温度监控系统的设计1

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温度监控系统课程设计报告

温度监控系统课程设计报告

温度监控系统课程设计报告1 设计背景设计目的及意义随着现代计算机和自动化技术的发展,作为各种信息的感知、采集、转换、传输相处理的功能器件,温度传感器的作用日益突出,成为自动检测、自动控制系统和计量测试中不可缺少的重要技术工具,其应用已遍及工农业生产和日常生活的各个领域。

本设计就是为了满足人们在生活生产中对温度测量系统方面的需求。

(1)在学习了课程后,为了加深对理论知识的理解,学习理论知识在实际中的运用,培养动手能力和解决实际问题的经验。

(2)通过实验提高对单片机的认识,提高软件调试能力。

(3)进一步熟悉和掌握单片机的结构及工作原理,通过课程设计,掌握以单片机核心的电路设计的基本方法和技术。

(4)通过实际程序设计和调试,逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。

(5)熟悉温度控制的工作原理,选择合适的元件,绘制系统电路原理图,运用单片机原理及其应用,进行软硬件系统的设计和调试,加深对单片机的了解和运用,进而提高自己的应用知识能力、设计能力和调试能力。

总体设计思路本设计以单片机为基础,温度监控系统大致上可以分为以下几个步骤:系统分析过程(1)根据系统的目标,明确所采用温度监控系统的目的和任务。

(2)确定系统所在的工作环境。

(3)根据系统的工作要求,确定系统的基本功能和方案。

系统设计内容(1)构思设计温度监控系统的工作流程。

(2)对要求设计的系统进行功能需求分析,考虑多种设计方案,比较各方案的特点,并确定合理可行的方案,并设计相应的功能结构。

(3)根据系统的控制要求,选择合适型号的芯片及元器件。

(4) 设计以单片机为核心的控制程序。

(5) 电路板及其结构的设计。

(6) 进行系统的调试,完成最终的设计。

2 总体设计方案设计系统框图本设计为无线电控制电路,系统框图如下所示:图1-1 系统框图系统功能此设计以单片机为核心的温度监控系统,其功能是:平常状态下可以做温度计使用。

当温度超过预设温度时二极管会闪烁报警,当温度降下时二极管则停止闪烁。

温度监控系统的设计(软件设计)

温度监控系统的设计(软件设计)

温度监控系统的设计——系统的软件设计指导老师:** 老师摘要随着科技的发展,相较于很多年以前人们对于自己生活的需求也发生了戏剧性的改变。

而监控系统恰恰迎合了人们的这一需要。

在众多先进测量控制技术中,由于单片微处理器的性能日益提高、价格又不断降低,使其性能价格比的优势非常明显并且我们知道利用MATLAB可以方便地进行仿真整定PID参数。

本文介绍一个以单片机为核心的温度监控系统,主要包括控制算法的仿真分析(用MATLAB)和软件编程(用C51),它是利用传感器采集温度信号, 温度信号经放大电路放大、A/D转换后送到单片机中,并将温度值显示在数码管上,单片机把它同由键盘实现的给定温度进行比较,再由单片机根据控制策略给出控制量,然后将控制量送驱动电路驱动加热装置和报警装置,从而构成了实时闭环系统。

本人主要负责系统的软件设计,在软件设计过程中,我们尽可能使其功能化、模块化、尽量采用子程序调用的方法。

【关键字】单片机;温度监控系统;PID控制算法;MATLAB;软件设计(C51)。

AbstractWith the increasing pace of science and technology, perhaps no change has characteristic the past decades more dramatic than that of people’s demands of their own life. Supervision and monitoring system meet the requirements of them. In these numerous advanced measurement and control technology, because of the enhanced performance and reduced price of MCU, making the advantage that its ratio of performance to price been obvious and as we know MATLAB is easy to simulate the setting of PID parameter. This text, which comprised by the simulation and analysis of control algorithms (using MATLAB) and the program of software (using C51), introduces a temperature monitor whose core is a MCU. It gathers the temperature signal and amplifies it by an amplifier circuit microcomputer. Simultaneity sends it into the MCU after A/D conversion. Then show it on in the LED. The single chip compares it with the temperature, which realizes by the keyboardand give control measure according to the control strategy. In the end, the MCU sends control measure to drive circuit in order to drive the heating installation and warning device. And a closed system is formed.I am mainly responsible for the software design of the system .In process of the software design; we make its function, modularization and use subroutine as far as possible.KEYWORDS: MCU; temperature monitor system; The control algorithm of PID;MATLAB;software design(C51).目录引言---------------------------------------------------------------------------------------------- 4 1 系统概述---------------------------------------------------------------------------------------- 41.1系统功能描述 ------------------------------------------------------------------------------------------ 41.2 系统的框图--------------------------------------------------------------------------------------------- 52 、PID控制与MATLAB仿真 -------------------------------------------------------------- 52.1 PID控制------------------------------------------------------------------------------------------------- 52.1.1 PID控制的优点------------------------------------------------------------------------------ 52.1.2 数字PID ----------------------------------------------------------------------------------- 62.1.3 凑试法确定PID参数----------------------------------------------------------------------- 62.1.4 电炉传递函数 -------------------------------------------------------------------------------- 72.1.5 PID控制框图 ----------------------------------------------------------------------------- 72.2 MATLAB仿真-------------------------------------------------------------------------------------------- 72.2.1 Simulink模型的建立 ---------------------------------------------------------------------- 82.2.2 PID 的MATLAB编程实现 ------------------------------------------------------------------ 93 、硬件概述----------------------------------------------------------------------------------- 103.1 硬件电路概述 ---------------------------------------------------------------------------------------- 103.2 AT89C51端口定义---------------------------------------------------------------------------------- 113.3 模数转换模块 ---------------------------------------------------------------------------------------- 123.4键盘模块------------------------------------------------------------------------------------------------ 133.5显示模块------------------------------------------------------------------------------------------------ 144、软件设计----------------------------------------------------------------------------------- 154.1 单片机编程语言的选择 ---------------------------------------------------------------------------- 154.1.1 汇编语言 ------------------------------------------------------------------------------------- 154.1.2 C语言---------------------------------------------------------------------------------------- 154.2 软件总体结构图 ------------------------------------------------------------------------------------- 164.2.1系统初始化 ----------------------------------------------------------------------------------- 164.2.2主程序模块软件设计 ---------------------------------------------------------------------- 164.3 A/D模块软件设计 ----------------------------------------------------------------------------------- 174.4 键盘模块软件设计 ---------------------------------------------------------------------------------- 174.5 报警模块软件设计 ---------------------------------------------------------------------------------- 194.6 采样、PID校正及PWM 输出模块软件设计--------------------------------------------- 204.7 显示模块软件设计 ---------------------------------------------------------------------------------- 215、系统调试与总结 ------------------------------------------------------------------------- 225.1 系统调试----------------------------------------------------------------------------------------------- 225.2程序链接------------------------------------------------------------------------------------------------ 235.3总结------------------------------------------------------------------------------------------------------ 255.4英文及翻译链接 -------------------------------------------------------------------------------------- 25 参考文献----------------------------------------------------------------------------------------- 26鸣谢-------------------------------------------------------------------------------------------- 27引言随着电子技术和微电子技术的发展,微型计算机发展也越来越快。

机房温度监控系统的设计与实现

机房温度监控系统的设计与实现

图1 机房温度监控系统功能设计模块示意图2.1 实时监测功能描述:机房温度监控系统工作时,必须实时监测各种数据。

要求:需要检测的数据包括各个温度采集点的温度数据、各个辅助冷却设备的运行状态和网络通信状态等。

2.2 自动控制功能描述:系统工作时,根据采集到的实时温度数据和设置好温度上下阀值进行比较,温度过高时自动打开对应区域的冷却设备;温度过低时关闭对应区域冷却设备。

要求:充分利用机房冷凝器设备和图2 机房温度采集节点分布图图3 机房温度监控系统主界面截图不会对原有系统造成不良影响。

温度采集及通信模块的设计采用2级分布式控显示,既可以上位机PC远程集中控制模式,又可实现温度采集模块本地分布式控制模式。

根据机房设备安装情况、通风情况和发射机运行等情况,确定出个温度采集节点。

如图2所示,安装于左、右冷凝器9个排风机是轴流风机,把发射机冷凝器产生的热风抽往室外,排风机的开启主要由排风机口温度决定,需要在9个排风机入口各布置一个采温点,发射机冷凝器风机的开启由各自的进、出水温度决定,因此把每部发射机冷凝器进、出水管作为温度采集点,各安装1个温度传感器。

水洗风给机房大厅降温,尤其在夏天时,新疆南疆地表温度高,在发射机开启后,由于发射机风冷系统是内循环,机房大厅温度上升很快,不利于发射机稳定工作,因此在大厅两侧分别安装1个温度传感器,取样的温度数据作为开启对应水洗风及其风量大小的依据;在发射机冷凝器冷却效果不好的情况下,需要开启混风机加大进风量,因此在左、右冷凝器室分别布置1温点。

由于发射机进出水管均为铜所以采用贴片式温度传感器,而排风机口则采用壁挂式温度传感器。

温度传感器采用三线制接法,接到温度控制仪的热电阻输入端,温度控制仪的485与TU8002型转换器的输入端相连接,TU8002型转换器完成485和以太网之间的转换,连接到以太网交换机上。

基于LabVIEW的自动温度监控系统的设计

基于LabVIEW的自动温度监控系统的设计

基于LabVIEW的自动温度监控系统的设计作者:何乾伟,王小魏,黄致尧来源:《科技视界》 2015年第27期何乾伟王小魏黄致尧(西南石油大学石油与天然气工程学院,四川成都610500)【摘要】传统的温度监控器功能完全依赖硬件实现,有精度低、速度慢、价格昂贵等缺点,根据温度监控的需要,结合虚拟仪器的特点,基于LabVIEW的开发平台设计了一种自动温度监控系统。

该系统主要完成了前面板和程序框图的设计,具有使用灵活、效率高、自动化程度高、操作简单、可实现用户自定义其功能等优点。

【关键词】温度监控系统;LabVIEW;程序;设计0引言借助于仪器仪表技术和计算机技术的飞速发展,虚拟仪器随之诞生,20世纪80年代,美国国家仪器公司首先提出虚拟仪器的概念,和传统仪器相比,虚拟仪器具有使用灵活、效率高、自动化程度高、操作简单、可实现用户自定义其功能等优点。

虚拟仪器已成为未来仪器发展的一种趋势,但这也对现有虚拟仪器技术提出了更高的要求。

本文重点介绍了一种基于LabVIEW而设计的数字化自动温度监控系统,在很大程度上解决了传统温度检测仪器的诸多弊端。

该仪器可以由用户自由地组合计算机平台、硬件、软件、以及各种实现应用所需要的附件,这种灵活性可由供应商定义,功能固定、独立的传统仪器无法与之相比。

1自动温度监控系统的设计指标该自动温度监控系统基于LebView而设计,在实现传统温度监控器所实现的功能的基础上,结合虚拟仪器的特点进而增加了一些传统仪器不具备的新功能,该设计实现的主要功能如下:1)实时监测温度数值;2)自动分析已检测温度,显示最大温度、最小温度和平均温度;3)设定温度的监控范围,出现异常时报警提示;4)华氏温度与摄氏温度之间互相转换;5)用户可以控制监测过程。

2自动温度监控系统的设计2.1前面板的设计前面板的设计主要包括显示部分和控制部分,具体设计步骤如下,图1为前面板的设计图。

2.1.1显示部分显示部分主要包括一个波形图表和多个字符串显示控件,波形图表用于显示当前温度值和规定的报警温度温度上下线,字符串显示控件分别用于显示设定的温度上下线、当前温度值、最大温度、最小温度和平均温度,以便于更加直观的观察各项温度的精确值。

基于单片机的多点无线温度监控系统

基于单片机的多点无线温度监控系统

基于单片机的多点无线温度监控系统1. 引言1.1 研究背景在现代社会,温度监控系统在各个领域中发挥着重要作用,例如工业生产、环境监测、医疗保健等。

随着科技的不断发展,基于单片机的多点无线温度监控系统逐渐成为一种趋势。

研究背景部分将深入探讨这一领域的发展现状,以及存在的问题和挑战。

目前,传统的有线温度监控系统存在布线复杂、安装维护困难等问题,限制了其在一些特定场景下的应用。

而无线温度监控系统以其布线简便、实时监测等优势逐渐被广泛应用。

目前市面上的产品多数存在监测范围有限、数据传输不稳定等问题,迫切需要一种更为稳定、可靠的无线温度监控系统。

本文将基于单片机技术设计一种多点无线温度监控系统,旨在解决现有系统存在的问题,提高监测范围和数据传输稳定性。

通过对单片机、温度传感器、通信模块等关键部件的选择和设计,构建一套高性能的无线温度监控系统,为相关领域的应用提供更好的技术支持和解决方案。

1.2 研究意义无线温度监控系统的研究意义在于提高温度监控的效率和精度,实现对多个点位的远程管理和监控。

通过使用单片机技术,可以实现对多个温度传感器的同时监测和数据传输,使监控过程更加智能化和便捷化。

这对于各种需要严格控制温度的场合如实验室、制造业、医疗行业等具有重要意义。

无线温度监控系统的研究也有助于推动物联网技术的发展,为智能家居、智能城市等领域打下基础。

通过建立稳定、高效的多点无线温度监控系统,不仅可以提高生产效率,降低能耗,提升产品质量,还可以有效预防事故发生,保障人员安全。

研究基于单片机的多点无线温度监控系统具有重要的现实意义和应用前景。

1.3 研究目的本文旨在设计并实现基于单片机的多点无线温度监控系统,通过对温度传感器采集的数据进行处理和传输,实现对多个监测点的实时监控。

具体目的包括:1. 提高温度监控系统的便捷性和灵活性,使监控人员可以随时随地实时获取监测点的温度数据,为及时处理异常情况提供有力支持;2. 降低监控系统的成本,利用单片机和无线通信模块取代传统的有线连接方式,减少线缆布线成本和维护成本;3. 提升监控系统的稳定性和可靠性,通过精心选型与设计,以及合理的系统实现过程,确保系统能够持续稳定地运行,并提供准确可靠的数据;4. 探索未来监控系统的发展方向,从实际应用情况出发,进一步优化系统性能,并为未来无线温度监控系统的研究和应用奠定基础。

基于单片机的多点无线温度监控系统

基于单片机的多点无线温度监控系统

基于单片机的多点无线温度监控系统随着物联网技术的不断发展,无线传感器网络在各个领域都得到了广泛应用。

基于单片机的多点无线温度监控系统,不仅可以实现对多个温度点的实时监控,还可以通过无线方式传输监测数据,实现远程监控和管理。

本文将介绍基于单片机的多点无线温度监控系统的原理、设计和实现过程。

一、系统概述基于单片机的多点无线温度监控系统主要由传感器节点、信号处理单元、无线通信模块、监控中心等组成。

传感器节点负责采集温度数据,信号处理单元对采集的数据进行处理和存储,无线通信模块实现数据传输,监控中心则负责接收和显示监测数据。

二、系统设计1. 传感器节点设计传感器节点是系统的核心部分,负责采集温度数据。

为了实现多点监控,传感器节点需要设计成多个独立的模块,每个模块负责监测一个特定的温度点。

传感器节点的设计需要考虑传感器的选择、数据采集和处理电路的设计、以及无线通信模块的接口设计。

传感器节点采用数字温度传感器DS18B20进行温度采集,采集到的数据通过单片机进行处理和存储,然后通过无线通信模块进行数据传输。

2. 信号处理单元设计信号处理单元主要负责对传感器采集到的数据进行处理和存储。

传感器采集到的数据需要进行数字化处理,然后存储到单片机的内部存储器中。

传感器节点采用的是单片机AT89S52作为信号处理单元,通过单片机的A/D转换功能对温度数据进行数字化处理,然后存储到单片机的内部EEPROM中。

3. 无线通信模块设计无线通信模块主要负责将传感器节点采集到的数据传输到监控中心。

传感器节点采用的是nRF24L01无线模块,通过SPI接口与单片机进行通信,并实现数据的传输。

4. 监控中心设计三、系统实现传感器节点采用DS18B20数字温度传感器进行温度采集,通过单片机AT89S52进行数据处理和存储,然后通过nRF24L01无线模块实现数据的传输。

传感器节点的设计需要考虑功耗、尺寸和成本等因素,需要尽量减小功耗和尺寸,降低成本。

基于单片机的多点无线温度监控系统

基于单片机的多点无线温度监控系统

基于单片机的多点无线温度监控系统随着物联网技术的不断发展,无线传感器网络(WSN)在各个领域中的应用越来越广泛。

温度监控系统作为最基本的传感器网络应用之一,在工业控制、环境监测、医疗保健等领域中发挥着重要作用。

本文将介绍一种基于单片机的多点无线温度监控系统,通过这种系统可以实现对多个点位温度数据的实时监测和远程传输。

一、系统设计方案1. 系统硬件设计该温度监控系统的核心部件是基于单片机的无线温度传感器节点。

每个节点由温度传感器、微控制器(MCU)、无线模块和电源模块组成。

温度传感器选用DS18B20,它是一种数字温度传感器,具有高精度、数字输出和单总线通信等特点。

微控制器采用常见的ARM Cortex-M系列单片机,用于采集温度传感器的数据、控制无线模块进行数据传输等。

无线模块采用低功耗蓝牙(BLE)模块,用于与监控中心进行无线通信。

电源模块采用可充电锂电池,以确保系统的长期稳定运行。

系统的软件设计主要包括传感器数据采集、数据处理和无线通信等部分。

传感器数据采集部分通过单片机的GPIO口读取温度传感器的数据,并进行相应的数字信号处理。

数据处理部分对采集到的数据进行滤波、校正等处理,以保证数据的准确性和稳定性。

无线通信部分则通过BLE模块实现与监控中心的无线数据传输。

二、系统工作原理1. 温度传感器节点工作原理每个温度传感器节点通过温度传感器采集环境温度数据,然后通过单片机将数据处理成符合BLE通信协议的数据格式,最终通过BLE模块进行无线传输。

2. 监控中心工作原理监控中心通过接收来自各个温度传感器节点的温度数据,并进行数据解析和处理,最终在界面上显示出各个点位的温度数据。

监控中心还可以设置温度报警阈值,当某个点位的温度超过预设阈值时,监控中心会发出报警信息。

三、系统特点1. 多点监控:系统可以同时监测多个点位的温度数据,实现对多个点位的实时监控。

2. 无线传输:系统采用BLE无线模块进行数据传输,避免了布线的烦恼,使得系统的安装和维护更加便捷。

智能农业设施中的温湿度监控与调控系统设计

智能农业设施中的温湿度监控与调控系统设计

智能农业设施中的温湿度监控与调控系统设计智能农业设施是现代农业发展的重要方向之一,它通过应用先进的技术手段,提高了农作物的产量和质量,促进了农业生产的可持续发展。

在智能农业设施中,温湿度是影响作物生长的关键因素之一。

为了实现智能农业设施中的有效温湿度监控与调控,需要设计并应用相应的系统。

一、智能温湿度监控系统设计智能温湿度监控系统主要是通过传感器对农业设施中的温湿度进行实时监测,并将监测数据传输到控制中心进行分析和处理。

系统设计的关键是选择合适的传感器,确保监测数据的准确性和稳定性。

1. 选择合适的温湿度传感器在智能农业设施中,常用的温湿度传感器有电阻式传感器、集成式传感器和纳米传感器等。

电阻式传感器价格较低,但对环境要求较高,易受温湿度变化和外界干扰影响;集成式传感器采用数字信号输出,具有较高的精度和稳定性,适用于复杂环境;纳米传感器体积小、灵敏度高,但价格较高。

根据实际需求选择适合的传感器。

2. 确保数据传输的稳定性智能温湿度监控系统需要将传感器采集到的温湿度数据传输到控制中心进行分析和处理。

为了确保数据传输的稳定性,可采用无线传输技术如Zigbee或LoRa等,或者借助物联网技术将数据传输到云端进行存储和管理。

同时,系统应设有网络故障切换和数据加密等功能,确保数据的安全和可靠性。

3. 建立实时监测与报警机制智能温湿度监控系统需要能够实时监测目标区域的温湿度变化,并及时发出报警,以便及时采取措施防范和解决问题。

监测数据可以通过显示屏、手机APP等方式直观地反映出来,同时系统还应具备远程控制和设置报警阈值的功能,以适应不同作物对温湿度要求的差异。

二、智能温湿度调控系统设计智能温湿度调控系统主要通过控制设备如加热器、通风设备、喷灌系统等,对农业设施中的温湿度进行有效调节和控制。

系统设计的关键是选择合适的调控设备和建立精确的控制算法。

1. 选择合适的调控设备温湿度调控系统中常用的调控设备包括加热器、通风设备、喷灌系统等。

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带有9位地址探测的通用同步异步接收/发送(USART/RCI)。
带有RD,WR和CS控制(只40/44引脚)8位字宽的并行从端口。
带有降压的复位检测电路。
(3)RS-232-C接口电路
计算机与计算机或计算机与终端之间的数据传送可以采用串行通讯和并行通讯二种方式。由于串行通讯方式具有使用线路少、成本低,特别是在远程传输时,避免了多条线路特性的不一致而被广泛采用。 在串行通讯时,要求通讯双方都采用一个标准接口,使不同 的设备可以方便地连接起来进行通讯。 RS-232-C接口(又称 EIA RS-232-C)是目前最常用的一种串行通讯接口。它是在1970年由美国电子工业协会(EIA)联合贝尔系统、 调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标 准。它的全名是“数据终端设备(DTE)和数据通讯设备(DCE)之间 串行二进制数据交换接口技术标准”该标准规定采用一个25个脚的 DB25连接器,对连接器的每个引脚的信号内容加以规定,还对各种信 号的电平加以规定。
SLEEP期间仍能工作。
Timer 2 :带有8位周期寄存器,预分频和后分频器的8位定时器/计数器
2个捕捉器,比较器和PWM模块。
其中 :捕捉器是16位的,最大分辨率为12.5nS。
比较器是16位的,最大分辨率为200nS。
PWM最大分辨率为是10位。
10位多通道模/数转换器。
带有SPI(主模式)和I2C(主/从)模式的SSP。
直接,间接和相对寻址方式。
上电复位(POR)。
上电定时器(PWRT)和震动启动定时器。
监视定时器(WDT),它带有片内可靠运行的RC振荡器。
可编程的代码保护。
低功耗睡眠方式。
可选择的振荡器。
低功耗,高速CMOS FLASH/EEPROM工艺。
全静态设计。
在线串行编程(ICSP)。
单独5v的内部电路串行编程(ICSP)能力。
1 设计要求
1.1 控制要求
(1)生物繁殖培养液的温度要保证在适于细胞繁殖的温度内,这主要在控制程序设计中考虑。温度控制范围为15~25,升温、降温阶段的温度控制精度要求为0.5度,保温阶段温度控制精度为 0.5度 。
图1.1.1温度控制曲线
(2)微机自动调节 正常情况下,系统投入自动。
(3)模拟手动操作 当系统发生异常,投入手动操作。
③主要技术参数:
时间常数≤30S
测量功率≤0.1mW
使用温度范围-55~+125℃
耗散系数≥6mW/℃
额定功率0.5W
④降功耗曲线:
图2.2.2温7A单片机
MicroChip PCI16F877A单片机主要性能:
具有高性能RISC CPU
仅有35条单字指令。
除程序指令为两个周期外,其余的均为单周期指令。
运行速度:DC-20M时钟输入。
DC-200ns指令周期。
8K*14个FLASH程序存储器。
368*8个数据存储器(RAM)字节。
引脚输出和PIC16C73B/74B/76/77兼容。
中断能力(达到14个中断源)。
8级深度的硬件堆栈。
单片机:PIC16F877A(PIC16F877A为美国MICORCHIP公司生产的带A/D转换的8位单片机)。
显示系统:商用计算机。
用户内存:256MRAM。
系统总线:RS-232-C接口(又称 EIA RS-232-C)RS232 C有25条线,,分为5个功能组,包括4条数据线,11条控制线,3条定时线,7条备用线和未定义线。
(4)微机监控功能 显示当前被控量的设定值、实际值,控制量的输出。
1.2 受控对象的数学模型
生物繁殖的培养液主要用于生物的繁殖研究,而温度是影响生物繁殖的重要因素。本系统要求长时间监视培养液的温度,并对当前的温度进行控制。本控制对象为生物繁殖用培养液,采用继电器进行控制。
2 系统的硬件配置
2.1 单片机和系统总线
为了提高对传感器的认识和了解,尤其是对温度传感器的深入研究以及其用法与用途,基于实用、广泛和典型的原则而设计了本系统。本文利用单片机结合传感器技术而开发设计了这一温度监控系统。文中传感器理论单片机实际应用有机结合,详细地讲述了利用热敏电阻作为热敏传感器探测环境温度的过程,以及实现热电转换的原理过程。
本设计应用性比较强,设计系统可以作为生物培养液温度监控系统,如果稍微改装可以做热水器温度调节系统、实验室温度监控系统等等。课题主要任务是完成环境温度检测,利用单片机实现温度调节并通过计算机实施温度监控。设计后的系统具有操作方便,控制灵活等优点。
本设计系统包括温度传感器,A/D转换模块,输出控制模块,数据传输模块,温度显示模块和温度调节驱动电路六个部分。文中对每个部分功能、实现过程作了详细介绍。整个系统的核心是进行温度监控,完成了课题所有要求。
操作系统:Windows 2000。
2.2硬件介绍
计算机工作的外围电路设备
(1)温度传感器
温度传感器采用补偿型NTC热敏电阻其主要性能如下:
①补偿型NTC热敏电阻B值误差范围小,对于阻值误差范围在5%的产品,其一致性、互换性良好。适合于一般精度的温度测量和计量设备。
②外型结构和尺寸:
图2.2.1温度传感器结构尺寸图
引言
随着“信息时代”的到来,作为获取信息的手段——传感器技术得到了显著的进步,其应用领域越来越广泛,对其要求越来越高,需求越来越迫切。传感器技术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。因此,了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。
由于传感器能将各种物理量、化学量和生物量等信号转变为电信号,使得人们可以利用计算机实现自动测量、信息处理和自动控制,但是它们都不同程度地存在温漂和非线性等影响因素。传感器主要用于测量和控制系统,它的性能好坏直接影响系统的性能。因此,不仅必须掌握各类传感器的结构、原理及其性能指标,还必须懂得传感器经过适当的接口电路调整才能满足信号的处理、显示和控制的要求,而且只有通过对传感器应用实例的原理和智能传感器实例的分析了解,才能将传感器和信息通信和信息处理结合起来,适应传感器的生产、研制、开发和应用。另一方面,传感器的被测信号来自于各个应用领域,每个领域都为了改革生产力、提高工效和时效,各自都在开发研制适合应用的传感器,于是种类繁多的新型传感器及传感器系统不断涌现。温度传感器是其中重要的一类传感器。其发展速度之快,以及其应用之广,并且还有很大潜力。
处理机读/写访问程序存储器。
运行电压范围2.0v到5v。
高输入/输出电流25mA。
商用,工业用温度范围。
低功耗:
在5v,4MHz时典型值小于2mA。
在3v,32KHz时典型值小于20uA。
典型的静态电流值小于1uA。
外围特征:
Timer 0 :带有预分频的8位定时器/计数器。
Timer 1 :带有预分频的16位定时器/计数器,在使用外部晶体时钟时在
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