温度采集系统课程设计报告
温度采集电子系统设计报告

温度采集电子系统设计报告1. 简介本报告介绍了一个温度采集电子系统的设计。
该系统可以实时采集环境温度,并将数据传输到计算机进行处理和显示。
本报告将详细介绍系统的硬件设计和软件实现。
2. 硬件设计2.1 传感器选择为了实时采集温度数据,我们选择了一款精度高、响应快的温度传感器。
该传感器具有数字输出和I2C接口,能够方便地与单片机进行通信。
2.2 单片机选择我们选用了一款功能强大的单片机作为系统的主控芯片。
该单片机具有丰富的外设接口和强大的计算能力,能够满足系统的需求。
同时,该单片机还有丰富的开发资源和社区支持,使得开发过程更加便捷。
2.3 电路设计系统的电路设计主要包括传感器和单片机之间的连接电路和稳压电路。
传感器与单片机的连接采用了I2C接口,通过外部电阻进行电平转换和保护。
稳压电路采用了线性稳压芯片,确保供电电压的稳定性。
3. 软件实现3.1 硬件驱动为了与传感器进行通信,我们编写了相应的硬件驱动程序。
该驱动程序通过配置单片机的I2C接口,实现了与传感器的数据交换和控制。
3.2 数据采集与处理在软件实现中,我们使用了单片机的定时器和ADC模块来定期采集温度数据。
通过ADC转换,我们可以将模拟温度信号转换成数字信号。
随后,我们对这些数据进行滤波和校准,以获取准确的温度值。
3.3 数据传输与显示为了将采集到的温度数据传输到计算机,我们使用了串口通信。
通过配置单片机的UART模块和计算机的串口接口,我们可以实现数据的传输。
在计算机端,我们编写了相应的数据接收和显示程序,实现了温度数据的实时显示。
4. 实验结果与分析经过实验测试,系统能够准确、稳定地采集温度数据,并进行实时显示。
通过与其他温度计的比较,我们发现系统的测量误差在可接受范围内。
系统的响应速度也非常快,能够在短时间内实时更新温度数据。
5. 总结通过设计和实现温度采集电子系统,我们成功地实现了温度数据的实时采集和显示。
该系统具有稳定性高、响应速度快的特点,可以满足实际应用的需求。
基于mcs-51单片机的温度采集系统课程设计

基于mcs-51单片机的温度采集系统课程设计温度采集系统课程设计是一种基于mcs-51单片机的温度测量和数据采集系统的设计和实现。
本文将详细介绍这个系统的设计过程和实际应用。
通过对温度测量的理解和市场需求的调查,我们确定了设计一个基于mcs-51单片机的温度采集系统的目标。
该系统需要能够准确测量环境温度,并将数据通过串行通信传输给上位机,以便进行进一步处理和分析。
接下来,我们开始准备所需的硬件设备和软件工具。
硬件方面,我们需要mcs-51单片机主板、温度传感器和相关的电路元件。
软件方面,我们使用Keil C51开发环境进行程序开发,并使用串行通信协议来实现与上位机的数据传输。
然后,我们开始进行电路设计和硬件连接。
首先,我们将温度传感器连接到mcs-51单片机的模拟输入引脚上,并根据传感器的特性和电路设计要求,选择合适的电路元件。
接下来,我们连接mcs-51单片机到串行通信模块,以便与上位机进行数据交流。
接下来,我们开始进行软件设计和程序开发。
首先,我们编写mcs-51单片机的嵌入式程序,用于读取温度传感器的数据,并将其转换为可读取的数字形式。
然后,我们编写程序来实现与上位机的串行通信协议,以便将温度数据传输给上位机。
在程序开发过程中,我们还可以实现一些额外的功能,以增加系统的灵活性和可扩展性。
例如,我们可以设置温度阈值,在温度超过设定值时触发报警功能。
我们还可以添加LCD显示屏,以便在单片机上直接显示温度数据。
我们进行测试和调试,以确保系统的正常运行。
我们可以使用模拟信号发生器模拟不同的温度值,并使用上位机软件来验证系统是否准确地读取和传输这些值。
如果有任何问题,我们可以检查硬件连接和程序代码,并进行相应的修复和调整。
综上所述,基于mcs-51单片机的温度采集系统是一个很有实际应用价值的课程设计。
通过这个设计过程,我们不仅可以学习和掌握嵌入式系统的开发和应用,还可以了解和实践温度测量和数据采集的原理和方法。
多点温度采集系统报告专业课程设计报告 总体方向把握

西北工业大学明德学院机电工程系专业课程设计报告
题目:多路温度采集及LCD实时显示系统与仿真
专业名称自动化
班级 163001
学生姓名高旭杨
学号 103548
序号 13
指导教师金文凯
完成时间 2013.6.27
目录
1引言
1.1小组人员分配及个人任务
1.2该课题研究主要内容
2课程设计的目的及意义
2.1设计目的
2.2实验设备
2.2系统在生活中的用途
3系统总体设计
3.1设计思想
3.2系统方案选择
3.3系统采集系统及其设计框图
3.4总体设计流程图
4系统硬件电路设计
4.1硬件设计概要
4.2硬件电路连线图
4.3所用到的芯片及其各自功能说明
4.3.1温度传感器的选择
4.3.1.1 DS18B20的功能简介
4.3.1.2 DS18B20的性能特点
4.3.1.3 DS18B20的测温原理
4.3.1.4 DS18B20的外形和内部结构
4.3.1.5 DS18B20的供电方式
4.3.1.6 DS18B20的操作
4.3.2主芯片的选择
4.3.2.1 AT89C51的功能简介
4.3.2.2 AT89C51各引脚简介
4.3.3显示部分
4.3.4按键
5软件设计
5.1C语言程序代码
6系统的调试与使用
7收获与体会。
温度采集系统 课程设计报告

课程设计课程名称单片机原理与接口技术课程设计题目名称温度采集系统学生学院专业班级学号学生姓名2011年12月12日目录一、设计任务与要求。
2二、方案设计与论证。
2三、电路基本原理及单元电路设计。
33.1 总电路图。
33.2 晶振电路。
33.3 复位电路。
43.4 温度报警范围最高最低点控制电路。
43.5 温度显示数码管驱动电路。
43.6 温度范围显示数码管驱动电路。
53.7 蜂鸣器和发光二级管。
53.8 实现上述任务的控制器整体流程图。
6四、安装。
6五、电路调试过程与结果。
7六、元器件清单。
7七、总结。
8八、附录。
8温度采集显示系统电路设计一、设计任务与要求:1、温度测量范围 0~99℃2、温度分辨率±1℃3、选择合适的温度传感器4、使用键盘输入温度的最高点和最低点5、温度超出范围时候报警(报警温度不需要保存)二、方案设计与论证:1、单片机的选取:本系统采用STM8S105C6T6单片机为控制核心优点突出,功能比51系列单片机更加强大,它能够运行各种程序,综合考虑单片机的各部分资源,,且因为我们学习的是stm8,因此此次设计选用STM8S105C6T6单片机作为核心处理器。
2、温度传感器的选取:传感器是信号输入通道的第一道环节,也是决定整个测试系统性能的关键环节。
相比热敏电阻来说,DS18B20单总线数字式温度传感器灵敏度高,精度高,但本次课程设计对温度精度的要求不高,且因为DS18B20温度传感器需要初始化,价格也比热敏电阻高,综合考虑,本设计采用热敏电阻对温度信号进行采集。
3、显示器的选取:显示系统是单片机控制系统的重要组成部分,主要用于显示各种参数的值,常用的显示器有CRT、LED、LCD等。
本设计用LED数码管显示需求片数并不多,观察方便,而LED数码管相对于其他显示器价格也比较便宜,成本也较低,所以本系统采用LED数码管显示。
4、温度采集显示系统电路的总体设计框图:三、电路基本原理及单元电路设计本设计使系统可以检测0~99℃范围内的温度,考虑到测温精度,设置显示数值精确到1℃,并且设置温度的上下限,当温度值超过上下限温度时,报警电路中的蜂鸣器鸣响,报警灯闪。
stm32温度采集课程设计

stm32温度采集课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握STM32单片机温度采集系统的原理和实现方法。
通过本课程的学习,学生应能理解STM32单片机的内部结构和功能,掌握温度传感器的工作原理及其与STM32的接口设计,熟悉嵌入式系统编程和调试方法。
在知识目标方面,学生应掌握STM32单片机的基本原理、温度传感器的工作原理、嵌入式系统编程基础等。
在技能目标方面,学生应能独立完成STM32温度采集系统的硬件设计和软件编程,具备实际操作能力。
在情感态度价值观目标方面,学生应培养对嵌入式系统和物联网技术的兴趣,增强创新意识和实践能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.STM32单片机的基本原理:包括STM32的内部结构、工作原理、指令系统等。
2.温度传感器的工作原理:包括热敏电阻、金属热电阻等传感器的原理及其特性。
3.STM32与温度传感器的接口设计:包括接口电路、ADC转换、DMA传输等。
4.嵌入式系统编程:包括C语言编程、中断管理、定时器等。
5.温度采集系统的设计与实现:包括硬件设计、软件编程、系统调试等。
三、教学方法本课程采用讲授法、实验法、讨论法等多种教学方法相结合的方式进行教学。
1.讲授法:用于讲解STM32单片机的基本原理、温度传感器的工作原理等理论知识。
2.实验法:用于实践STM32与温度传感器的接口设计、嵌入式系统编程等操作技能。
3.讨论法:用于探讨温度采集系统的设计与实现过程中遇到的问题,促进学生思考和交流。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等。
1.教材:选用《STM32单片机原理与应用》等教材,为学生提供系统性的理论知识学习。
2.参考书:提供《STM32编程指南》等参考书,为学生提供更多的学习资料。
3.多媒体资料:制作PPT、视频等多媒体资料,帮助学生更好地理解和学习课程内容。
4.实验设备:准备STM32开发板、温度传感器等实验设备,为学生提供实践操作的机会。
基于单片机的温度采集系统报告

目录一、设计要求 (1)二、设计目的 (1)三、设计的具体实现 (2)1、系统概述 (2)2、单元电路设计 (3)1)锅炉示意电路: (3)2)测温电路: (4)3) 水可饮用指示电路: (5)4)模/数转换电路: (5)5)温度显示电路: (6)6)上电复位电路: (7)7)时钟电路: (8)8)电源电路 (8)9)整体电路如下图: (9)3、软件程序设计 (10)1)程序主流程如下: (10)2)判温程序流程如下: (10)四、结论与展望 (16)五、心得体会与建议 (17)六、附录 (19)七、参考文献 (20)单片机课程设计报告设计题目:基于单片机的温度采集系统设计一、设计要求系统要求实现温度的测量控制转换精度:8位转换范围:0℃——+128℃转换误差:≤1摄氏度二、设计目的通过采用单片机实现系统功能的设计实习,要达到理论上巩固既学知识,实践上丰富设计经验,并通过设计过程中暴露出来的一些问题,达到优化知识结构、丰富动手思维能力。
同时,通过对设计中遇到的各种未知知识及设计技巧的学习和解决,更好的培养学生的自学能力。
通过以分组的形式,来培养学生的团结互助,相互学习补充。
这样,不仅在学习上达到的学生间、知识间的融合,更增进了学生的融洽,为即将步入社会的大四学生打下良好的基础。
三、设计的具体实现1、系统概述 框图说明:该测量系统由单片机实现烧水锅炉各功能的控制。
锅炉具有自动加水,沸水控制,加热控制等功能。
初始化单片机时系统进入锅炉加水功能,当水位达到上限水位时,锅炉产生一个中断脉冲中断单片机,跳出加水,进入单片机控制锅炉加热功能,当锅炉中水的温度达到80度时,降低加热电压,并允许使用锅炉中的水。
当锅炉中的水用至低于下限水位时,锅炉同样会产生一个中断脉冲中断单片机,回复前面过程,再次进行加水控制,如此达到单片机控制热水锅炉的温度测控功能。
其中,系统还设置有温度的三级加热控制。
当温度高于80度时,控制由全电压加热转到半电压加热;当温度高于100度时,又会控制停止加热,即割断加热线路;当温度由高温再次降到90度以下时,系统又会重新启动半电压加热,如此反复控制。
温度采集显示系统课程设计

1引言在实际生产、生活等各个领域中,温度是环境因素的不可或缺的一部分,对温度进行及时精确的控制和检测显得尤为重要。
比如消防电气的非破坏性温度检测,电力、电讯设备的过热故障预知检测,空调系统的温度检测,在医院的监护中也用到温度的测量,化工、机械等设备温度过热检测,土壤各个层面上的温度将会影响植物的生长,以及热处理中工件各个部位的温度对工件形成后的性能至关重要等等。
总之,现代电子工业的飞速发展对温度检测的智能化精确度要求越来越高。
目前,国内外温度控制系统及仪表正朝着高精度、智能化、小型化等方面快速发展。
本课题设计的系统符合当代科学发展的趋势,能够满足现代生产生活的需要,其测温效率高,具有较强的稳定性和灵活性。
方便快捷的实现了多路温度采集并显示,该系统用液晶显示器节省了空间且显示效果好,报警电路同时包含了蜂鸣器和提示灯,能更好的引起操作者的警觉,在实际生产中能够降低由于温度超过额定范围引发的事故,有良好的实用性,在国内外都具备良好的应用前景。
2温度采集显示系统总体方案设计2.1 确定设计过程在熟悉课题,明确任务的基础上,查阅相关资料,理清设计思路,综合考虑总的设计时间和各部分设计所需时间,最终决定将本次设计分五大步进行。
1.熟悉课题,明确任务,查阅相关资料,确定总体设计方案;2.根据各部分的功能划分功能模块,确定每一模块的硬件组成,合理选取具有相应功能的器件;3.进行硬件设计,把各器件组成相应功能的模块,并把各功能模块进行电气连接,形成总的功能系统;4.进行软件设计,编写程序,实现各模块功能,使整个系统能够良好的运行;5.进行仿真调试,检查各模块功能能否完全实现,综合考虑系统的灵活性、稳定性、误差大小及测温效率调整各器件的各项参数。
使系统的处在最佳性能状态。
2.2温度采集显示系统方案论证2.2.1单片机的选取在温度采集和控制过程中,单片机是该系统的核心部件。
它一方面要接收来自温度传感器的模拟信号,一方面要对这个信号进行处理、标度变换和显示,另一方面要响应串行通信中的呼叫请求。
温度采集系统报告

虚拟仪器课程设计设计题目:温度采集系统设计姓名:王彬学号:1067112132专业:测控技术与仪器班级:2010-1指导老师:肖俊生2013年6月一、设计题目:虚拟温度采集系统二、设计要求:【1】连续采集温度信号,并存储。
【2】温度上下限报警功能,上下限可调【3】华氏、摄氏可转换显示三、设计方案该设计选择N I 公司的LabVIEW 完成、对虚拟仪器的软件编写。
LabVIEW 是一套专为数据采集与仪器控制、数据分析和数据表达而设计的图形化编程软件,将其与一般的数据采集以及仪器设备加以组合,就可以设计出虚拟仪器。
计算机温度检测仪总体上说是一个智能化的信号采集处理系统,在其结构上主要由完成计算机内部温度信号采集、放大和预处理的前端硬件电路部分和完成数据采集。
利用图形化可视虚拟仪器应用软件labview 作为温度采集监测系统的开发平台,通过数据采集卡与PC 机构成一个功能强大的虚拟仪器,实现对温度的采集、显示、监测、报警等功能。
利用虚拟仪器技术不仅简化了系统硬件,软件实现也很方便,同时图形化的显示使结果更直观、准确。
本方案是利用直接检测方式实现虚拟温度的检测。
由PCI6221产生一个虚拟的温度值,将产生的温度值与设定的温度上限,下限比较后,送入波形图标进行显示。
程序运行框图如图1-1所示图1-1 程序框图四、程序模块设计【1】前面板的设计前面板包括按键控制部分和显示部分。
其中按键部分主要有起停开关和摄氏华氏转换开关。
显示部分主要包括实际温度的波形显示,和温度的实际值,采集进度等显示控件。
前面板界面如图1-2所示图1-2 前面板未工作界面图1-3 前面板工作界面【2】主程序框图设计1)温度产生子VI 程序本程序主要利用实验室采集板卡PCI6221产生虚拟信号,然后传给终端,因此需要在主程序中加入虚拟输入通道系统。
图1-4 虚拟输入通道程序(1)在【函数】选板中选择【测量I/O】,然后选择【DAQmx】子选板中的,放在程序中适合的位置上,其功能是创建虚拟输入通道;接着选择,其功能是采集板卡配置;接下来选择,其功能是开始采集。
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1、设计目的
1)查资料了解8255A和ADC0809AD转换器的工作原理
2)原理图设计,用PROTEL画出原理图
3)软件设计,给出流程图及源代码并加注释
2、所用设备
1)8088CPU
2)DS18B20温度传感器
3)A/D570转换器
4)8255A可编程并行接口
5)3片LED显示
6)74LS138译码器
3、设计内容及步骤
以8088 CPU 为核心设计一个温度采集系统,系统可以实现一路温度的采集,在3位LED显示器上显示当前温度。
本设计所用器件主要有传感器,A/D转换器,8088CPU,可编程并行接口8255,LED显示器等。
首先传感器把所测的温度转换为电压,输入A/D转换器中进行转换,然后再把得到的二进制数经过CPU在LED上显示出来系统总体方案按照设计要求我们把传感器选择DS18B20,A/D转换采用AD570,把温度传感器采集过来的电压信号直接传给A/D 转换器,然后通过8路数据接入8255可编程芯片,经微处理器8088处理后输出,通过LED显示当前采集的温度值。
图-1 系统框图
4、程序设计(各个软件模块设计和流程图)
4.1温度采集DS18B20的读数据流程图
图-2 温度采集DS18B20的读数据流程图4.2 处理温度BCD码流程图
图-3 处理温度BCD码流程图
4.3 显示数据刷新流程图
图-4 显示数据刷新流程图
4.4系统总的流程图
图-5系统总的流程图
5、硬件设计
5.1温度采集模块
温度采集部分运用DS18B20传感器,其测温系统简单,测温精度高,连接方便,占用口线少,转换速度快,与微处理器的接口简单,给硬件设计工作带来了极大的方便,能有效地降低成本,缩短开发周期。
5.1.1 DS18B20简介
(1)独特的单线接口方式:DS18B20与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。
(2)在使用中不需要任何外围元件。
(3)可用数据线供电,电压范围: 3.0—5.5 V。
(4)测温范围:-55 — 125 ℃。
固有测温分辨率为0.5 ℃。
(5)通过编程可实现9—12位的数字读数方式。
(6)用户可自设定非易失性的报警上下限值。
(7)支持多点组网功能,多个DS18B20可以并联在惟一的三线上,实现多点测温。
5.1.2 DS18B20的内部结构
(1) 64 b闪速ROM的结构如下:
开始8位是产品类型的编号,接着是每个器件的惟一的序号,共有48位,最后8位是前56位的CRC校验码,这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信的原因。
(2) 非易市失性温度报警触发器TH和TL,可通过软件写入用户报警上下限。
(3) 高速暂存存储器
DS18B20温度传感器的内部存储器包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的E2RAM。
后者用于存储TH,TL值。
数据先写入RAM,经校验后再传给E2RAM。
而配置寄存器为高速暂存器中的第5个字节,他的内容用于确定温度值的数字转换分辨率,DS18B20工作时按此寄存器中的分辨率将温度转换为相应精度的数值。
该字节各位的定义如下:
低5位一直都是1,TM是测试模式位,用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式。
在DS18B20出厂时该位被设置为0,用户不要去改动,R1和R0决
定温度转换的精度位数,即是来设置分辨率,如表1所示(DS18B20出厂时被设置为12位)。
设定的分辨率越高,所需要的温度数据转换时间就越长。
因此,在实际应用中要在分辨率和转换时间权衡考虑。
高速暂存存储器除了配置寄存器外,还有其他8个字节组成,其分配如下所示。
其中温度信息(第1,2字节)、TH和TL值第3,4字节、第6~8字节未用,表现为全逻辑1;第9字节读出的是前面所有8个字节的CRC码,可用来保证通信正确。
当DS18B20接收到温度转换命令后,开始启动转换。
转换完成后的温度值就以16位带符号扩展的二进制补码形式存储在高速暂存存储器的第1,2字节。
单片机可通过单线接口读到该数据,读取时低位在前,高位在后,数据格式以0062 5 ℃/LSB形式表示。
温度值格式如下:
对应的温度计算:当符号位S=0时,直接将二进制位转换为十进制;当S=1时,先将补码变换为原码,再计算十进制值。
表2是对应的一部分温度值。
DS18B20完成温度转换后,就把测得的温度值与TH,TL作比较,若T>TH或T <TL,则将该器件内的告警标志置位,并对主机发出的告警搜索命令作出响应。
因此,可用多只DS18B20同时测量温度并进行告警搜索。
(4) CRC的产生在64 b ROM的最高有效字节中存储有循环冗余校验码(CRC)。
主机根据ROM的前56位来计算CRC值,并和存入DS18B20中的CRC值做比较,以判断主机收到的ROM数据是否正确
5.1.3 DS18B20的工作原理
DS18B20 的温度检测与数字数据输出全集成于一个芯片之上,从而抗干扰力更强。
其一个工作周期可分为两个部分,即温度检测和数据处理。
在讲解其工作流程之前我们有必要了解 18B20的内部存储器资源。
18B20 共有三种形态的存储器资源,它们分别是: ROM 只读存储器,用于存放 DS18B20ID 编码,其前 8 位是单线系列编码(DS18B20 的编码是19H),后面48 位是芯片唯一的序列号,最后 8位是以上 56的位的 CRC码(冗余校验)。
数据在出产时设置不由用户更改。
DS18B20 共 64 位 ROM。
RAM 数据暂存器,用于内部计算和数据存取,数据在掉电后丢失,DS18B20 共9 个字节 RAM,每个字节为 8 位。
图-6 A/D转换电路图
5.3 数据处理部分
本部分采用8255A可编程接口与8088处理器共同作用,进行数据运算,其硬件连接图如下:
图-7 数据处理电路图
5.4 数据显示电路部分
数据显示用3片LED数码管,其电路连接图如下,图中103为排阻1000K。
图-8 数据显示电路图
5.5系统总电路图
图-9 系统总电路图。