多路温度采集及显示

湖北理工学院

课程设计报告课程名称:电子设计开放性试验

设计题目：多路温度采集及显示系统

系别：数理学院

专业：应用物理学

班级：

学生姓名:

学号:

起止日期:

指导教师:

教研室主任：

指导教师评语：

指导教师签名：年月日

成绩评定

项目权重

成绩

1、设计过程中出勤、学习态度等方面0.2

2、课程设计质量与答辩0.5

3、设计报告书写及图纸规范程度0.3

总成绩

教研室审核意见：

教研室主任签字：年月日教学系审核意见：

主任签字：年月日

答辩记录

摘要

在工业控制领域中，温度是一个十分重要的参考量，准确而实时的控制温度对于我们的工作有事半功倍的效果。而在一些传统的温度测控系统中，存在着数据显示方式单一、数据无法长期存储、调用以及系统接口过于复杂的问题，寻求这些问题的解决方案成为当前研究的焦点。

多路温度采集系统由主控制器、温度采集电路、温度显示电路、报警控制电路及键盘输入控制电路组成。它利用单片机P87C51做控制及数据处理器、ADC0809N做温度检查器、LED数码显示管做温度显示输出设备。

硬件电路比较简单，成本较低，测温范围大，测量精度高，读数显示直观，使用方便。近年来单线多点数字化测量技术的发展使温度检测技术实现了快速、可靠、低成本、数字化与网络化。新型的温度采集系统能采用新型单线智能化温度传感器，能以数字形式直接输出被测点温度值，具有测温误差小、分辨率高、抗干扰能力强、成本低、能远程传输数据等优点。

关键词: 单片机控制；温度测量；模数转换电路；数码管显示器

目录

设计内容、要求及分工 (1)

1 实现方案及总体设计 (1)

2 原理图的设计 (3)

2.1 温度采集电路设计 (3)

2.2 显示电路设计 (4)

3 系统程序设计 (5)

3.1 主程序设计 (5)

3.2 子程序设计. (6)

4 详细仪器清单 (9)

5 总结与思考及致谢 (9)

参考文献 .................................................................................................. 错误！未定义书签。附录一：原理图 . (16)

附录二：PCB图 (17)

附录三：程序 (12)

多路温度采集及显示系统

设计内容、要求及分工

温度是一种最基本的环境参数，人们的生活与环境温度息息相关，因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。温度测量装置的关键是温度传感器，温度传感器的发展经历了三个发展阶段：（1）传统的分立式温度传感器，（2）模拟集成温度传感器，（3）智能集成温度传感器。目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式，从集成化向智能化、网络化的方向飞速发展。

本人选择多路温度采集系统设计。

系统主要技术指标：

（1）4路温度采集电路；

（2）A/D转换；

（3）电子开关；

（4）实时温度显示，采用LED数码管显示。

本次设计我们由五人为一组，朱其攀是我们小组的组长，负责实验报告部分；胡仲祥负责课程设计部分；黄治雄主要负责PPT部分，黄明负责原理图和PCB 图的完成；胡永志则负责软件部分的设计及其调试。

1实现方案及总体设计

P87C51RA2/RB2/RC2/RD2 单片8 位微控制器采用先进的CMOS 工艺制造，是80C51 微控制器家族的派生品。其指令集与80C51 指令集完全相同。

该器件可通过并行编程的方法对一个OTP 位进行编程，从而选择6 时钟或12 时钟模式。此外，也可通过时钟控制寄存器CKCON 中的X2 位选择6 时钟或12 时钟模式。

该器件还包含有4 个8 位I/O 口、个16 位定时/计数器、多个中断-4中断优先级-嵌套的中断结构、1个型UART、片内振荡器及实序电路。

新增的特性使得P87C51RA2/RB2/RC2/RD2 成为功能更强大的微控制器，更地支持应用于脉宽调制，高速I/O 递增/递减计数能力如电机控制等场合。

图1 数字式多路温度采集系统结构框图

采用智能温度传感器采集环境温度并进行简单的模数转换；单片机P87C51执行程序对温度传感器传输的数据进行进一步的分析处理，转换成环境对应的温度值，通过I/O 口输出到数码显示管（LED ）显示；由键盘输入控制选择某采集电路检测温度及显示；报警电路对设定的最高最低报警温度进行监控报警。 主要由温度传感器、P87C51单片机微控制器、以及数据传输显示三部分组成。

图2 系统原理简易图

温度传 感器

单片机

P87C51

温度显示器

本系统采用的主要硬件元件分别为P87C51单片机作为微控制器，使用单总线温度传感器芯片ADC0809N作为温度传感器。温度传感器采集温度数据，温度传感器采集完一次数据后，经过A/D转换后，再由微控制器根据现场对数据的不同要求可以选择LCD显示以及上机PC机显示两种方式来显示数据。

2原理图的设计

2.1温度采集电路设计

温度采样处理电路由温度传感器、放大电路、A/D转换电路等组成。采用分块结构的温度采样处理电路，其硬件电路结构复杂，也不便于数据的处理。采用智能温度传感器采样处理电路，能够方便的进行温度的采集及简单的数据处理。并且可以达到设计的技术指标要求。本系统选择智能温度传感器ADC0809N作为温度采集电路的核心器件。

图3 芯片图

2.1.1温度采集电路结构

温度采集电路结构如图所示。工作时，由程序控制读取某智能温度传感器ADC0809N采集的温度数据，送单片机处理。单片机控制电路核心是单片机芯片，其加上工作基本电路，就可以展开控制工作。