温度检测显示系统设计
基于DS18B20的温度采集显示系统的设计
目录1.引言 (1)1.1绪论 (1)1.2课程设计任务书 (1)2.设计方案 (3)3.硬件设计方案 (3)3.1最小系统地设计 (3)3.2LED发光报警电路 (5)3.3DS18B20地简介及在本次设计中地应用 (5)3.3.1 DS18B20地外部结构及管脚排列 (5)3.3.2 DS18B20地工作原理 (6)3.3.3 DS18B20地主要特性 (7)3.3.4 DS18B20地测温流程 (8)3.3.5 DS18B20与单片机地连接 (8)3.4报警温度地设置 (8)3.5数码管显示 (9)3.5.1数码管工作原理 (9)3.5.2数码管显示电路 (10)3.6硬件电路总体设计 (11)4.软件设计方案 (12)4.1主程序介绍 (12)4.1.1主程序流程图 (12)4.1.2主流程地C语言程序 (13)4.2部分子程序 (17)4.2.1 DS18B20复位子程序 (17)4.2.2 写DS18B20命令子程序 (18)4.2.3读温度子程序 (20)4.2.4计算温度子程序 (22)4.2.5显示扫描过程子程序 (23)5.基于DS18B20地温度采集显示系统地调试 (25)6.收获和体会 (27)7.参考文献 (27)1.引言1.1绪论随着科学技术地发展，温度地实时显示系统应用越来越广泛，比如空调遥控器上当前室温地显示，热水器温度地显示等等，同时温度地控制在各个领域也都有积极地意义.采用单片机对温度进行控制不仅具有控制方便、简单、灵活性大等特点，而且还可以大幅度提高被控温度地技术指标.本文介绍了基于DS18B20地温度实时采集与显示系统地设计与实现.设计中选取单片机AT89C51作为系统控制中心，数字温度传感器DS18B20作为单片机外部信号源，实现温度地实时采集.并且用精度较好地数码管作为温度地实时显示模块.利用单片机程序来完成对DS18B20与AT89C51地控制，最终实现温度地实时采集与显示.采用单片机对温度进行控制不仅具有控制方便、简单、灵活性大等特点，而且还可以大幅度提高被控温度地技术指标.1.2课程设计任务书《微机原理与接口技术》课程设计任务书(二)题目：基于DS18B20地温度采集显示系统地设计一、课程设计任务传统地温度传感器，如热电偶温度传感器，具有精度高，测量范围大，响应快等优点.但由于其输出地是模拟量，而现在地智能仪表需要使用数字量，有些时候还要将测量结果以数字量输入计算机，由于要将模拟量转换为数字量，其实现环节就变得非常复杂.硬件上需要模拟开关、恒流源、D/A转换器，放大器等，结构庞大，安装困难，造价昂贵.新兴地IC温度传感器如DS18B20，由于可以直接输出温度转换后地数字量，可以在保证测量精度地情况下，大大简化系统软硬件设计.这种传感器地测温范围有一定限制（大多在－50℃～120℃），多适用于环境温度地测量.DS18B20可以在一根数据线上挂接多个传感器，只需要三根线就可以实现远距离多点温度测量.本课题要求设计一基于DS18B20地温度采集显示系统，该系统要求包含温度采集模块、温度显示模块（可用数码管或液晶显示）和键盘输入模块及报警模块.所设计地系统可以从键盘输入设定温度值，当所采集地温度高于设定温度时，进行报警，同时能实时显示温度值.二、课程设计目地通过本次课程设计使学生掌握：1）单总线温度传感器DS18B20与单片机地接口及DS18B20地编程；2）矩阵式键盘地设计与编程；3）经单片机为核心地系统地实际调试技巧.从而提高学生对微机实时控制系统地设计和调试能力.三、课程设计要求1、要求可以从键盘上接收温度设定值，当所采集地温度高于设定值时，进行报警（可以是声音报警，也可是光报警）2、能实时显示温度值，要求保留一位小数；四、课程设计内容1、人机“界面”设计；2、单片机端口及外设地设计；3、硬件电路原理图、软件清单.五、课程设计报告要求报告中提供如下内容：1、目录2、正文（1）课程设计任务书；（2）总体设计方案（3）针对人机对话“界面”要有操作使用说明，以便用户能够正确使用本产品；（4）硬件原理图，以便厂家生成产（可手画也可用protel软件）；（5）程序流程图及清单（子程序不提供清单，但应列表反映每一个子程序地名称及其功能）；（6）调试、运行及其结果；3、收获、体会4、参考文献六、课程设计进度安排七、课程设计考核办法本课程设计满分为100分，从课程设计平时表现、课程设计报告及课程设计答辩三个方面进行评分，其所占比例分别为20%、40%、40%.2.设计方案本次地课题设计要求是基于DS18B20地温度采集显示系统，该系统要求包含温度采集模块、温度显示模块和键盘输入模块及报警模块.其中温度采集模块所选用地是DS18B20数字温度传感器进行温度采集，温度显示模块用地四位八段共阴极数码管进行温度地实时显示，键盘输入模块采用地是按钮进行温度地设置，报警模块用地是LED灯光报警.具体方案见图2-1.图2-1 总体设计方案3.硬件设计方案3.1最小系统地设计本次设计单片机采用地是AT89C51系列地，它由一个8位中央处理器(CPU)，4k 字节Flash 闪速存储器，128字节内部RAM，32 个I/O 口线，两个16位定时/计数器，一个串行I/O口及中断系统等部分组成.其结构如图3-1所示：图3-1 AT89C51系列单片机引脚排列图3-2 单片机最小系统接线图图3-2为单片机最小系统地接线图，其中C1、C2均选用20PF 地，晶振X1用地是11.0592MHZXTAL1XTAL2 RST EA地.晶振电路中外接电容C1，C2地作用是对振荡器进行频率微调，使振荡信号频率与晶振频率一致，同时起到稳定频率地作用，一般选用10~30pF地瓷片电容.并且电容离晶振越近越好，晶振离单片机越近越好.晶振地取值范围一般为0~24MHz，常用地晶振频率有6MHz、12 MHz、11.0592 MHz、24 MHz 等.晶振地振荡频率直接影响单片机地处理速度，频率越大处理速度越快.图3-2中C3，R1及按键构成了最小系统中地复位电路，本次设计选择地是手动按钮复位，手动按钮复位需要人为在复位输入端RST上加入高电平.一般采用地办法是在RST端和正电源Vcc之间接一个按钮.当人为按下按钮时，则Vcc地+5V电平就会直接加到RST端.由于人地动作再快也会使按钮保持接通达数十毫秒，所以，完全能够满足复位地时间要求.在单片机最小系统中还要将EA地非接高电平，如图3-2也有体现出来.3.2 LED发光报警电路P1.7图3-3 LED发光报警电路图3-3为LED报警电路地接法，其中一根线接单片机地8号P1.7口，另外一根接地.当温度超过预设温度值时LED灯被接通发光报警.3.3 DS18B20地简介及在本次设计中地应用3.3.1 DS18B20地外部结构及管脚排列DS18B20地管脚排列如图3-4所示：DS18B20引脚定义：(1)DQ为数字信号输入/输出端；(2)GND为电源地；(3)VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）图3-4 DS18B20地引脚排列及封装3.3.2 DS18B20地工作原理DS18B20地读写时序和测温原理与DS1820相同，只是得到地温度值地位数因分辨率不同而不同，且温度转换时地延时时间由2s减为750ms. DS18B20测温原理如图3-5所示.图中低温度系数晶振地振荡频率受温度影响很小，用于产生固定频率地脉冲信号送给计数器1.高温度系数晶振随温度变化其振荡率明显改变，所产生地信号作为计数器2地脉冲输入.计数器1和温度寄存器被预置在－55℃所对应地一个基数值.计数器1对低温度系数晶振产生地脉冲信号进行减法计数，当计数器1地预置值减到0时，温度寄存器地值将加1，计数器1地预置将重新被装入，计数器1重新开始对低温度系数晶振产生地脉冲信号进行计数，如此循环直到计数器2计数到0时，停止温度寄存器值地累加，此时温度寄存器中地数值即为所测温度.图中地斜率累加器用于补偿和修正测温过程中地非线性，其输出用于修正计数器1地预置值.图3-5 DS18B20测温原理图3.3.3 DS18B20地主要特性（1）适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电；（2）独特地单线接口方式，DS18B20在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地双向通讯；（3）DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一地三线上，实现组网多点测温；（4）DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管地集成电路内；（5）温范围－55℃～＋125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃；（6）可编程地分辨率为9～12位，对应地可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可实现高精度测温；（7）在9位分辨率时最多在93.75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字，速度更快；（8）测量结果直接输出数字温度信号，以"一线总线"串行传送给CPU，同时可传送CRC校验码，具有极强地抗干扰纠错能力；（9）负压特性：电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁，但不能正常工作.3.3.4 DS18B20地测温流程图3-6 DS18B20地测温流程图3.3.5 DS18B20与单片机地连接图3-7 DS18B20与单片机地连接电路图如上图为DS18B20温度传感器与单片机之间地接法，其中2号接单片机地17号P3.7接口.DS18B20通过P3.7口将采集到地温度实时送入单片机中.3.4 报警温度地设置P2.5 P2.6 P2.7P3.7图3-8 报警温度地设置电路图3-8为报警温度地设置电路，其中K1，K2，K3分别接到单片机地P2.5,P2.6,P2.7口.其中K1用于报警温度设定开关，K2用于报警温度地设置时候地加温度（每次加一），K3用于报警温度地设置时地减温度（每次减一）.实现了报警温度地手动设置.3.5 数码管显示3.5.1数码管工作原理图3-9 数码管地引脚排列及结构图3-9为数码管地外形及引脚排列和两种接法（共阴极和共阳极）地结构图.共阳极数码管地8个发光二极管地阳极（二极管正端）连接在一起.通常，公共阳极接高电平（一般接电源），其它管脚接段驱动电路输出端.当某段驱动电路地输出端为低电平时，则该端所连接地字段导通并点亮.根据发光字段地不同组合可显示出各种数字或字符.此时，要求段驱动电路能吸收额定地段导通电流，还需根据外接电源及额定段导通电流来确定相应地限流电阻.共阴极数码管地8个发光二极管地阴极（二极管负端）连接在一起.通常，公共阴极接低电平（一般接地），其它管脚接段驱动电路输出端.当某段驱动电路地输出端为高电平时，则该端所连接地字段导通并点亮，根据发光字段地不同组合可显示出各种数字或字符.此时，要求段驱动电路能提供额定地段导通电流，还需根据外接电源及额定段导通电流来确定相应地限流电阻.要使数码管显示出相应地数字或字符，必须使段数据口输出相应地字形编码.字型码各位定义为：数据线D0与a字段对应，D1与b字段对应……，依此类推.如使用共阳极数码管，数据为0表示对应字段亮，数据为1表示对应字段暗；如使用共阴极数码管，数据为0表示对应字段暗，数据为1表示对应字段亮.如要显示“0”，共阳极数码管地字型编码应为：11000000B（即C0H）；共阴极数码管地字型编码应为：00111111B（即3FH）.依此类推，可求得数码管字形编码如表3-5所示.表3-5数码管字符表显示地具体实施是通过编程将需要显示地字型码存放在程序存储器地固定区域中，构成显示字型码表.当要显示某字符时，通过查表指令获取该字符所对应地字型码.3.5.2数码管显示电路图3-10 四位八段数码管动态显示电路图3-10为本次设计所用到地四位八段数码管动态显示，其中段选接到单片机地P0口，位选接到单片机地P2口地低四位.其中P0口也接地有上拉电阻，图中未标示出来，会在下面地总体电路中标示出来.采用地是动态显示方式.3.6 硬件电路总体设计图3-11为本次设计地硬件总体设计图，其中利用K1,K2,K3处进行报警温度地设置，然后有DS18B20进行实时温度采集，并在数码管上同步显示，若采集到地温度达到或者超过预设地报警温度，则LED 灯会发光报警，若低于该报警温度，则不会报警.P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7 P2.0 P2.1P2.2 P2.3图3-11 硬件电路总体设计图4.软件设计方案4.1主程序介绍4.1.1主程序流程图本次设计首先对程序进行初始化，然后打开报警温度设定开关，对报警温度进行设定，确认设定值后，DS18B20温度传感器进行温度采集并送入单片机中，单片机将传感器所检测到地温度同步显示在数码管上，并且与设置地报警温度进行比较，若达到或者超过报警温度时，LED灯发光报警，如果没有达到，则继续进行温度采集.图4-1主程序流程图4.1.2主流程地C语言程序main (){ALERT=0。
温度检测系统设计报告模板
温度检测系统设计报告模板1. 引言温度检测是现代社会中广泛应用于各个领域的一项重要技术。
不论是工业生产中的温控系统，还是医疗领域中的体温监测，都需要可靠准确的温度检测系统来提供数据支持。
本报告旨在介绍一种基于传感器技术的温度检测系统的设计方案。
2. 系统设计2.1 系统概述本温度检测系统主要由以下几个部分组成：- 传感器模块- 数据采集模块- 数据处理模块- 数据显示模块2.2 传感器模块传感器模块是温度检测系统的核心部分，用于实时感知周围的温度信息。
常见的温度传感器有热电偶、热敏电阻和半导体温度传感器等。
在本设计方案中，我们选择了半导体温度传感器作为主要传感器。
2.3 数据采集模块数据采集模块用于将传感器模块采集到的温度数据进行模拟转数字（A/D）转换，并将其转化为计算机可读的数据传输格式，如数字信号或模拟信号。
常用的数据采集芯片有MAX31855 和ADS1115 等。
2.4 数据处理模块数据处理模块接收从数据采集模块传输过来的温度数据，并进行必要的数据处理和分析。
其中包括常见的数据滤波、校准和温度单位转换等操作。
此外，如果需要实现更复杂的功能，如报警、数据存储等，也可在该模块进行相应的逻辑设计。
2.5 数据显示模块数据显示模块将处理后的温度数据以直观的方式进行展示，供用户实时监测和观察。
常见的数据显示方式包括数码管、液晶屏、计算机图形界面等。
3. 系统实现3.1 硬件实现在硬件实现方面，我们选用了Arduino 控制板作为主控制器，并通过相关传感器模块和数据采集模块与之连接。
具体连接方式可参考相关文档和示例。
3.2 软件实现在软件实现方面，我们采用了Arduino 的开发环境进行程序编写和上传。
具体程序设计涉及到传感器的读取和校准、数据传输和处理，以及数据显示等方面。
4. 系统测试为了验证系统的性能和准确性，我们进行了一系列的系统测试。
首先对传感器模块进行了静态和动态的温度测试，并与标准温度计进行了对比。
基于单片机的室内温湿度检测系统的设计
基于单片机的室内温湿度检测系统的设计
一、系统简介
本系统基于单片机，能够实时检测室内的温度和湿度，显示在
液晶屏幕上，并可通过串口输出到PC端进行进一步数据处理和存储。
该系统适用于家庭、办公室和实验室等场所的温湿度检测。
二、硬件设计
系统采用了DHT11数字温湿度传感器来实时检测室内温度和湿度，采用STC89C52单片机作为控制器，通过LCD1602液晶屏幕显示
温湿度信息，并通过串口与PC进行数据通信。
三、软件设计
1、采集数据
系统通过DHT11数字温湿度传感器采集室内的温度和湿度数据，通过单片机IO口与DHT11传感器进行通信。
采集到的数据通过计算
得到实际温湿度值，并通过串口发送给PC端进行进一步处理。
2、显示数据
系统将采集到的室内温湿度数据通过LCD1602液晶屏幕进行显示，可以实时观察室内温湿度值。
3、通信数据
系统可以通过串口与PC进行数据通信，将数据发送到PC端进
行存储和进一步数据处理。
四、系统优化
为了提高系统的稳定性和精度，需要进行优化，包括以下几点：
1、添加温湿度校准功能，校准传感器的测量误差。
2、添加系统自检功能，确保系统正常工作。
3、系统可以添加温湿度报警功能，当温湿度超过设定阈值时，系统会自动发送报警信息给PC端。
以上是基于单片机的室内温湿度检测系统的设计。
基于51单片机的温度检测系统_单片机C语言课题设计报告
单片机C语言课题设计报告设计题目：温度检测电气系2011级通信技术一班级通信技术一班通才达识，信手拈来通才达识，信手拈来1摘要本课题以51单片机为核心实现智能化温度测量。
利用18B20温度传感器获取温度信号，将需要测量的温度信号自动转化为数字信号，利用单总线和单片机交换数据，最终单片机将信号转换成LCD 可以识别的信息显示输出。
基于STC90C516RD+STC90C516RD+的单片机的智能温度检测系统，的单片机的智能温度检测系统，设计采用18B20温度传感器，其分辨率可编程设计。
本课题设计应用于温度变化缓慢的空间，综合考虑，以降低灵敏度来提高显示精度。
设计使用12位分辨率，因其最高4位代表温度极性，故实际使用为11位半，位半，而温度测量范围为而温度测量范围为而温度测量范围为-55-55-55℃～℃～℃～+125+125+125℃，℃，则其分辨力为0.06250.0625℃。
℃。
设计使用LCD1602显示器，可显示16*2个英文字符，显示器显示实时温度和过温警告信息，和过温警告信息，传感器异常信息设。
传感器异常信息设。
传感器异常信息设。
计使用蜂鸣器做警报发生器，计使用蜂鸣器做警报发生器，计使用蜂鸣器做警报发生器，当温度超过当温度超过设定值时播放《卡农》，当传感器异常时播放嘟嘟音。
单片机C 语言课题设计报告语言课题设计报告电动世界，气定乾坤2目录一、设计功能一、设计功能................................. ................................. 3 二、系统设计二、系统设计................................. .................................3 三、器件选择三、器件选择................................. .................................3 3.1温度信号采集模块 (3)3.1.1 DS18B20 3.1.1 DS18B20 数字式温度传感器数字式温度传感器..................... 4 3.1.2 DS18B20特性 .................................. 4 3.1.3 DS18B20结构 .................................. 5 3.1.4 DS18B20测温原理 .............................. 6 3.1.5 DS18B20的读写功能 ............................ 6 3.2 3.2 液晶显示器液晶显示器1602LCD................................. 9 3.2.1引脚功能说明 ................................. 10 3.2.2 1602LCD 的指令说明及时序 ..................... 10 3.2.3 1602LCD 的一般初始化过程 (10)四、软件设计四、软件设计................................ ................................11 4.1 1602LCD 程序设计流程图 ........................... 11 4.2 DS18B20程序设计流程图 ............................ 12 4.3 4.3 主程序设计流程图主程序设计流程图................................. 13 五、设计总结五、设计总结................................. ................................. 2 六、参考文献六、参考文献................................. ................................. 2 七、硬件原理图及仿真七、硬件原理图及仿真......................... .........................3 7.1系统硬件原理图 ..................................... 3 7.2开机滚动显示界面 ................................... 4 7.3临界温度设置界面 ................................... 4 7.4传感器异常警告界面 (4)电气系2011级通信技术一班级通信技术一班通才达识，信手拈来通才达识，信手拈来3温度温度DS18B20 LCD 显示显示过温函数功能模块能模块传感器异常函数功能模块数功能模块D0D1D2D3D4D5D6D7XT XTAL2AL218XT XTAL1AL119ALE 30EA31PSEN29RST 9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD 10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR 16P3.5/T115U180C51X1CRYST CRYSTAL ALC122pFC222pFGNDR110kC31uFVCCGND234567891RP1RESPACK-8VCC0.0DQ 2VCC 3GND 1U2DS18B20R24.7K LCD1LM016LLS2SOUNDERMUC八、程序清单八、程序清单................................. .................................5 一、设计功能·由单片机、温度传感器以及液晶显示器等构成高精度温度监测系统。
温度检测系统的设计【文献综述】
毕业论文文献综述机械设计制造及其自动化温度检测系统的设计温度检测与控制在国外研究较早，始于20世纪70年代。
先是采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并进行指示、记录和控制。
80年代末出现了分布式控制系统。
目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。
现在世界各国的温度测控技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。
在国内，我国对于温度测控技术的研究较晚，始于20世纪80年代。
我国工程技术人员在吸收发达国家温度测控技术的基础上，才掌握了温度室内微机控制技术，该技术仅限于对温度的单项环境因子的控制。
我国温度测控设施计算机应用，在总体上正从消化吸收、简单应用阶段向实用化、综合性应用阶段过渡和发展。
在技术上，以单片机控制的单参数单回路系统居多，尚无真正意义上的多参数综合控制系统，与发达国家相比，存在较大差距。
我国温度测量控制现状还远远没有达到工厂化的程度，生产实际中仍然有许多问题困扰着我们，存在着装备配套能力差，产业化程度低，环境控制水平落后，软硬件资源不能共享和可靠性差等缺点。
近些年来，一些科学家通过对温度检测研究发现太阳辐射或许是气温变暖主要因素温度检测的设计中，单片机是这个系统的核心部分。
单片微型计算机简称单片机，典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。
单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。
早期的单片机都是8位或4位的。
其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。
此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。
基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。
随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。
90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大提高。
随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。
基于单片机的温度检测系统的设计
基于单片机的温度检测系统的设计一、引言随着科技的发展和社会的进步，温度检测在各个领域中起着至关重要的作用。
为了实现对温度变化的准确监测和控制，本文将介绍一种基于单片机的温度检测系统的设计方案。
二、系统概述本系统通过采集环境温度数据，并通过单片机进行处理和控制，实现对温度的实时监测和报警功能。
三、硬件设计3.1传感器选择在温度检测系统中，传感器是获取环境温度信息的关键部件。
本系统选择了精度高、稳定性好的数字温度传感器DS18B20作为温度采集装置。
3.2单片机选择单片机是系统的核心控制部分，负责采集传感器数据、处理数据并输出相应信号。
为了满足系统的实时性和稳定性要求，本系统选择了常用的S T M32系列单片机作为控制器。
3.3电路设计基于上述选择的传感器和单片机，我们设计了相应的电路接口和连接方式，确保传感器能够正常采集数据，并将数据传输给单片机进行处理。
四、软件设计4.1系统架构本系统采用分层架构设计，包括传感器数据采集层、数据处理层和用户界面层。
每一层都有相应的功能模块，实现温度数据的采集、处理和显示。
4.2数据采集和处理系统通过定时中断方式，周期性地读取传感器数据，并通过计算得到温度值。
采集到的数据经过滤波和校正处理后，传递给用户界面层进行显示。
4.3用户界面为了方便用户操作和监测温度变化，系统设计了简洁直观的用户界面。
用户可以通过L CD显示屏上的菜单操作，查看温度数值和设置相关参数，同时系统还具备温度报警功能。
五、系统测试与结果分析5.1硬件测试在硬件实现完毕后，进行了必要的硬件测试。
通过测量不同环境下的温度，并与实际温度进行比对，验证了系统的准确性和可靠性。
5.2软件测试系统软件的测试主要包括功能测试和性能测试。
通过模拟实际使用场景，测试了系统在不同条件下的温度检测和报警功能是否正常。
六、总结与展望本文介绍了基于单片机的温度检测系统的设计方案。
通过合理的硬件选型和软件设计，实现了对温度数据的实时监测和报警功能。
基于单片机的温湿度监测系统毕业设计
基于单片机的温湿度监测系统毕业设计一、引言在现代社会中，温湿度的监测在许多领域都具有重要意义，例如农业生产、仓储管理、工业制造以及室内环境控制等。
为了实现对温湿度的准确、实时监测，基于单片机的温湿度监测系统应运而生。
本毕业设计旨在设计并实现一种基于单片机的温湿度监测系统，以满足实际应用中的需求。
二、系统总体设计方案（一）系统功能需求分析本系统需要实现对环境温湿度的实时采集、数据处理、显示以及超限报警等功能。
能够在不同的环境中稳定工作，并具有较高的测量精度和可靠性。
（二）系统总体结构设计系统主要由单片机控制模块、温湿度传感器模块、显示模块、报警模块以及电源模块等组成。
单片机作为核心控制器，负责协调各个模块的工作，温湿度传感器用于采集环境温湿度数据，显示模块用于实时显示测量结果，报警模块在温湿度超限时发出警报，电源模块为整个系统提供稳定的电源。
三、硬件设计（一）单片机控制模块选择合适的单片机型号，如 STC89C52 单片机，其具有丰富的资源和良好的性价比。
单片机通过 I/O 口与其他模块进行通信和控制。
（二）温湿度传感器模块选用 DHT11 数字温湿度传感器，该传感器具有体积小、功耗低、测量精度高、响应速度快等优点。
通过单总线方式与单片机进行数据传输。
（三）显示模块采用液晶显示屏（LCD1602）作为显示设备，能够清晰地显示温湿度测量值。
通过并行接口与单片机连接。
（四）报警模块使用蜂鸣器和发光二极管作为报警装置，当温湿度超过设定的阈值时，蜂鸣器发声，发光二极管闪烁。
（五）电源模块设计稳定的电源电路，为整个系统提供 5V 直流电源。
可以采用电池供电或者通过电源适配器接入市电。
四、软件设计（一）系统主程序设计主程序主要负责系统的初始化、各模块的协调控制以及数据处理和显示。
首先对单片机进行初始化，包括设置 I/O 口状态、定时器和中断等。
然后循环读取温湿度传感器的数据，并进行处理和显示，判断是否超过阈值，若超过则启动报警。
多点温度检测系统设计
多点温度检测系统设计一、引言随着科技的不断发展，温度检测技术已经广泛应用于各个领域。
在很多实际应用中，需要对不同位置的温度进行实时监测，以保证系统的正常运行或者提供必要的温控信息。
本文将介绍一种多点温度检测系统的设计，该系统可以同时监测多个温度传感器的温度，并将数据传输到中央控制器进行处理和分析。
二、系统设计1.系统框架该多点温度检测系统由多个温度传感器、信号采集模块、数据传输模块和中央控制器组成。
各个组件之间通过有线或者无线方式连接，将温度数据传输到中央控制器。
2.温度传感器温度传感器是整个系统的核心组件，用于实时监测不同位置的温度。
传感器可以选择常见的热电偶、热敏电阻等类型，根据具体需求选择合适的传感器。
3.信号采集模块信号采集模块负责将温度传感器采集到的模拟信号转换为数字信号，以便于处理和传输。
采集模块应具备多通道输入功能，可以同时采集多个传感器的数据。
4.数据传输模块数据传输模块将信号采集模块采集到的数据传输到中央控制器。
传输方式可以选择有线的方式，如RS485、CAN、以太网等，也可以选择无线方式，如蓝牙、Wi-Fi、LoRa等。
5.中央控制器中央控制器负责接收和处理传输过来的温度数据，并进行分析和判断。
可以通过界面显示温度数据，设置温度报警阈值，并在超过阈值时进行报警。
控制器还可以将温度数据存储到数据库中，以便后续分析和查询。
中央控制器还可以与其他系统进行联动，实现温度控制、远程监控等功能。
三、系统实现1.温度传感器的选择和布置根据具体应用场景和需求选择合适的温度传感器，并合理布置在需要监测的位置。
传感器之间距离适当远离干扰源，以确保准确测量温度。
2.信号采集模块的设计设计适合的信号采集模块，能够满足多个传感器数据的采集和处理需求。
采集模块应具备高精度、低功耗和高稳定性的特点。
3.数据传输模块的选择和配置根据具体需求选择合适的数据传输模块，并进行配置。
有线传输模块的配置需要设置通信参数和地址等信息，无线传输模块需要配置网络参数和安全认证等。
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毕业设计设计题目温度监测显示系统设计系部信息工程系专业电子信息工程班级电子0601学号063001020001姓名宋天诗指导老师王珊珊温度检测显示系统一、设计要求1.以传感器，单片机，数码管等元器件，设计一个温度检测系统，并通过显示器件，显示出温度数据。
2.熟练应用protel99，运用protel99设计温度检测显示系统。
3.理解温度检测系统的原理。
二、总体概要设计本系统是以温度传感器、数码管和单片机为核心元器件建立起来的温度检测显示系统。
通过对单片机和传感器的研究，通过A/D转换器的应用，使本系统实现了温度信号到模拟信号再到数字信号的转换。
设计中还使用了译码器74LS47、数码管、稳压管等元器件。
温度传感器单片机数码管采集后的数据处理后的数据检测温度图1 系统总体框图本设计主要包含温度检测和显示电路两个部分。
1.温度检测部分主要由温度传感器、运算放大器和A/D转换器三部分组成。
温度传感器LM134产生的输入信号由运算放大器ICL7650后，A/D转换器MC14433将运算放大器输出的模拟信号转换成数字信号输入80C51单片机，由于MC14433 的A/D转换结果是动态分时输出的BCD码，Q0～Q3和DS1～DS4 都不是总线式的。
因此，MCS-51 单片机只能通过并行I/O 接口或扩展I/O 接口与其相连。
温度信号检测通道的总增益是由温度传感器、运放和A/D转换器三个环节的增益做决定。
在本设计中，前两个环节的增益是固定的，只用电位器rW作为整个输入通道的增益环节。
这样有利于整个设计的调试。
2.显示电路本设计采用动态扫描输入法，由单片机8051输出数码管段选信号，经译码器驱动器芯片74LS47驱动后数码管发光显示。
三、各单元模块设计与分析1．温度传感器传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
它是实现自动检测和自动控制的首要环节。
LM134是一种新型的硅集成温度传感器,它不同于一般诸如热敏电阻、温差电偶以及半导体PN结等传统的温度传感器。
它是根据下述原理设计而成的,即工作在不同电流密度下的两只相同晶体管,其基、射结的结电压之差△V_(be)与绝对温度T严格成正比。
因而该器件的突出优点是在整个工作温区范围内(-55℃～+125℃)输出电流几乎与被测温度成线性关系,这样,就可省去非线性校正网络,使用简便。
此外,它还具有下列特点: (1)起始电压低(低于1.5V),而器件耐压较高,因而电源电压适用范围宽(在3～40V之间)。
(2)灵敏度高(1μA/K),输出信号幅度大。
一般情况下,不必加中间放大就可直接驱动检测系统,例如双积分型A/D转换器5G14433或ICL7106等。
从而消除了中间环节所引入的误差,提高测温精度。
(3)输出阻抗高,一般大于10M Ω。
所以它相当于一个受温度控制的恒流源,有较强的抗干扰能力,特别适用于长距离测温和控温场合。
由于它的恒流特性,能消除电源电压波动和交流纹波对器件工乍的影响,从而降低了对电源精度的要求。
其输入电流由下式计算：SETSET R T I 227⨯= 式中，SET I 为流进LM134+V 脚的电流值；T 为热力学温度；SET R 为传感器外接电阻值。
图2 温度检测部分温度信号的增益即OUT U --T 曲线的斜率取决于L R /SET R 的比值。
增益可在L R 上进行也可在SET R 上进行。
0w 用以起点补偿电压的调整，其输出电压等于起点温度的信号电压。
补偿电压要求很稳，否则会增大显示误差，故采用有温度补偿的稳压管2DW233供电。
2.运算放大器ICL7650图3 ICL7650运算放大器采用载波稳零运算放大器ICL7650。
ICL7650又称调制式放大器，其输入失调电压为1uV,温漂为0.01uV/°C ，开环增益不小于120dB ，共模抑制比不小于120dB 。
ICL7650所需外接元件少，使用方便。
ICL7650对输入信号电压+U 和-U 作差动放大。
本设计中，+U 为补偿电压，-U 为传感器的温度信号电压。
为了抑制共模信号，使f R /4R =7R /5R ,此时运放的输出电压=f d 0/R R U U =这时运放输出电压与共模信号无关，只与补偿电压和温度信号电压之差成正比。
为了使后面的A/D 转换器得到合适的输入模拟电压，本设计选取Ω==K R R 10021,Ω==K R R 200f 3，故运算放大器ICL7650的差模增益D G =2/1f =R R 。
3.A/D 转换器MC14433图4 MC14433(1) 本系统选用了双积分A/D 转换器MC14433，它精度高，分辨率达1/1999。
MC14433 A/D 转换器由于双积分方法二次积分时间比较长，所以A/D 转换速度慢，但精度可以做得比较高；对周期信号变化的干扰信号积分为零，抗干扰性能也比较好。
(2)MC14433A/D 转换器件简介MC14433 是三位半双积分型的A/D 转换器，具有精度高，抗干扰性能好的优点，其缺点是转换速率低，约1—10 次/秒。
在不要求高速转换的场合，例如，在低速数据采集系统中，被广泛采用。
MC14433采用扫描的方法，输出从0000--1999共2000个数码。
若系统工作范围为0°C-- +100°C ，则A/D 转换速率约为0.05°C/bit 。
(3)引脚（图4）功能说明:图4 MC14433引脚图各引脚的功能如下：电源及共地端VDD ： 主工作电源+5V 。
VEE: 模拟部分的负电源端，接-5V 。
VAG ： 模拟地端。
VSS ： 数字地端。
VR ： 基准电压。
外界电阻及电容端RI ： 积分电阻输入端，VX=2V 时，R1=470Ω；VX=200Mv 时，R1=27K Ω。
C1： 积分电容输入端。
C1 一般为0.1μF 。
C01、C02： 外界补偿电容端，电容取值约0.1μF 。
R1/C1： R1 与C1的公共端。
CLKI 、CLKO ： 外界振荡器时钟调节电阻Rc ，Rc 一般取470 K Ω左右。
转换启动/结束信号端EOC ：转换结束信号输出端，正脉冲有效。
DU ： 启动新的转换，若DU 与EOC 相连，每当A/D 转换结束后，自动启动新的转换。
位选通控制线DS4----DS1： 选择个、十、百、千位，正脉冲有效。
DS1 对应千位，DS4 对应个位。
每个选通脉冲宽度为18 个时钟周期，两个相应脉冲之间间隔为2个时钟周期。
BCD 码输出线Q0---Q3： BCD 码输出线。
其中Q0 为最低位，Q3 为最高位。
当DS2、DS3 和DS4选通期间，输出三位完整的BCD 码数，但在DS1 选通期间，输出端Q0---Q3 除了表示个位的0 或1 外，还表示了转化值的正负极性和欠量程还是过量程。
下图为DS1选通时Q3～Q0表示的结果表1如果输入模拟信号电压的极性是单方向的，则应使MC14433工作在负极性输入下，以增大积分电压的变化频率，提高比较器的分辨率和精度。
为此，本设计的运放ICL7650输出的模拟信号电压，在正常情况下始终是负极性的。
在模拟信号X U 为某一定值时，调节r W 可改变下降沿的斜率，从而改变MC14433输出的数字量，所以r W 是A/D 转换器的增益调节。
4.MC1403MC1403是低压基准芯片。
一般用作8～12bit 的A/D 基准电压等一些需要基本精准的基准电压的场合。
输出电压: 2.5 V ＋/- 25 mV输入电压范围: 4.5 V to 40 V输出电流: 10 MA因为输出是固定的，所以电路很简单。
就是Vin接电源输入，GND接底，Vout加一个0.1uf~1uf 的电容就可以了。
Vout一般用作8～12bit的D/A芯片的基准电压。
MC1403是美国摩托罗拉公司生产的高准确度、低温漂、采用激光修正的带隙基准电压源，型号为5G1403和CH1403。
UI＝＋4.5V～＋15V，UO＝2.500V（典型值），αT可达10×10－6/℃。
为了配8P插座，还专门设置了5个空脚。
其输出电压UO＝Ug0(R3＋R4)/R4＝1.205×2.08＝＋2.5V。
MC1403的输入-输出特性输入电压UI／V10987654.5输出电压UO／V2.50282.50282.5028 图5 MC14032.50282.50282.50282.5027当UI从10V降至4.5V时，UO只变化0.0001V，变化率仅为－0.0018％。
5.单片机8051为了设计此系统，我们采用了80C51 单片机作为控制芯片，在前向通道中是一个非电信号的电量采集过程。
它由传感器采集非电信号，从传感器出来经过功率放大过程，使信号放大，再经过模/数转换成为计算机能识别的数字信号，再送入计算机系统的相应端口。
(1)80C51的单片机结构80C51 是有8 个部件组成，即CPU，时钟电路，数据存储器，并行口（P0～P3）串行口，定时计数器和中断系统，它们均由单一总线连接并被集成在一块半导体芯片上，即组成了单片微型计算机，80C51就是MCS-51系列单片机中的一种。
CPU中央处理器：中央处理器是80C51 的核心，它的功能是产生控制信号，把数据从存储器或输入口送到CPU 或CPU数据写入存储器或送到输出端口。
还可以对数据进行逻辑和算术的运算。
时钟电路：80C51内部有一个频率最大为12MHZ的时钟电路，它为单片机产生时钟序列，需要外接石英晶体做振荡器和微调电容。
内存：内部存储器可分做程序存储器和数据存储器，但在80C51中无片内程序存储器。
定时/计数器：80C51 有两个16 位的定时/计数器，每个定时器/计数器都可以设置成定时的方式和计数的方式，但只能用其中的一个功能，以定时或计数结果对计算机进行控制。
并行I/O口：MCS-51有四个8位的并行I/O口，P0，P1，P2，P3，以实现数据的并行输出。
串行口：它有一个全双工的串行口，它可以实现计算机间或单片机同其它外设之间的通信，该并行口功能较强，可以做为全双工异步通讯的收发器也可以作为同步移位器用。
中断控制系统：80C51 有五个中断源，既外部中断两个，定时计数中断两个，串行中断一个，全部的中断分为高和低的两个输出级。
(2)80C51的引脚图图7图6 80C51引脚图80C51的制作工艺为HMOS，采用40管脚双列直插DIP封装，引脚说明如下：VCC（40引脚）正常运行时提供电源。
VSS（20引脚）接地。
XTAL1（19 引脚）在单片机内部，它是一个反向放大器的输入端，该放大器构成了片内的震荡器，可以提供单片机的时钟信号，该引脚也是可以接外部的晶振的一个引脚，如采用外部振荡器时，对于80C51而言此引脚应该接地。