温度采集系统原理图
温度采集系统
方案设计与分析1温度控制系统方案测温系统采用集成温度传感器AD590测量温度,AD590具有线性优良、性能稳定、灵敏度高、无需补偿、热容量小、抗干扰能力强、可远距离测温且使用方便等优点。
可广泛应用于各种冰箱、空调器、粮仓、冰库、工业仪器配套和各种温度的测量和控制等领域。
将AD590测得的温度信号经转换电路转换为电压量输出,再经AD转换后,将数据送入单片机处理,最后由显示电路显示所测温度,此外还设有键盘,用来设置温度,将测得温度与设置温度比较后,由指示灯指示系统所处的工作状态。
2硬件资源简介2.1 89C51简介89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—F alsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。
89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的89C51是一种高效微控制器，89 C2051是它的一种精简版本。
89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
2.3三端稳压器LM7805简介三端稳压集成电路lm7805电子产品中，常见的三端稳压集成电路有正电压输出的lm78 ××系列和负电压输出的lm79××系列。
顾名思义，三端IC是指这种稳压用的集成电路，只有三条引脚输出，分别是输入端、接地端和输出端。
它的样子象是普通的三极管，TO- 220 的标准封装，也有lm9013样子的TO-92封装。
用lm78/lm79系列三端稳压IC来组成稳压电源所需的外围元件极少，电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路，使用起来可靠、方便，而且价格便宜。
温度采集下位机系统
温度采集下位机系统说明一、系统的硬件如图1所示。
1.说明本系统主要由以下几个部分组成：主控芯片MSP430F169、RS232接口（DB9）、温度传感器DS18B20、液晶显示器1602。
系统原理图见图2。
图2 系统电路原理图工作原理：DS18B20是一种支持“一线总线”传输方式的数字化温度传感器，其结构如图3所示。
它的适用电压为3—5V，测温范围为-55℃——+125℃，以0.5℃递增。
温度以9位数字量读出。
本实验通过DS18B20采集环境温度，当单片机检测到DSl820的存在便可以发出ROM操作命令之一，Read ROM(读ROM)、Match ROM(匹配ROM)、Skip ROM(跳过ROM)、Search ROM(搜索ROM)、Alarm search(告警搜索) 然后对发存储器操作命令对DS18B20进行读写数据转换等操作。
单片机MSP430F169来读写DSl820的数据位和写命令字的位，然后将读到的数据转换后，在液晶显示器1602显示出来。
并将转换结果通过串口上传到上位机。
图3 DS18B20电路图2.单片机软件部分（1）主程序/*************************************************************程序功能：读取DS18B20进行温度测量以后的结果并在1602液晶上显示---------------------------------------------------------------测试说明：观察显示温度数值。
*************************************************************/#include <msp430f169.h>#include "cry1602.h"#include "DS18B20.h"typedef unsigned char uchar;typedef unsigned int uint;uchar dN[6]; //要显示的6位温度数字void Disp_Numb(uint temper);void DispStr(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char *ptr);unsigned char zi[] = "Temperature is:";unsigned char wendu[] = " ";void PutString(uchar *ptr){while(*ptr != '\0'){while (!(IFG1 & UTXIFG0)); // TX缓存空闲？TXBUF0 = *ptr++; // 发送数据}while (!(IFG1 & UTXIFG0));TXBUF0 = '\n';}/*************************主函数*************************/void main( void ){/*下面六行程序关闭所有的IO口*/P1DIR = 0XFF;P1OUT = 0XFF;P2DIR = 0XFF;P2OUT = 0XFF;P3DIR = 0XFF;P3OUT = 0XFF;P4DIR = 0XFF;P4OUT = 0XFF;P5DIR = 0XFF;P5OUT = 0XFF;P6DIR = 0XFF;P6OUT = 0XFF;//初始化UART端口P3SEL |= 0x30; // P3.4,5 = USART0 TXD/RXD ME1 |= URXE0 + UTXE0; // Enable USART0 T/RXD UCTL0 |= CHAR; // 8-bit characterUTCTL0 |= SSEL0; // UCLK = ACLKUBR00 = 0x03; // 32k/9600 - 3.41UBR10 = 0x00; //UMCTL0 = 0x4A; // ModulationUCTL0 &= ~SWRST; // Initialize USART state machine uchar i;WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; //关狗P6DIR |= BIT2;P6OUT |= BIT2; //关闭电平转换,P6.2置高。
数字式多路温度采集系统1
学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
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本学位论文属于1、保密□，在_________年解密后适用本授权书。
2、不保密□。
（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：年月日导师签名：年月日目录摘要 (1)关键词 (1)前言 (1)1、概述 (2)1.1选题的研究目的和意义 (2)1.2温控系统在国内外的发展状况 (2)2、总体设计及功能 (3)2.1 总体方案 (3)2.2 功能介绍 (4)3、硬件设计 (4)3.1 温度采集系统设计 (4)3.1.1温度传感器DS18B20的性能和结构 (4)3.1.2 DS18B20工作原理 (5)3.1.3 温度传感器DS18B20的应用电路 (7)3.1.4 温度采集系统硬件原理图 (7)3.2 AT89C51的介绍及功能结构 (8)3.2.1 AT89C51的介绍 (8)3.2.2 最小系统原理图 (10)3.3 LCD显示系统 (11)3.4 按键设置电路 (12)3.5 声光报警电路 (13)3.6 温度采集系统总电路图 (14)4、软件设计 (15)4.1 主程序流程图 (15)4.2 温度采集系统软件设计流程 (17)4.3 显示子程序流程图 (17)4.4 按键子程序流程图 (18)5、系统仿真 (18)5.1 仿真总电路图 (18)5.2 仿真和调试 (19)5.2.1 仿真设置 (19)5.2.2 调试和分析 (20)6、总结 (21)致谢 (21)参考文献 (22)附录 (23)共3 1页第1页数字式多路温度采集系统的设计学生：赵龙指导老师：杨先卫三峡大学理学院摘要：本设计是制作一个单片机控制的数字式多路温度采集系统。
项目10数字温度采集系统的设计.ppt
10.1.2 ADC0809芯片的介绍
1．ADC0809的性能 ADC0809采用＋5V电源供电。 转换时间：取决于芯片的工作时钟。ADC0809为外接时钟，转换一次的 时间为64个时钟周期，当工作时钟为500KHz时，转换时间为128μs，最 大允许值为800KHz。 8位CMOS逐次逼近型的A/D转换器。 三态锁定输出。 分辨率：8位。 总误差：±1LSB。 模拟输入电压范围：单极性0～＋5V。
或多次读取。
lADC开始转换时，必须加一个启动转换信号，这一启动信号要由单 片机提供。不同型号的ADC，对于启动转换信号的要求也不同，一 般分为脉冲启动和电平启动两种。对于脉冲启动型ADC，只要给其 启动控制端上加一个符合要求的脉冲信号即可，如ADC0809、 AD574等。通常用WR和地址译码器的输出经一定的逻辑电路进行控 制。对于电平启动型ADC，当把符合要求的电平加到启动控制端上
Ø 工作任务
l 叙述A/D转换器的技术指标要求； l 叙述ADC0809的工作原理； l 叙述DS18B20的工作原理； l 设计单片机控制的数字温度采集系统的工作电路； l 编写数字温度采集系统的单片机控制程序。
项目10 数字温度采集系统的设计
任务10.1 数字电压表的设计 任务10.2 数字温度采集系统的设计 项目拓展 串行A/D转换芯片PCF8591
时，立即开始转换，在转换过程中，必须保持这一电平，否则会终
止转换的进行。因此，在这种启动方式下，单片机的控制信号必须 经过锁存器保持一段时间，一般采用Ｄ触发器、锁存器或并行I/O接 口等来实现。AD570、AD571等都属于电平启动型ADC。
l当ADC转换结束时，ADC输出一个转换结束标志信号，通知单片机 读取转换结果。单片机检查判断A/D转换结束的方法一般有中断和 查询两种。对于中断方式，可将转换结束标志信号接到单片机的中 断请求输入线上或允许中断的I/O接口的相应引脚，作为中断请求信 号；对于查询方式，可把转换结束标志信号经三态门送到单片机的 某一位I/O口线上，作为查询状态信号。 lA/D转换器的另一个重要连接信号是时钟，其频率是决定芯片转换 速度的基准。整个A/D转换过程都是在时钟的作用下完成的。A/D转 换时钟的提供方法有两种：一种是由芯片内部提供（如AD574）， 一般不需外加电路；另一种是由外部提供，有的用单独的振荡电路 产生，更多的则是把单片机输出时钟经分频后，送到A/D转换器的 相应时钟端。
温度测量原理及接线方法(共24张PPT)
热电偶的相关知识
根本介绍 概述 特点 结构 工作原理
种类 常见热电偶材料 类别
相关介绍
➢ 热电偶的安装要求
➢ 热电偶的正确使用
➢ 故障处理案例 ➢ 温度补偿
常见问题
•
热电偶是一种感温元件，是一种仪表。它直接测量温度，并把温度信号转 热电偶
• 换成热电动势信号, 通过电气仪表〔二次仪表〕转换成被测介质的温度。热电 偶测温的根本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路,当两端存在温度 梯度时,回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在电动势——热电动势， 这就是所谓的塞贝克效应(Seebeck effect)。两种不同成份的均质导体为热电
变化对测温的影响，不起补偿作用。因此，还需采用其他修
正方法来补偿冷端温度t0≠0℃时对测温的影响。在使用热电
偶补偿导线时必须注意型号相配，极性不能接错，补偿导线
与热电偶连接端的温度差不能超过100℃
常见问题
• 对于热电偶的热电势，应注意如下几个问题： 装配热 电偶
• 1：热电偶的热电势是热电偶工作端与冷端两端温度函数的 差，而不是热电偶冷端与工作端，两端温度差的函数； 2 ：热电偶所产生的热电势的大小，当热电的材料是均 匀时，与热电偶的长度和直径无关， 3：当热电偶的 两个热电偶丝材料成份确定后，热电偶热电势的大小，只 与热电偶的温度差有关；假设热电偶冷端的温度保持一定， 这热电偶的热电势仅是工作端温度的单值函数。将两种不 同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路， 如下图。当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时， 两者之间便产生电动势，因而在回路中形成一个大小的电 流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工 作的。
温度数据采集系统和无线传输系统组成
本系统主要由温度数据采集系统和无线传输系统组成。
为使设计思路清晰，采用模块化设计思想，可将系统分为三大模块：温度数据采集模块、无线通信模块和接收端显示模块。
系统的总体设计框图如图2.1 所示。
图 2.1 系统总体设计框图整个系统分为发射端和接收端，通过两个单片机协调工作。
具体工作原理是：发射端的单片机控制多路温度数据采集模块定时采集多路的温度数据，送到发射端的单片机上，同时控制无线发射模块发射测温点和相应的温度数据；接收端的单片机控制无线接收模块接收发射过来的数据，进行数据格式处理后，送到显示模块显示测温点和相应的温度数据；并判断温度值是否超限，若超限，进行报警。
2.2系统设计要求温度在许多领域都扮演者重要的角色，温度参数往往都影响着工业或农业生产的质量和产量，故对温度进行准确有效的测量具有重要的意义。
本系统应用于对温室、蔬菜大棚温度参数的测量，要求具备良好的准确性和可靠性，为满足这一要求，在设计中需要满足以下要求：1. 鉴于温室所测温度范围一般在-10～50℃，精度在±0.5℃左右即可满足需求。
另外参照系统采用的电源，在选择温度传感器时要满足这些条件。
2. 系统中MCU要有快速处理数据的能力，以便保证能及时将温度数值显示出来；选用的MCU将大量外围模块集成在片内的，可以使系统设计外部结构简单，增强系统可靠性，便于扩展。
3. 系统采用电池供电才能保证易于移动和增减采集点，故在选择器件时应考虑到功耗，尽量选用低功耗器件。
4. 系统工作的环境要求无线通信系统具有良好的抗干扰能力，从而确保数据传输的可靠性和准确性。
5. 无线通信良好的传输距离应该保持在50m 以上。
2.3 系统相关器件的选型根据以上系统设计的要求来选择符合要求的器件类型。
2.3.1 温度传感器的选择温度是一种常见的基础物理量，我们的生产生活无不与之有密切的关系。
温度传感器是开发较早、应用较广的一类传感器。
在半导体技术的支撑下，温度传感器主要有热电偶、热电阻、热敏电阻和集成温度传感器四种类型。
温湿度采集控制电路ppt课件
8 _E
GND
2 00
R L7
8 _F
VCC R4
2 00
5 10
SW PB
SW30
S31
8 _A
SW PB
SW PB SW22 SW PB
S23
8 _A
SW PB SW14 SW PB
S15
8 _A
SW PB
SW6 S7
SW PB
GND
VCC
B T1
X2 3 2. 7 68 KHz
1 2 3 4
VCC2 VCC1
第一节 电路图和PCB
一、系统构成 1、温度湿度采集控制电路 2、集中显示电路控制温湿度采集控
制电路
二、温度湿度采集控制电路
温度传感器
1、模拟接口
2、数字接口
18b20
1
GND 2 1 2
VCC R4
5 10
R3
CS1
IC 6 7 8N0 5
VCC
D2
5 10
0 .1 UF
LED
J S1
1 2V
1
DIG7
RK8
S63
DIG3
RK4
S31
SW63
SW55
SW47
SW39
8 _DP
S63
8 _DP
S55
8 _DP
S47
8 _DP
S39
1 0k
1 0k
SW PB
SW PB
SW PB
SW PB
VCC
CS6 VCC 0 .1 U U7
VCC
RC1 1 .5 K
DIG6
RK7
S55
1 0k
温度采集系统原理图
晶振电路与复位电路在晶振电路中，主要用到了XTAL1和XTAL2两个引脚。
（1）XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
（2）XTAL2：来自反向振荡器的输出。
在晶振电路中，AT89C51具有两种晶振方式，一种是片内时钟振荡方式，但需要在引脚外接石英晶体和振荡电容，振荡电容的值一般取10-30pf。
另一种是外部时钟方式，即将XTAL1接外部时钟，XTAL2脚悬空。
本设计的晶振电路如图1所示。
图1 晶振电路单片机的晶振频率采用11.0592MHZ，外加两个30pF电容。
XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出，外接石英晶体和振荡电容，构成了片内时钟振荡方式。
而振荡周期指的就是单片机外接石英晶体振荡器的周期。
当时钟起振后，产生一定的频率的时钟信号，单片机的CPU在时钟信号的控制下能一步一步完成自己的工作，同时与整个系统相关的周期还有振荡周期、状态周期、机器周期和指令周期。
电容C1和C2主要用于校正波形，振荡器的作用主要是产生时钟振荡。
而整个电路的作用则是为了产生自激振荡。
引脚RST作用是复位输入。
当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
在按下按键后，系统自动复位，十分方便。
在复位电路中添加按键主要是为了能够使得复位更加方便，电容主要是在复位后进行充电，而上拉电阻起到限流的作用，保护了电路。
图2复位电路温度采集电路温度控制电路主要运用到了DS18B20和AT89C51。
图3 DS18B20管脚图在硬件上，DS18B20与单片机的连接有两种方法，一种是VCC接外部电源，GND接地，I/O与单片机的I/O线相连；另一种是用寄生电源供电，此时UDD、GND接地，I/O接单片机I/O。
内部寄生电源I/O口线要接5KΩ左右的上拉电阻。
这里采用的是第一种连接方法,如图4所示:P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚电位被内部上拉电阻拉高，且作为输入。
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晶振电路与复位电路
在晶振电路中，主要用到了XTAL1和XTAL2两个引脚。
（1）XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
（2）XTAL2：来自反向振荡器的输出。
在晶振电路中，AT89C51具有两种晶振方式，一种是片内时钟振荡方式，但需要在引脚外接石英晶体和振荡电容，振荡电容的值一般取10-30pf。
另一种是外部时钟方式，即将XTAL1接外部时钟，XTAL2脚悬空。
本设计的晶振电路如图1所示。
图1 晶振电路
单片机的晶振频率采用11.0592MHZ，外加两个30pF电容。
XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出，外接石英晶体和振荡电容，构成了片内时钟振荡方式。
而振荡周期指的就是单片机外接石英晶体振荡器的周期。
当时钟起振后，产生一定的频率的时钟信号，单片机的CPU在时钟信号的控制下能一步一步完成自己的工作，同时与整个系统相关的周期还有振荡周期、状态周期、机器周期和指令周期。
电容C1和C2主要用于校正波形，振荡器的作用主要是产生时钟振荡。
而整个电路的作用则是为了产生自激振荡。
引脚RST作用是复位输入。
当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
在按下按键后，系统自动复位，十分方便。
在复位电路中添加按键主要是为了能够使得复位更加方便，电容主要是在复位后进行充电，而上拉电阻起到限流的作用，保护了电路。
图2复位电路
温度采集电路
温度控制电路主要运用到了DS18B20和AT89C51。
图3 DS18B20管脚图
在硬件上，DS18B20与单片机的连接有两种方法，一种是VCC接外部电源，GND接地，I/O与单片机的I/O线相连；另一种是用寄生电源供电，此时UDD、GND接地，I/O接单片机I/O。
内部寄生电源I/O口线要接5KΩ左右的上拉电阻。
这里采用的是第一种连接方法,如图4所示:
P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚电位被内部上拉电阻拉高，且作为输入。
作为输入时，P2口的管脚电位被外部拉低，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。
图4 温度采集电路
传感器数据采集电路主要指DS18B20温度传感器与单片机的接口电路。
DS18B20可以采用两种方式供电，一种是采用电源供电方式，此时DS18B20的1脚接地，2脚作为信号线，3脚接电源。
另一种是寄生电源供电方式考虑到实际应用中寄生电源供电方式适应能力差且易损坏，此处采用电源供电方式，I/O 口接单片机的P2.4口。
显示电路
在显示电路中，VSS接地，VDD接5V正电源，VEE为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高，为了获得最佳对比度，VEE接地。
RS为寄存器选择，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。
R/W为读写信号线，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。
当RS和RW 共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平R/W为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据。
E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。
RS和R/W选用不同的高低电平，将影响寄存器的选择。
寄存器选择控制表
RS R/W 操作说明
0 0 写入指令寄存器（清除屏等）
0 1 读busy flag（DB7），以及读取位址计数器（DB0~DB6）值
1 0 写入数据寄存器（显示各字型等）
1 1 从数据寄存器读取数据
由于液晶显示器的功能是显示各字符，所以RS置高电平，R/W接地。
8位双向数据线D0-D7与双向I/O口相连。
图5 液晶显示电路图
报警系统
利用有源蜂鸣器进行报警输出，采用直流供电。
当所测温度超过获高于所预设的温度时，数据口相应拉高电平，报警输出。
而两个发光二极管直接和单片机的P3.6和P3.7相接，当温度大于100度时D1发亮，蜂鸣器报警，反之黄灯D2发亮。
至于报警电路，连接方式如6所示。
图6报警电路电路图。