方便，价格便宜，但是它只能目测，也就是说必须熟练才能测准，而且不能报警、远传、控制变送。
近年来由于微电子学的进步以及计算机应用的日益广泛，智能化测量控制仪表己经取得了巨大的进展。
我国的单片机开发应用始于80 年代。
在这20 年中单片机应用向纵深发展，技术日趋成熟。
智能仪表在测量过程自动化，测量结果的数据处理以及功能的多样化方面。
都取得了巨大的进展。
目前在研制高精度、高性能、多功能的测量控制仪表时，几乎没有不考虑采用单片机使之成为智能仪表的。
从技术背景来说，硬件集成电路的不断发展和创新也是一个重要因素。
各种集成电路芯片都在朝超大规模、全CMOS 化的方向发展，从而使用户具有了更大选择范围。
这类仪器能够解决许多传统仪器不能或不易解决的问题，同时还能简化仪表电路，提高仪表的可靠性，降低仪表的成本以及加快新产品的开发速度。
智能化控制仪表的整个工作过程都是在软件程序的控制下自动完成的。
关于基于MAX6675多路温度采集系统的设计与实现
关于基于MAX6675多路温度采集系统的设计与实现K型热电偶是当前工业生产、科学实验较为常用的一种温度传感器，它可以直接测量各种生产中0～1 300℃范围内的液体蒸汽，气体介质和固体表面温度。
由于它的测量范围及其较高的性价比，使得K型热电偶应用广泛。
然而K型热电偶存在非线性、冷补偿等问题，特别是在处理补偿问题时，需要付出较高的代价且难以有较好的成效。
所以本文介绍的MAX6675温度采集芯片，弥补了K型热电偶上述缺陷。
将MAX6675和K 型热电偶结合并用于工业生产和实验，能为工程带来诸多便利且减少繁琐的附加电路。
本文给出了基于CPLD的多路温度采集系统电路、内部逻辑设计模块、误差分析和实验统计报告，以及MAX6675多路温度采集系统的应用过程和性能报告。
1 MAX6675介绍MAX6675是美国Maxim公司生产的带有冷端补偿、线性校正、热电偶断线检测的串行K型热电偶模数转换器，它的温度分辨能力为0.25 ℃；冷端补偿范围为-20～+80℃；工作电压为3．0～5．5 V。
根据热电偶测温原理，热电偶的输出热电势不仅与测量端的温度有关，而且与冷端的温度有关。
在以往的应用中，有多种冷端补偿方法，如冷端冰点法或电桥补偿法等，但调试较复杂。
另外，由于热电偶的非线性，以往是采用微处理器表格法或线性电路等方法，来减小热电偶本身非线性带来的测量误差，但这些增加了程序编制及调试电路的难度。
而MAX6675对其内部元器件的参数进行了激光修正，从而对热电偶的非线性进行了内部修正。
同时，MAX6675内部集成的冷端补偿电路、非线性校正电路、断线检测电路都给K 型热电偶的使用带来了便利。
MAX6675的特点有：（1）内部集成有冷端补偿电路；（2）带有简单的3位串行接口；（3）可将温度信号转换成12位数字量，温度分辨率达0.25℃；（4）内含热电偶断线检测电路。
其内部原理图如图1所示。
2 系统构架系统框架如图2所示，该系统以CPLD为核心，由多路K型热电偶和MAX6675将外界温度模拟信号采集并转换成数字信号，并将数据传入CPLD进行相应的处理，然后通过通信模块将数据传送给计算机，最后用计算机做数据统计及处理。
多路温度检测系统的设计_毕业设计（论文）
多路温度检测系统的设计_毕业设计（论⽂）多路温度检测系统的设计摘要随着现代信息技术的飞速发展，温度测量控制系统在⼯业、农业及⼈们的⽇常⽣活中扮演着⼀个越来越重要的⾓⾊，它对⼈们的⽣活具有很⼤的影响，所以温度采集控制系统的设计与研究有⼗分重要的意义。
本次设计的⽬的在于学习基于51单⽚机的多路温度采集控制系统设计的基本流程。
本设计采⽤STC89C52单⽚机作为数据处理与控制单元，采⽤温度传感器PT100进⾏温度的采集把温度的物理量转化为电阻值。
然后通过PT100温度变送器把PT100温度传感器的电阻值转化为0-5V的电压值。
然后通过PCF8591AD转化模块把变换后的电压值转化为数字量。
最终传给单⽚机系统。
此设计有两个按键控制两路温度的显⽰切换。
从⽽达到多路监测的⽬的。
⽽且本次设计设有两个LED显⽰等分别表⽰正常温度和⾮正常温度两种形式。
正常温度转化为⾮正常温度的临界值可由键盘设定来达到实际⼯作的要求。
关键词:单⽚机，温度传感器，温度变送器，AD转化模块，I2C总线ABSTRACTWith the rapid development of modern information technology, temperature measurement and control system in industry, agriculture and people's daily life plays an increasingly important role in people's daily life, it has a great impact, so the temperature of the control system design and research are very important. This design aims to study based on 51 single-chip temperature acquisition and control system design of the basic flow. This design adopts STC89C52 chip as the data processing and control unit, with the temperature sensor PT100 gathering the temperature physical quantity into a resistance value. Then through the PT100 temperature transmitter PT100 temperature sensor resistance value into a 0-5V voltage value. Then through PCF8591 AD conversion module to transform the voltage value is converted into digital quantity. Finally to the microcontroller system. This design has two buttons control the two temperature display toggle to achieve the purpose of multi-channel monitoring. And the design of a two LED display respectively expressed in normal temperature and normal temperature two forms. Normal temperature into a normal temperature threshold may by the keyboard set up to achieve the demand of practical work.Key words: single chip, temperature sensor, temperature transmitter, AD conversion module, Inter－Integrated Circuit⽬录1引⾔ (1)1.1 课题研究的背景 (1)1.2 课题研究的⽬的和意义 (1)1.3 本⽂主要研究内容 (2)2硬件电路的设计 (3)2.1 系统设计的框架 (3)2.2 单⽚机的选型 (4)2.2.1STC89C52单⽚机的简介 (4)2.2.2STC89C52单⽚机时序 (4)2.2.3STC89C52单⽚机引脚介绍 (5)2.3 PCF8591AD转化模块 (7)2.4 PT100温度变送器 (9)2.5 PT100温度传感器 (11)2.5.1 设计原理 (11)2.5.2 应⽤范围 (11)2.5.3 分度表 (11)2.5.4 PT100温度传感器三根芯线的接法： (13)2.6 LCD1602显⽰器 (15)2.7 LED指⽰灯电路 (23)2.8 按键电路 (23)2.9 晶振电路 (24)3 系统软件设计 (25)3.1 I2C总线设计 (25)3.1.1 I2C总线特征 (25)3.1.2 I2C总线术语 (25)3.1.3 I2C总线位传输 (25)3.1.4数据的有效性 (26)3.1.5 起始和停⽌条件 (26)3.1.6 I2C总线数据传输 (27)3.2总流程图 (28)结论 (29)参考⽂献 (30)致谢 (31)附录A：系统原理图 (32)附录B：系统相关程序 (33)1引⾔1.1 课题研究的背景⼯业控制是计算机的⼀个重要应⽤领域，计算机控制系统正是为了适应这⼀领域的需要⽽发展起来的⼀门专业技术，它主要研究如何将计算机技术、通过信息技术和⾃动控制理论应⽤于⼯业⽣产过程，并设计出所需要的计算机控制系统。
基于DS18B20的多路温度检测系统设计
ｉ ｔｏ ｕ ｅ ｅ ｉ ｎ ｗｈ ｃ ａ ｅ ｔｔ ｍ ｐ ｒ ｔ ｒ ｓ ｏ ｉ ｅ ｅ ｔ ｐ ｉ ｔ ， Ｗ ｉｈ ｄ ｇ ｔｌｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｅ ｓ ｒＤ Ｓ ８ ０ ｎ ｒ ｄ ｃ ｓａ ｄ ｓｇ ｉ ｈ ｃ ｎ ｔ ｓ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ｆｄ ｆ ｒ ｎ ｏ ｎ ｓ ｔ ｉ ｉ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｓ ｎ ｏ １ Ｂ２ ａ ａ ｈｅ ｔ ｍ ｐ ｒ ｔ ｒ ｅ ｓ ｒ ｍ ｅ ｔ ｄ ｖ ｃ ｓ ｓｔ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ｍ ａ ｕ ｅ ｎ ｅ ｉ ｅ ，ｗｉｈ ＡＴ８ Ｃ５］ａ ｏ ｔ ｏ ｎ ｔ ｆｍ ｕ ｔ—ｐ ｉ ｅ ｔ ９ ｓ ｃ ｎ ｒ ｌ ｕ ｉ ｏ ｌｉ ｏ ｎｔｔ ｍｐｅ ａ ｕ ｅ ｃ ｎ ｂ ｓ ｒｔ ｒ ａ ｅ ｄ ｔ ｃ ｅ ｎ ｏ ｔｏ ｙ ｔ ｍ ， ｎ ｉ ｅ ｈ ｙ ｔ ｍ ａ ｄ ｒ ｉｃ ｉ ａ ｄ ｓ ｆｗａ ｅ ｆ ｗ ｈ ｒ ． ｎ ｔ ｅ ｓ ｓ ｍ ，ｄ ｔ ｅ ｅ ｔ ｄ ａ ｄ ｃ ｎ ｒ ｌｓ ｓｅ ａ ｄ ｇ ｖ ｓ ｔ ｅ ｓ ｓｅ ｈ ｒ ｗａ ｅ ｃｒ ｕ ｔ ｎ ｏ ｔ ｒ ｏ ｃ ａ ｔ Ｉ ｈ ｙ ｔ ｌ ｅ ａａ
术和通信 网络的发展［ ． Ｊ 电讯技术， １ ． 】 ２ ０ ０
陈小芳． 于泰克Ｒ Ａ 基 ｓ 的分析评估和优化Ｒ Ｉ ＦＤ
系统 ［． 测试， ０ （） Ｊ电子 】 ２ ７６． ０
１０ １０１０ １０１０ ０ ００１ ００１０ ，为 １１１０ １０１０ １００ ０ １１ １ ０ ０ ０
价格便宜，具有很高的性价 比，可 以定时循环检 测和通过 Ｌ Ｄ ６２ Ｃ １０ 显示 多路 的温 度，因此 选择
ＬＣＤ１ ０ ６ ２。
２３ 串 口通 讯 电路 设 计 ．
Ａ ８Ｃ １ Ｔ ９ ５ 有一个全双工的串行通讯口，所以
多路温度测量系统
２ ６字 节 ， ５ 由于 价 格 低 廉 、 单 片 机 的 接 口简 单 、 与 占用 资 源
少， 这样 就 可 以在 现 场 安 装 或 更 换 传 感 器 。 每个 传 感 器 的
序 列 号 在 ２ Ｃ ２中 的存 放 位 置 为 ：传 感 器 编号 １ ４０ （ ）＊８ 。 每 只 传 感 器 直 接 挂 接 在 单 总 线 ＤＱ 上 ， 过 ４ ７ ， 通 ． ＫＤ 的 电 阻 上 拉 。安 装 ／ 换 传 感 器 时 ， Ｓ 拨 向“ 置 ” 传 更 将 Ｗ 设 ， 感 器 单独 与 Ｐ ． １ ２相 连 ， 以读 取 其 序 列 号 ； 常测 温 时 ， Ｗ 正 Ｓ
样 所 有 挂 在 总 线 上 的 ＤＳ ８ ２ １ Ｓ ０同 时 开 始 转 换 ， ５ ｍｓ ， ７０ 后 转 换 结 束 ， 片 机 再 依 次 发 匹 配 ＲＯＭ 命 令 ， ２ Ｃ ２巾 单 从 ４Ｏ 渎 出 的 序 列 号 ｉ 通 过 ＤＱ 总 线 送 出 ， 中 指 定 的 ｄ 选 Ｄ １ Ｂ ０， 将 温 度 值 读 人 。 温 度 值 通 过 液 晶 显 示 器 Ｓ８２ 并 Ｉ Ｄ１ ０ ． Ｃ ６ ２显 示 出 来 ， 面 简 单 明 了 ， 度 的 显 示 采 用 的是 界 温
Ｖｏ Ｏ Ｎ Ｏ ９ ｌ１
多 路 温 度 测 量 系 统
陈 菲 邹 涛 ，
（ ． 警 工 程 学 院 研 究 生 管 理 大 队 ， 西 西 安 ７ ０ ８ ；． 警 工 程 学 院 通 信 系 电子 技 术教 研 室 ， 西 西安 ７ ０ ８ ） １武 陕 １０ ６２ 武 陕 １ ０ ６
时 候 或者 传 感 器 出 现 问 题需 要 更 换 传 感器 的时 候 将 会 变 的 很 麻 烦 。所 以 系 统 采 用 了 ２ Ｃ ２来 存 储 ＤＳ ８ ２ ４０ １ Ｂ ０的 序 列
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多路温度测量系统
摘要：利用89C51单片机作为主控芯片，温度传感器DS18B20组成的多路温度测量系统，具有硬件简单，测量方便，价格低廉等特点。
主要设计了多路温度测量系统所需要的硬件设计，并编写了软件设计的部分程序。
关键词：AT89C51单片机；DS18B20；多路温度测量系统
1 总体方案设计
利用单片机实现的多路温度测量系统所选用的器件主要有：AT89C51单片机、一线总线数字温度传感器DS18B20、液晶显示器
LCD1602以及看门狗芯片X5045。
多点测温系统采用在一根数据线上串接多个DS18B20器件，所形成的电路结构简单，运行可靠。
由于每个DS18B20都有其各自的序列号,这样在一条总线上串接多个DS18B20组成的多点测温系统中就不会发生冲突或者是读错温度值。
在系统安装及工作之前应将主机逐个与DS18B20挂接,以读出其序列号。
但是如果将DS18B20的序列号和程序一起写入ROM中时，那单片机就只识别这几个传感器，那将来在需要增加传感器个数的时候或者传感器出现问题需要更换传感器的时候将会变的很麻烦。
所以系统采用了24C02来存储DS18B20的序列号，24C02是一种具有I2C 接口的EEPROM 器件，容量为256字节，由于价格低廉、与单片机的接口简单、占用资源少,这样就
可以在现场安装或更换传感器。
每个传感器的序列号在24C02中的
存放位置为：(传感器编号-1)*8。
每只传感器直接挂接在单总线DQ 上，通过4.7KΩ的电阻上拉。
安装/更换传感器时，将SW 拨向“设置”，传感器单独与P1.2 相连，以读取其序列号；正常测温时，SW 拨向“测温”如图1所示。
图1 设计图
系统的总体测温流程是采样各点温度时，先对总线上的所有传感器复位，并跳过ROM，启动温度转换命令，这样所有挂在总线上的DS18S20同时开始转换，750ms后，转换结束，单片机再依次发匹配ROM命令，从24C02中读出的序列号id通过DQ总线送出，选中指定的DS18B20，并将温度值读入。
温度值通过液晶显示器LCD1602显示出来，界面简单明了，温度的显示采用的是巡回显示温度。
每根总线上所接的传感器的个数最多不超过8个，当系统所要应用的环境所测量的温度点较少时就可以采用这种方法。
2 温度传感器
DS18B20属于数字式温度传感器，由美国DALLAS公司生产，具有接口简单、容易扩展等优点，并且可以多个使用，开发成多点的
温度测量系统。
在实际应用中也应注意以下问题：
（1）DS18B20从测温结束到将温度值转换成数字量需要一定的转换时间，这是必须保证的，不然会出现转换错误的现象，使温度输出总是显示85℃。
（2）当单总线上所挂DS18B20超过8个时，就需要解决微处理
器的总线驱动问题。
（3）连接DS18B20的总线电缆是有长度限制的。
3 硬件电路设计
图2是单片机AT89C51通过单总线控制多个DS18B20的电路图，DS18B20的DQ引脚的I/O为数据输入/输出端（即单线总线），与单片机的P1.2口相连接。
通常要在单线总线上外接一个约为4.7k Ω的上拉电阻，这样，当总线闲置时其状态为高电平。
LCD1602的数据线DB0~DB7与单片机的P0口连接（即P0.0~P0.7），三个控制引脚RS、R/W、E分别与单片机的P1.7、P3.0、P3.1连接。
看门狗芯片X5045有8个引脚，其中WP只有在高电平时才可以向E2PROM 写数据，所以WP与VCC引脚都接电源；RST为复位输出引脚，与单片机的RESET相连；SI为串行输入引脚，SO为串行输出引脚，SCK为串行时钟引脚，/CS为片选引脚。
SI、SO、SCK和/CS均可以和单片机任何一个I/O引脚相连，这里将其与单片机、P1.3、P1.4、P1.5、P1.6相连。
系统所选用的是4×4行列式键盘，与单片机的P2口连接（即P2.0~P2.7）。
SCL是存储器24C02的串行时钟线，SDA 是数据及地址线，SCL和SDA与单片机的P1.0、P1.1连接；A0、A1、A2、WP引脚都接地，则编程时芯片的地址信息是“000”。
系统报警电路主要由蜂鸣器构成，当温度超出限值时，蜂鸣器鸣叫。
蜂鸣器由SPCON端控制发声，当SPCON输出低电平时，蜂鸣器响；输出为高电平时，蜂鸣器停止鸣叫，SPCON与单片机的P3.2口连接。
图2 电路图
DS18B20采用了外部电源供电方式进行供电，工作稳定，抗干扰能力较强。
单片机的工作时钟周期是12MHz，在软件的设计中
要依据这个来进行各种延时。
当主机需要对众多在线DS18B20 的某一个进行操作时首先要发出匹配ROM 命令(55H) ，然后主机提供64 位序列(包括该DS18B20 的48 位序列号)，之后的温度转换操作就是针对该DS18B20 的。
先跳过ROM命令即是启动所有DS18B20 进行温度变换，之后通过匹配ROM 再逐一地读回每个DS18B20 的温度数据。
在DS18B20 组成的多路温度测量系统中主机在发出跳过ROM 令之后再发出统一的温度转换启动码44H 就可以实现所有DS18B20 的统一转换，再经过1s 的延时后就可以用很少的时间去逐一读取各个DS18B20的温度，然后再通过显示电路将温度显示出来。
这种方式比较传统的方式更加省时，并且当通道数越多的时候效果就越明显。
图5是多路温度测量系统读取温度的流程图。
图5 读取温度的流程图
5 结束语
系统进行多路的温度测量与显示，在显示温度方面采用的是温度的巡回显示和特定温度显示两种方法，通过键盘的设定来选择方式。
采用的传感器是DS18B20，其硬件简单、测温方便、价格低廉。
温度的显示是通过LCD1602显示出来的，系统还添加了看门狗模块，目的是增加可靠性和抗干扰的能力。
下一步的工作就是对系统的实时性进行改进，对单片机的程序进行改进和优化，简化指令，缩短程序
执行和等待的时间。
参考文献：
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