基于51单片机的温度采样监控系统
基于51单片机的温度检测报警系统
基于51单片机的温度检测报警系统摘要本文介绍了一种基于51单片机的温度检测报警系统的设计方案。
该系统能够实时检测环境温度,并在温度超出设定范围时触发报警器进行报警,从而实现对环境温度的监测和控制。
本文将主要涉及系统的硬件设计、软件设计和实现过程。
系统硬件设计本系统所需的核心硬件有:51单片机、温度传感器DS18B20、LED指示器和蜂鸣器,其中51单片机作为系统的控制中心,主要负责对温度传感器进行采集并触发LED指示器和蜂鸣器进行报警处理。
系统硬件电路图如下:TODO: 插入电路图其中,温度传感器DS18B20通过单总线协议连接到51单片机的P1.0引脚。
P1.1引脚连接到LED指示器,P1.2引脚连接到蜂鸣器。
系统软件设计本系统的软件设计主要分为两部分:主程序和温度采集程序。
主程序包括了系统的初始化、温度检测、温度报警、LED指示器和蜂鸣器控制等模块。
温度采集程序则是通过调用DS18B20的寄存器读写命令从传感器读取温度。
具体实现过程如下:主程序TODO: 插入代码主程序包含以下模块:1.系统初始化:配置P1.0引脚为输入模式,P1.1和P1.2引脚为输出模式。
2.温度检测:调用温度采集程序获取当前温度值,并判断是否超出指定范围。
3.温度报警:如果温度超出指定范围,则触发LED指示器和蜂鸣器进行报警处理。
4.LED指示器控制:根据温度超出指定范围的状态,对LED指示器进行开关控制。
5.蜂鸣器控制:根据温度超出指定范围的状态,对蜂鸣器进行开关控制。
温度采集程序TODO: 插入代码温度采集程序包含以下功能:1.向DS18B20发送获取温度命令。
2.从DS18B20读取温度数值。
3.根据读取到的值计算温度并返回。
系统实现过程本系统的实现过程包括系统硬件的组装和系统软件的编写。
硬件组装过程主要是将51单片机、温度传感器、LED指示器和蜂鸣器进行连接。
软件编写过程则是根据系统设计方案,编写相应的主程序和温度采集程序,并将程序烧录进51单片机中。
《2024年基于51单片机的温度控制系统设计与实现》范文
《基于51单片机的温度控制系统设计与实现》篇一一、引言在现代工业控制领域,温度控制系统的设计与实现至关重要。
为了满足不同场景下对温度精确控制的需求,本文提出了一种基于51单片机的温度控制系统设计与实现方案。
该系统通过51单片机作为核心控制器,结合温度传感器与执行机构,实现了对环境温度的实时监测与精确控制。
二、系统设计1. 硬件设计本系统以51单片机为核心控制器,其具备成本低、开发简单、性能稳定等优点。
硬件部分主要包括51单片机、温度传感器、执行机构(如加热器、制冷器等)、电源模块等。
其中,温度传感器负责实时监测环境温度,将温度信号转换为电信号;执行机构根据控制器的指令进行工作,以实现对环境温度的调节;电源模块为整个系统提供稳定的供电。
2. 软件设计软件部分主要包括单片机程序与上位机监控软件。
单片机程序负责实时采集温度传感器的数据,根据设定的温度阈值,输出控制信号给执行机构,以实现对环境温度的精确控制。
上位机监控软件则负责与单片机进行通信,实时显示环境温度及控制状态,方便用户进行监控与操作。
三、系统实现1. 硬件连接将温度传感器、执行机构等硬件设备与51单片机进行连接。
具体连接方式根据硬件设备的接口类型而定,一般采用串口、并口或GPIO口进行连接。
连接完成后,需进行硬件设备的调试与测试,确保各部分正常工作。
2. 软件编程编写51单片机的程序,实现温度的实时采集、数据处理、控制输出等功能。
程序采用C语言编写,易于阅读与维护。
同时,需编写上位机监控软件,实现与单片机的通信、数据展示、控制指令发送等功能。
3. 系统调试在完成硬件连接与软件编程后,需对整个系统进行调试。
首先,对单片机程序进行调试,确保其能够正确采集温度数据、输出控制信号。
其次,对上位机监控软件进行调试,确保其能够与单片机正常通信、实时显示环境温度及控制状态。
最后,对整个系统进行联调,测试其在实际应用中的性能表现。
四、实验结果与分析通过实验测试,本系统能够实现对环境温度的实时监测与精确控制。
基于51单片机的温度监测系统(DS18B20)
DS18B20读时序
所有的读时隙都由拉低总线,持续至少1us后再释放总线(由于上拉电阻的作用,总线恢复为 高
配置寄存器
8 位 CRC 生成器
DS18B20的时序
DS18B20复位时序
DS18B20的所有通信都由由复位脉冲组成的初始化序列开始。该初始化序列由主 机发出,后跟由DS18B20发出的存在脉冲(presence pulse)。在初始化步骤中,总线 上的主机通过拉低单总线至少480μs来产生复位脉冲。然后总线主机释放总线并进入接收 模式。当总线释放后,5kΩ的上拉电阻把单总线上的电平拉回高电平。当DS18B20检测 到上升沿后等待15到60us,发出存在脉冲,拉低总线60-240us至此,初始化和存在时序 完毕。时序图如下:
1.主控制器电路和测温
电路的设计
主控制器电路由AT89S52 及外围时钟和复位电路构成, 测温电路由DS18B20、报警 电路组成。AT89C52是此硬 件电路设计的核心,通过 AT89S52的管脚P2.7与 DS18B20相连,控制温度的 读出和显示。硬件电路的功 能都是与软件编程相结合而 实现的。具体电路原理图如 右图2所示。
送1,以拉低总线的方式表示发送0.当发送0的时候,DS18B20在读时隙的末期将会释放总线,总线
将会被上拉电阻拉回高电平(也是总线空闲的状态)。DS18B20输出的数据在下降沿(下降沿产 生读时隙)产生后15us后有效。因此,主机释放总线和采样总线等动作要在15μs内完成。
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。
基于51单片机温湿度监控系统毕业设计
基于51单片机温湿度监控系统毕业设计摘要本文将介绍一个基于51单片机的温湿度监控系统的毕业设计。
该系统可以实时监测环境的温度和湿度,并将数据通过LCD显示。
同时,该系统还能将数据通过串口传输给计算机进行进一步处理和分析。
本文将从需求分析、硬件设计、软件设计和系统测试等方面全面介绍该系统的设计和实现过程。
1. 引言随着科技的不断发展,人们对环境的监测需求越来越高。
尤其是在工业生产、农业种植和生活领域,精确的温湿度监控对保证操作的顺利进行非常重要。
本文将设计一个基于51单片机的温湿度监控系统,用于实时监测环境的温湿度。
2. 需求分析需求分析是软件开发过程中至关重要的一环。
在本设计中,我们需要考虑以下需求:- 实时监测环境的温度和湿度 - 数据显示在LCD上 - 数据通过串口传输给计算机3. 硬件设计硬件设计是本系统的关键部分。
我们使用51单片机作为主控芯片,并选择合适的温湿度传感器对环境数据进行采集。
硬件设计主要包括以下几个方面: - 单片机选型和接口设计 - 温湿度传感器的选用和接口设计 - LCD模块的选用和接口设计- 串口传输电路的设计4. 软件设计软件设计是实现系统功能的关键。
本文设计了以下几个模块的软件: - 温湿度采集模块 - 数据处理模块 - LCD显示模块 - 串口通信模块5. 系统测试系统测试是确保整个系统正确运行的重要环节。
在本设计中,我们将定期对系统进行各个模块的功能测试和整体性能测试,以确保系统的稳定性和可靠性。
6. 结论本文设计并实现了一个基于51单片机的温湿度监控系统。
通过对温湿度传感器的采集和LCD显示的设计,以及串口通信的实现,该系统能够实时监测环境的温湿度,并将数据显示在LCD上。
同时,该系统还能通过串口将数据传输给计算机进行进一步处理和分析。
经过系统测试,该系统的功能和性能均符合设计要求。
参考文献•[1] 张永建. 单片机技术与应用. 北京:机械工业出版社,2018.•[2] 陈洪焰. 嵌入式系统. 北京:机械工业出版社,2019.•[3] 黄文昌. 温湿度测量技术及其应用. 北京:电子工业出版社,2016.。
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课程设计题目:基于MCS-51单片机的温度采集系统设计要求:1. 利用MCS-51单片机实现一个温度采集系统,能够实时采集环境温度数据并显示在LCD屏幕上。
2. 系统应能够通过按键调节温度采样频率,可选的频率有1秒、5秒和10秒。
3. 设计一个温度预警功能,当采集到的温度超过设定值时,系统会发出警报。
4. 液晶屏上能够显示当前采样频率和温度预警阈值,并可通过按键进行修改。
5. 需要为系统设计一个合适的外部温度传感器,并连接到MCS-51单片机的相应引脚。
6. 设计一个简单的电路实现系统的硬件连接,并进行相应的调试和测试。
设计步骤:1. 硬件设计:- 根据单片机的引脚功能和外部温度传感器的规格,设计电路连接图。
- 按照电路连接图进行电路的连接,注意电子元器件的正确安装。
2. 软件设计:- 编写初始化函数,包括LCD屏幕的初始化以及按键的初始化。
- 编写温度采集函数,包括读取外部温度传感器数据的程序。
- 编写温度显示函数,将采集到的温度数据显示到LCD屏幕上。
- 编写按键处理函数,根据按下的按键进行相应的操作,例如修改采样频率和温度预警阈值。
- 编写温度预警函数,判断采集到的温度是否超过设定值,如果超过则发出警报。
3. 调试与测试:- 烧写软件到MCS-51单片机,并将外部温度传感器连接到正确的引脚。
- 运行系统,观察LCD屏幕上是否能够正确显示采集到的温度数据。
- 利用按键进行相应操作,测试系统是否能够正确响应。
- 测试温度预警功能,确保系统能够在温度超过设定值时发出警报。
4. 总结与展示:- 对整个系统进行总结,包括设计过程中遇到的问题、解决方案以及对系统性能的评估。
- 准备课程设计报告,包括设计的目的、步骤、结果和存在的问题等,- 在课程设计展示中展示系统的功能和性能,回答相关问题。
基于51单片机的温度测量系统
目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1.1选题的背景 (1)1.2课题研究的目的和意义 (1)1.3本文的结构 (1)2 系统总体方案设计 (1)2.1总体方案设计 (2)2.2部分模块方案选择 (3)2.2.1单片机的选择 (3)2.2.2温度检测方式的选择 (3)2.2.3显示部分的选择 (4)2.2.4电源模块的选择 (4)3 硬件电路的设计 (4)3.1 硬件电路设计软件 (4)3.2系统整体原理图 (5)3.3单片机最小系统电路 (6)3.4单片机的选型 (7)3.5温度测量模块 (8)3.5.1 DS18B20概述 (8)3.5.2 DS18B20测温工作原理 (11)3.5.3 DS18B20温度传感器与单片机的接口电路 (12)3.6 显示模块 (13)3.7 按键以及无线遥控模块 (15)3.7.1按键的相关知识 (15)3.7.2 5伏带解码四路无线接收板模块 (16)3.8 报警及指示灯模块 (18)3.9 电源模块 (19)4 系统软件设计及仿真部分 (20)4.1软件设计的工具 (20)4.1.1程序编写软件 (20)4.1.2仿真软件 (21)4.2各模块对应的软件设计 (22)4.2.1显示模块的程序 (22)4.2.2温度测量的程序 (26)4.2.3报警系统程序 (32)4.2.4按键程序 (33)4.2.5总体程序 (35)5 实物制作 (37)5.1电源部分 (37)5.2单片机最小系统部分 (37)5.3 总体实物 (37)6 总结 (38)7 致谢 (39)参考文献 (40)附录一 (41)附录二 (49)基于单片机的温度测量系统摘要随着测温系统的极速的发展,国外的测量系统已经很成熟,产品也比较多。
近几年来,国内也有许多高精度温度测量系统的产品,但是对于用户来说价格较高。
随着市场的竞争越来越激烈,现在企业发展的趋势是如何在降低成本的前提下,有效的提高生产能力。
基于51单片机的温控系统设计
基于51单片机的温控系统设计1.引言1.1 概述概述部分的内容可以包括以下几个方面:温控系统是一种广泛应用于各个领域的实时温度控制系统。
随着科技的发展和人们对生活质量的要求提高,温控系统在工业、家居、医疗、农业等领域得到了广泛应用。
温度作为一个重要的物理量,对于许多过程和设备的稳定运行至关重要。
因此,设计一种高效可靠的温控系统对于提高工作效率和产品质量具有重要意义。
本文将基于51单片机设计一个温控系统,通过对系统的整体结构和工作原理的介绍,可以深入了解温控系统在实际应用中的工作机制。
以及本文重点研究的51单片机在温控系统中的应用。
首先,本文将介绍温控系统的原理。
温控系统的核心是温度传感器、控制器和执行器三部分组成。
温度传感器用于实时检测环境温度,通过控制器对温度数据进行处理,并通过执行器对环境温度进行调节。
本文将详细介绍这三个组成部分的工作原理及其在温控系统中的作用。
其次,本文将重点介绍51单片机在温控系统中的应用。
51单片机作为一种经典的微控制器,具有体积小、功耗低、性能稳定等优点,广泛应用于各种嵌入式应用中。
本文将分析51单片机的特点,并介绍其在温控系统中的具体应用,包括温度传感器的数据采集、控制器的数据处理以及执行器的控制等方面。
最后,本文将对设计的可行性进行分析,并总结本文的研究结果。
通过对温控系统的设计和实现,将验证51单片机在温控系统中的应用效果,并对未来的研究方向和发展趋势进行展望。
通过本文的研究,可以为温控系统的设计与应用提供一定的参考和指导,同时也为利用51单片机进行嵌入式系统设计的工程师和研究人员提供一定的技术支持。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以包含以下内容:文章结构部分旨在介绍整篇文章的组织结构和各个部分的内容。
本篇文章基于51单片机的温控系统设计,总共分为引言、正文和结论三部分。
引言部分主要包括概述、文章结构和目的三个小节。
首先,概述部分介绍了本文的主题,即基于51单片机的温控系统设计。
基于51单片机的温度采集系统(Labview做上位机)
基于51单片机的温度采集系统(Labview做上位机)做该设计的初衷是为自己的毕设打基础,因为我的毕设要做一个探测机器人,需要对某一地区的各种环境参数进行检测,然后通过WIFI返回到上位机。
所以为了搞懂温度传感器以及练习上位机的设计,花了几天时间做了一个很简单的采集系统。
今天把它拿出来跟各位小伙伴们分享,希望对各位有所帮助,同时也希望大佬们指出不足,起到一个相互学习,相互促进的作用。
该系统原理是:51单片机把ds18b20传感器将采集到的温度值(十六进制)通过串口发送到labview,labview对单片机发来的数据做简单的处理然后显示。
上位机界面上位机(接受程序)简单的硬件连接数据纪录串口部分:void main() {if(flag==1||flag1==1) {S=test/10;Y=test%10;ES=0;flag=0;SBUF=S;while(!TI);TI=0;SBUF=Y;while(!TI);TI=0;if(temperature!=test)flag1=1;ES=1;}}//串口中断void ser() interrupt 4{if(RI==1){RI=0;a=SBUF;if(a=='1') P1=0x55;if(a=='0') P1=0xaa;flag=1;}}温度采集部分:#include#include "ds18b20.h"#include "delay.h"sbit DQ=P2^2; //温度传感器 I/O 口uchar reset_ds18b20(){uchar presence;DQ=0;delay_ds18b20(29); //延时480 - 960 us DQ=1; delay_ds18b20(3); //延时 15 - 60 us presence=DQ;delay_ds18b20(25); //延时 60 - 240 usreturn(presence);}uchar read_bit_ds18b20(){uchar i;DQ=1;delay_ds18b20(1);DQ=0;//delay(1); //延时 15us 也可以不延时DQ=1;//delay(3); //延时 1 - ∞ usfor(i=0;i<3;i++);return(DQ);}void write_bit_ds18b20(uchar dat){DQ=0; //置0 无需延时if(dat==1)DQ=1;delay_ds18b20(1); //延时 60 - 120 us DQ=1;delay_ds18b20(1); //延时 1 - ∞ us }void write_byte_ds18b20(uchar dat){uchar i,j;for(i=0;i<8;i++){j=((dat>>i)&0x01);write_bit_ds18b20(j);//delay(1); //延时 1 - ∞ us}}uchar read_byte_ds18b20(){uchar dat=0;uchar i;for(i=0;i<8;i++){if(read_bit_ds18b20())dat|=0x01<<>//delay(1); //延时 1 - ∞ us}return(dat);}int read_temp_ds18b20(){uchar templ=0,temph=0;int temp=0;reset_ds18b20();//复位write_byte_ds18b20(0xcc); //跳过ROMwrite_byte_ds18b20(0x44); //跳过温度采集delay_ds18b20(10); //750msreset_ds18b20();write_byte_ds18b20(0xcc); //跳过ROMwrite_byte_ds18b20(0xbe); //准备好数据(开始温度转换采集)templ=read_byte_ds18b20();//读低字节温度值temph=read_byte_ds18b20();//读低字节温度值temp=(templ+(temph*256));return(temp); }关键字。
基于51单片机的智能水温监控系统
图书分类号:密级:毕业设计(论文)基于51单片机的智能水温监控系统Intelligent Temperature Monitoring SystemBase on 51 SCM学生学号学生姓名学院名称信电工程学院专业名称电子信息工程技术指导教师年月日摘要本文介绍了一种基于51单片机,利用DS18B20对温度的采集,并进行温度的检测与控制,通过LCD液晶显示出来的智能水温监控系统。
该智能水温监控系统使用AT89S52控制器和DS18B20温度传感器,实现温度的检测和显示功能,它能设置上下限温度,当温度超出预设温度范围时报警,并且能够对被控现场的温度进行智能调节,以保持被控现场温度基本不变。
关键词单片机;温度检测;DS18B20;智能监控;AbstractThis paper introduces a kind of based on 51 SCM, the use of the collection of temperature DS18B20, and temperature measurement and control of, through the LCD display of intelligent water temperature monitoring system. The intelligent water temperature monitoring system using AT89S52 devices controller and the temperature sensor DS18B20, realize temperature testing and display function, it can set the lower temperature, when the temperature is beyond the scope of temperature alarm, and for the accused the temperature of the intelligent adjustment, to keep the temperature accused basically unchanged.Keywords Single chip microcomputer; Temperature detection; DS18B20; Intelligent monitoring;目录1 绪论 (1)1.1 设计的背景及意义 (1)1.2 设计的内容 (1)2 监控系统的控制原理及主要器件 (2)2.1 智能水温控制系统原理 (2)2.2 AT89S52单片机的组成结构及功能 (2)2.2.1 AT89S52单片机的主要功能 (2)2.2.2 AT59S52单片机的封装及其引脚功能说明 (3)2.2.3 外接晶振或外部振荡器引脚 (4)2.2.4 AT89S52复位 (5)2.3 温度测量传感器DS18B20介绍 (5)2.3.1 DS18B20简介 (5)2.3.2 DS18B20的引脚、封装和结构 (5)2.3.3 寄生电源 (7)2.3.4 温度测量原理 (7)2.4 LCD1602液晶 (8)3 系统控制电路原理 (10)3.1 单片机最小系统 (10)3.2 输入模块 (11)3.3显示模块 (11)3.4温度控制模块 (11)4 控制系统软件设计 (12)4.1控制系统主程序 (12)4.2 DS18B20控制程序 (13)4.2.1 DS18B20复位 (13)4.2.2 DS18B20写数据 (14)4.2.3 DS18B20读数据 (15)4.3温度读取及转换程序 (16)4.4温度控制程序 (17)4.5 LCD1602控制程序 (18)4.5.1 LCD1602写指令程序 (18)4.5.2 LCD1602写数据程序 (19)4.5.3 LCD1602初始化程序 (20)4.6 温度显示程序 (21)4.6.1 实际温度值显示程序 (21)4.6.2 显示设定温度值程序 (23)结论 (25)致谢 (26)参考文献 (27)附录 (28)附录1 (28)附录2 (29)1 绪论1.1 设计的背景及意义温度是工业生产中常见的工艺参数之一,任何物理变化和化学变化都与温度密切相关。
基于51单片机的温度采样监控系统
基于51单片机的温度采样监控系统姓名:贾立学号:8班级:08级自动化3班基于51单片机的温度采样监控系统摘要:本系统以51单片机为控制器,利用热电偶温度传感器采集三路系统温度信号,405l多路模拟开关作为采样通道选择,经0P27运算放大器放大后,送入7135A/D转换器进行模数转换。
对于热电偶的冷端补偿采用热电阻CU50,并采用三线制接法减少导线对测量的影响。
使本系统具有转换速度快,转换精度高的特点;关键词:单片机;温度传感器;冷端补偿;A/D转换;报警;显示系统整体设计RC 滤波电路 热电偶的热电势电子开关运算放大电路A/D 转换电路单片机显示部分整体框图设计方案选择1. 被控对象处理(1) 系统选用热电偶作为温度传感器对温度进行采样,为保证系统温度的平衡态,采样“上、中、下”模式进行三路热电偶温度的采集,并将信号进行简单的RC 滤波后送入输入前向通道中。
在用热电偶进行温度测量时,只有在冷端温度恒定的情况下,热电势才能正确反映热端温度大小,热电偶的冷端补偿是必不可少的。
根据系统整体流程常用的R 型热电偶,测温范围为0~1300℃其输出热电势在0-14mV之间。
冷端补偿用热电阻CU50,为消除由于导线过长而产生的导线电阻影响采用三线制接入电路,具体电路如下(2) 为了克服零点漂移,将4051的X7输入口经一个小电阻后接地,作为校准电路。
各路采集到的信号减去X7的信号值作为最终采集到的信号,这个进一步保证了测温的精确性。
(3)为了克服温度漂移,在4051的X6输入端口通过两个精密电阻产生10mV的标准电压与各路信号进行比例控制。
(4)热电偶的放大电路之前的滤波电路中的电容的要求较高,要求其漏电流一定要小。
因为没°C产生的热电势很小,大约只有数十微伏,放大器不平衡电压的漂移应当非常小,漏电流大的电容会产生额外的不平衡电压,假设c的漏电流为,那么在R=1K上就会产生一个为两者相乘的不平衡电压,因此C要可以选择低漏电流型的电解电容,若用电解电容时可以用万用表测一下它的绝缘电阻,越大漏电流越小。
基于51单片机的多路温度采集控制系统设计.
基于51单片机的多路温度采集控制系统设计言: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。
本设计采用单片机作为数据处理与控制单元,为了进行数据处理,单片机控制数字温度传感器,把温度信号通过单总线从数字温度传感器传递到单片机上。
单片机数据处理之后,发出控制信息改变报警和控制执行模块的状态,同时将当前温度信息发送到LED进行显示。
本系统可以实现多路温度信号采集与显示,可以使用按键来设置温度限定值,通过进行温度数据的运算处理,发出控制信号达到控制蜂鸣器和继电器的目的。
我所采用的控制芯片为AT89c51,此芯片功能较为强大,能够满足设计要求。
通过对电路的设计,对芯片的外围扩展,来达到对某一车间温度的控制和调节功能。
关键词:温度多路温度采集驱动电路正文:1、温度控制器电路设计本电路由89C51单片机温度传感器、模数转换器ADC0809、窜入并出移位寄存器74LS164、数码管、和LED 显示电路等组成。
由热敏电阻温度传感器测量环境温度,将其电压值送入ADC0809的IN0通道进行模数转换,转换所得的数字量由数据端D7-D0输出到89C51的P0口,经软件处理后将测量的温度值经单片机的RXD端窜行输出到74LS164,经74LS164 窜并转换后,输出到数码管的7个显示段,用数字形式显示出当前的温度值。
89C51的P2.0、P2.1、P2.2分别接入ADC0809通道地址选择端A、B、C,因此ADC0809的IN0通道的地址为F0FFH。
输出驱动控制信号由p1.0输出,4个LED为状态指示,其中,LED1为输出驱动指示,LED2为温度正常指示,LED3为高于上限温度指示,LED4为低于下限温度指示。
当温度高于上限温度值时,有p1.0输出驱动信号,驱动外设电路工作,同时LED1亮、LED2灭、LED3亮、LED4灭。
基于51单片机的温度数据采集系统
8 | 电子制作 2018年11月格的,比如:工厂在生产某一种产品时温度要求范围在25到30摄氏度之间,只有在这个温度范围内才可以生产出合格的产品,还有在进行某些科研实验时对温度的要求就会更加严格,有的精确到1摄氏度以内,甚至有的精确到0.5摄氏度以内。
因此我想设计一个“电子温度计”,基本功能是对温度的采集与显示。
在温度采集的设计上必须要A/D 转换,也就是将模拟信号转化为数字信号,因此我选择了DS18B20温度传感器模块,该模块不仅可以对温度进行实时测控,并且具有较高的灵敏度。
在数据的显示方面我选择了LCD1602显示模块,整个系统采用STC89C52单片机控制。
本设计在Altium Designer 上画出原理图,然后通过热转印制作PCB 板,完成硬件部分。
此次设计在大量科学知识的支持下具有较高的可行性和实用性。
1 系统工作原理该系统是在C 语言编程以及51单片机知识为基础上进行设计的,同时采用了DS18B20温度传感器模块以及LCD1602显示模块,利用KEIL 软件进行软件编程,将编写好的程序录入51单片机中,在51单片机的控制下实现温度数据的采集。
图1 系统整体结构框图整个实时数据采集系统满足以下功能指标:线和表格中。
2 硬件系统设计图2 总体系统结构此系统以STC89C52单片机为控制核心,采用了数字温度传感器模块DS18B20,该模块将采集到的温度数据转化为数字信号,并将信号传送给单片机,单片机处理数据后,通过LCD1602液晶显示器将温度显示出来。
在整个作品上首先提到的是硬件系统的设计,然后就是各个模块的工作原理以及工作特点,详细介绍系统的硬件设计,在给出系统的连接图,通过PROTEL 99SE 进行系统电路原理图的绘制,生成相应的PCB 板,并分析系统的工作原理,在软件方面对整体和各个模块的程序进行设计,在KEIL 中进行编写,在编写过程中如果出现理论错误,系统会给与提示,编程结束后也可手动调试来改正错误,或者修改程序功能。
(完整word版)-基于51单片机温湿度采集控制系统
摘要温湿度控制系统早已经成为当今社会研究的热门领域之一,同时温湿度也是现今工农业生产生活中必须要首先考虑的重要因素之一。
因此现今社会生产生活中就迫切需要一种价格便宜、容易操作而且精确度高的温湿度控制系统.本系统设计就是利用AT89C52单片机对温湿度参量进行检测进而实现对温湿度参量的控制。
本系统设计通过使用AT89C52单片机、DHT11传感器模块、LCD1602液晶显示屏模块以及二极管闪烁报警模块.简单的系统设计就可以基本上满足本系统设计的系统设计要求.DHT11数字温湿度传感器负责把采集到的温湿度信号传送给AT89C52单片机。
温湿度经过AT89C52单片机处理,然后AT89C52准确地把温湿度信号发送到LCD1602液晶显示屏模块,温湿度数据就可以准确地显示到LCD1602液晶屏上面,同时我们可以分别对温度和湿度设置上下限,越限二极管闪烁报警。
关键词:AT89C52单片机,DHT11传感器模块,1602液晶显示屏模块,二极管闪烁报警模块ABSTRACTTemperature and humidity control system has already become one of the most popular areas of today's social research,one of the factors of temperature and humidity is also today’s industrial and agricultural production life must first consider important。
Therefore the social production and living an urgent need for a cheap, easy operation and high precision temperature and humidity control system。
基于CIP51单片机的温度采集系统
!" #$%&’( 单片机特点
微控制器诞生于 !# 世纪 "# 年代中期, 经过 !# 多年的发展, 其成本越来越低, 性能越来越强大, 其 应用遍及各个领域。若根据数据总线宽度可分为 $ 位、 %& 位和 ’! 位机等 ’ 类 择。 ($#)%* 单片机就是 $ 位机, 但不同于 +,-./ 公 ( $#)/ 的 司的 0(1 2 )% 单片机和基于 $#()/ 内核 (0( ) 1 版本) 的微控制器。 ($#)%* 系列单片机使 用的是 13/345, 6789 的专利 (+:;)% 微控制器内核。 (+:;)% 与 0(1 2 )% 指令集完全兼容, 可以使用标准 的 $#’< = $#)< 的汇编器和编译器进行软件开发。并 且具有片内上电复位、 >?? 监视器、 看门狗定时器 和时钟振荡器的 ($#)%* 单片机是真正能独立工作 的片上系统。 ($#)%*’’# 单片机的主要特点如下: %) 真 正 %# 位 !##@A9 的 %& 通 道 单 端 = 差 分 B?( , 带模拟多路器; !) %# 位电流输出 ?B( ; ’) 内部电压比较器; C) 电压基准 ( 内部、 外部) ; )) 内置温度传感器; &) 有 ’ 个捕捉 = 比较模块和看门狗定时器功能 的可编程计数器 = 定时器阵列 :(B; ") C 个通用 %& 位定时器; $) %" 个端口 + = D ( 容许 )> 输入) ; E) 带有 +!( = 10FG9, 1:+, HBIJ 串行总线; %# ) $@ */79K 存贮器; %% ) "&$ 字节片内 IB0; %! ) 片内电源监测 = 片内看门狗定时器 = 片内时 钟源!; %’ ) 高速的 ( !# L !) 0+:1 ) 与 $#)% 全兼容的微 控制器内核; %C ) */79K 存贮器可实现在线编程和用于非易失 性数据存贮 ( M:ID0 的作用) ; %) ) 工作电压典型值为 ’ >( !N " L ’N & > ) , 全 部 + = D, I1J, OJBP 引脚均允许 ) > 电压输入; %& ) 全系列芯片均为工业级 ( 温度范围 2 )) L Q %!)R ) ; %" ) 片内 OJBP 仿真电路提供全速、 非插入 式 ( 不使用在片资源) 的电路内仿真。支持断点、 单步
基于51单片机的温度检测系统
单片机C语言课题设计报告设计题目:温度检测指导老师:设计人:学号:班级:设计时间: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+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,而温度测量范围为-55℃~+125℃,则其分辨力为0.0625℃。
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,传感器异常信息设。
计使用蜂鸣器做警报发生器,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。
目录一、设计功能 (3)二、系统设计 (3)三、器件选择 (3)3.1温度信号采集模块 (3)3.1.1 DS18B20 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 液晶显示器1602LCD (9)3.2.1引脚功能说明 (9)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 (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 主程序设计流程图 (13)五、设计总结 (14)六、参考文献 (14)七、硬件原理图及仿真 (15)7.1系统硬件原理图 (15)7.2开机滚动显示界面 (16)7.3临界温度设置界面 (16)7.4传感器异常警告界面 (16)八、程序清单 (17)温度DS18B20 LCD 显示过温函数功能模块传感器异常函数功能模块D 0D 1D 2D 3D 4D 5D 6D 7R WR SE ND0D1D2D3D4D5D6D7D 7D 6D 5D 4D 3D 2D 1D 0E N R W R S XT AL218XT AL119ALE 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/TXD 11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR 16P3.5/T115U180C51X1CRYST ALC122pFC222pFGNDV C CG N DR110kC31uFV C CVCCGND234567891RP1RESPACK-8VCC0.0DQ 2VCC 3GND 1U2DS18B20R24.7K D 714D 613D 512D 411D 310D 29D 18D 07E6R W 5R S 4V S S1V D D 2V E E3LCD1LM016LLS2SOUNDERMUC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。
基于51单片机的温度监控系统
目录目录 0课题任务说明: (1)一、任务分析与方案确定 (2)1.1复位电路 (2)(1)上电复位电路 (2)(2)外部复位电路 (2)(3)上电外部复位电路 (3)1.2振荡电路 (3)(1)内部时钟方式 (3)(2)外部时钟方式 (3)1.3 A/D转换器的选取 (3)1.4 多位数码管显示电路分析 (4)1.5 键盘电路分析 (4)1.6 上位机电路分析 (4)二、系统硬件设计 (5)2.1 ADC0809转换电路 (5)(1)ADC0809内部功能 (5)(2)ADC0809引脚介绍 (5)(3)与AT89C51单片机的连接电路 (6)2.2 复位电路 (6)2.3 振荡电路 (6)2.4 键盘电路 (7)2.4 显示电路 (7)2.6 串行通信电路 (7)三、软件程序设计 (8)3.1 数据采集 (8)3.2 A/D数据转换 (8)3.3 LED数据显示程序设计 (9)3.4 键盘电路程序设计 (9)3.5 串行控制程序设计 (10)四、调试小结 (11)附录A:电路原理图 (12)附录B:源代码(或关键代码) (13)参考文献 (15)课题任务说明:随着电子技术以及应用需求的发展,单片机技术得到了迅速的发展,在高集成度、高速度、低功耗以及高性能方面取得了很大的进展,电子技术有了更好的飞跃,我们现在完全可以运用单片机和温度传感器进行温度测量和控制。
温度是日常生活、冶金、化工、医学、建筑、机械等领域最常遇到的一个物理量。
随着经济的发展和科学技术的进步,对于温度的测量和控制有了更高要求。
采用单片机温度测量系统,能大大的提高温度测量的精度,降低产品的成本,简化操作,节省劳动力,提高生产效率。
在现实生活和工农业生产及科学研究中,温度的测量非常的重要。
在工业生产过程中需要实时测量温度,在农业生产中也离不开温度的测量,因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。
本课题需要通过研究A/D转换器、串口通信的工作原理,采用软件编程与硬件电路结合技术,利用MCS-51芯片及相关芯片构成模拟温度监控系统。
基于51单片机的模拟温度采集系统,仅作指导使用
以下从简单到复杂介绍一下用热敏电阻做的测试采集电路。
(图中元件参数值不能作为参考)1、最简单的热敏电阻分压电路热敏电阻和一个电阻串联分压,热敏电阻的电阻值会因为温度的变化而变化,导致分压值也随着变化,分压值送到AD采集。
就可以根据AD值算出温度。
如何根据AD值算出温度,后面再说。
这个电路简单,可以使用,没问题的。
但有几个不好的地方,因为是分压,采集的电压变化范围小,精度不高。
如果电源电压不稳定也会使精度变差。
2、对分压电路的电源的改进这图比上图不同的地方就在电源变了。
这图命使用的稳压二极管稳压电路。
R2和稳压管组成稳压电路,C1是滤波作用,进一步稳定电源。
稳压二极管稳压值可以自己根据情况选。
3、改进分压电路1。
有时采样电压变化太小,可以使用放大器放大采样电压。
R1、R2电阻值不作参考这个是放大11倍的电路。
放大倍数=1+R44/R3;放大倍数也可以是其它的,其实有时没必要放大那么大的。
只要合适就行,不能超过AD采集电压的范围。
这里用了反向接法,其实最好是用同向的。
4、再改进上图其实还是有问题的,如果使用桥式电路也许就更好了,但以上那些电路都是可以用的,应对一些对精度不是很严格的情况下还是可以的。
下面把上面的串联分压电路改成桥式的。
放大电路使用运放的减法器接法。
(图中电路阻值不作参考)R6和热敏电阻在常温下的阻值相当,差不多就行,以上放大电路都是设计得不太好的,使用了反向接法。
使待采样电压出现双极性,而我们常使用的AD器件往往是单极的,一般只可以采样正的电压,可以改用同向接法,我之所以没直接使用同向,是不想直接给你们电路图,哈哈。
你们自己得动动脑,很简单的,不要都是说不会,不会去百度啊。
好了,就说到这了。
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基于51单片机的温度采样监控系统
姓名:贾立
学号:200728198
班级:08级自动化3班
基于51单片机的温度采样监控系统
摘要:本系统以51单片机为控制器,利用热电偶温度传感器采集三路系统温度信号,405l多路模拟开关作为采样通道选择,经0P27运算放大器放大后,送入7135A/D转换器进行模数转换。
对于热电偶的冷端补偿采用热电阻CU50,并采用三线制接法减少导线对测量的影响。
使本系
统具有转换速度快,转换精度高的特点;
关键词:单片机;温度传感器;冷端补偿;A/D转换;报警;显示
系统整体设计
整体框图设计
方案选择
1.被控对象处理
(1)系统选用热电偶作为温度传感器对温度进行采样,为保证系统温度的平衡态,采样“上、中、下”模式进行三
路热电偶温度的采集,并将信号进行简单的RC滤波后
送入输入前向通道中。
在用热电偶进行温度测量时,只
有在冷端温度恒定的情况下,热电势才能正确反映热端
温度大小,热电偶的冷端补偿是必不可少的。
根据系统
整体流程常用的R型热电偶,测温范围为0~1300℃其
输出热电势在0-14mV之间。
冷端补偿用热电阻CU50,
为消除由于导线过长而产生的导线电阻影响采用三线
制接入电路,具体电路如下
(2)为了克服零点漂移,将4051的X7输入口经一个小电阻后接地,作为校准电路。
各路采集到的信号减去X7的
信号值作为最终采集到的信号,这个进一步保证了测温
的精确性。
(3)为了克服温度漂移,在4051的X6输入端口通过两个精密电阻产生10mV的标准电压与各路信号进行比例控
制。
(4)热电偶的放大电路之前的滤波电路中的电容的要求较高,要求其漏电流一定要小。
因为没°C产生的热电势
很小,大约只有数十微伏,放大器不平衡电压的漂移应
当非常小,漏电流大的电容会产生额外的不平衡电压,
假设c的漏电流为0.1uA,那么在R=1K上就会产生一
个为两者相乘的不平衡电压,因此C要可以选择低漏电
流型的电解电容,若用电解电容时可以用万用表测一下
它的绝缘电阻,越大漏电流越小。
(5)用热电偶进行测温时,在热电偶与滤波电路之间的连线上可以加上磁珠。
磁珠用于抑制信号线、电源线上的高
频噪声和尖锋干扰,有吸收静电脉冲的作用。
2.多路开关
为了测温的均衡性、准确性,采用三路采集温度。
多路开关
的作用是通过控制端将多路信号分时的送入OP07进行放大
处理。
多路开关4051是8路选择开关,其控制端A、B、C
由单片机控制,分别采集各路信号。
3.运放的选择
R型热电偶产生的电压在0~14mV范围内,信号太微弱需进
行放大处理。
我选用OP07,经济而且实用。
7135的基准电压
约为基准电压的一半,我选的基准电压为2V,所以需放大
大约100倍,采用比例放大,由7660将稳压源产生+5V转
换为-5V,用于运放供电。
电路如下图
4.A/D转换的选择
为了保证千分之一的精度要求,8位的转换芯片就不能满足
要求了。
所以选用14位的双积分A/D转换7135。
限于51
单片机的输入输出口的限制,如果直接选择单片机直接与
7135相连IO口不够用,需要8155或8255扩展,这样不仅
成本太高。
基于7135的转换特点,可以用计数器记录它的
转换时间,将转换时间作为转换结果送给CPU测温范围到
1300℃,需要16位的计数器。
这里我选择8235作为计数器。
将8253的计数脉冲与7135连在一起。
利用BUSY信号与8253
的GATE端连在一起,8253的计数值通过程序处理(计数值
减去1001)就可以得到实际转换结果。
两者的共同时钟是将
所接的的晶振通过4060分频产生的250HZ.
5.数码管显示部分
为了节省资源,需要对多路数码管进行动态扫描显示。
LED
显示的占空比极限为1/8,若再小亮度就不够了。
若要显示三
路,需要15个数码管,显然不能单独扫描。
为了节省资源需
要Rang三路的同一位显示。
一个译码器74HC138用于通道选
择,三片574分别锁存要显示的温度,按138的选择送到相
应的一路数码管上显示。
本设计限于输入输出口地限制,我
让其显示三路的平均温度。
只需一个574就可。
74HC574是一
种高性能的CMOS管,既有锁存又有驱动能力,且为脉冲锁存。
只有在为高电平的时候才会亮,否则锁存,这样就可以减少
系统的损耗。
同时数码管的位选也需要加以驱动。
选择8路
的驱动芯片2003.考虑到显示五位,可以将个位的小数点一直
亮着,这样就不用考虑到小数点的控制了。
而千位一直显示0
或者1,这样就可以节省一位数码管的控制了。
部分电路的选择
(1)滤波电路:
现场的干扰信号为50HZ的工频交流信号,在波特图中其截止
频率即为50HZ,通过求其传递函数可得其时间常数RC=0.004,
取陶瓷电容C=10μF,R=510Ω。
截止频率31.4Hz。
就可以滤去
干扰。
(2)放大电路:
根据电路的设计方案,考虑输入信号较小,选取输入电阻R=1K
Ω+120KΩ的可调比例放大电路。
反馈电阻R f=1KΩ//120KΩΩ
约为1KΩ。
其增益为10左右,可以根据实际要求进行调节。
(3)选积分电容是应当使其漏电流尽量小。
电源部分
(1)给单片机、芯片供电的+5V、-5V电源
其工作电压均由交流220V市电经变压器降压、整流桥整流、
滤波电路提供。
滤波后接7805稳压,再进一步滤波。
产生+5V
的电源后由7660将稳压源产生+5V转换为-5V,用于运放供电。
对于+5V电源的产生:因为7805要求的输出电压要比输入高
2.5V,所以其输入电压至少为7.5V,上线可以达到30V,多出
的部分用于散热消耗。
但是由于负载压降输入电压也不能太
小,否则一波动就可能达不到7.5V,所以选择+12V。
即需要
的变压器为+12V。
(2)基准电源电路:
5V的稳压源不够稳定不能用来当做7135的基准电压。
所以选
取AD780输出电压为3V,选取限流电阻10KΩ, 10KΩ的电
位器进行调节已达到选要求的电压范围。
且能保证电流兼容。
扩展部分
被系统为温度采集,除了显示之外可以选择根据采集到的温度信号用于加热系统的控制。
这里可以用AC-SSR。
单片机根据采集到的信号分别控制三路加热系统的开通与断开。
原理电路部分见原理图部分。