課程設(shè)計(jì)ⅳ設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)-8路溫度巡檢系統(tǒng)

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1、贛南師范學(xué)院物理與電子信息學(xué)院課程設(shè)計(jì)Ⅳ設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)8路溫度巡檢系統(tǒng)姓名：班級(jí)：09電子信息工程學(xué)號(hào)：指導(dǎo)老師：時(shí)間：2012.1.01181緒論現(xiàn)代生產(chǎn)生活中，溫度的巡回檢測(cè)與計(jì)算機(jī)的結(jié)合越來(lái)越普遍，特別是在冶金，化工，機(jī)械，醫(yī)療各類行業(yè)中廣泛使用。及時(shí)采集其信息，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在故障，并采取相應(yīng)的處理措施，對(duì)確保其良好運(yùn)行狀態(tài)具有重要意義。單片機(jī)有著體積小，功耗低，功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高等顯著優(yōu)點(diǎn)，將其用于溫度巡回監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可大大提高控制質(zhì)量和自動(dòng)化水平，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和推廣價(jià)值。利用單片機(jī)對(duì)溫度進(jìn)行測(cè)控的技術(shù)日益得到廣泛應(yīng)用。如何將溫度通過(guò)傳感器

2、變成電信號(hào)，再經(jīng)過(guò)處理轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的數(shù)字量，輸入到計(jì)算機(jī)中，由計(jì)算機(jī)將采集到的數(shù)字量進(jìn)行不同的處理，然后在顯示器顯示出來(lái)，并進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。這已經(jīng)為當(dāng)前計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向。鑒于此，本文提出一種基于AD590和AT89C51的低成本、遠(yuǎn)距離傳輸?shù)臏囟葯z測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。2系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)任務(wù)與要求2.1.1設(shè)某糧庫(kù)有8個(gè)糧倉(cāng)，糧倉(cāng)的溫度變化范圍為-30℃~+50℃。設(shè)計(jì)一個(gè)系統(tǒng)對(duì)這8個(gè)糧倉(cāng)的溫度進(jìn)行巡回檢測(cè)并顯示，每路顯示2秒，要求溫度的檢測(cè)精度為±0.1℃。用Proteus仿真。不用做出實(shí)物。2.1.2設(shè)計(jì)目的通過(guò)文獻(xiàn)調(diào)

3、研、電路設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)仿真及焊接、調(diào)試綜合訓(xùn)練，提高學(xué)生在單片機(jī)及傳感器應(yīng)用方面的實(shí)踐技能，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。初步掌握工程設(shè)計(jì)方法和組織實(shí)踐的基本技能，逐步熟悉開(kāi)展科學(xué)實(shí)踐的程序和方法。2.2方案的選擇與論證2.2.1總體設(shè)計(jì)方案數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)是一個(gè)把模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)加工處理，在把處理后的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)的閉環(huán)系統(tǒng)。18在科研、生產(chǎn)和人們的日常生活中，模擬量的測(cè)量和控制是經(jīng)常的。為了對(duì)溫度、壓力、流量、速度、位移的物理量進(jìn)行測(cè)量和控制，都是通過(guò)傳感器把上述物理量轉(zhuǎn)換成能模擬物理量的電信號(hào)，即模擬

4、電信號(hào)。將模擬電信號(hào)經(jīng)過(guò)處理并轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能識(shí)別的數(shù)字量，送進(jìn)計(jì)算機(jī)，這就是數(shù)據(jù)采集。計(jì)算機(jī)將采集來(lái)的數(shù)字量根據(jù)需要進(jìn)行不同的辨識(shí)、運(yùn)算得出所需要的結(jié)果，這就是數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)處理的結(jié)果顯示于顯示器或屏幕上，或有打印機(jī)打印在紙上，以便對(duì)某些物理量進(jìn)行監(jiān)視，在將數(shù)據(jù)處理的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)去控制某些物理量，這就是監(jiān)控。這一數(shù)據(jù)采集、計(jì)算機(jī)處理、數(shù)-模轉(zhuǎn)換的監(jiān)控系統(tǒng)，就是一種數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)。在生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行采集，為提高質(zhì)量，降低成本，提供信息。在科學(xué)研究中，用來(lái)獲取微觀，靜態(tài)信息。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一般具有以下功能：(1)采集數(shù)據(jù)：按照采樣周

5、期，對(duì)模擬、數(shù)字、開(kāi)關(guān)信號(hào)采樣。(2)模擬信號(hào)處理：將采樣模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，模擬信號(hào)—指信號(hào)幅值隨時(shí)間連續(xù)變化的信號(hào)。特點(diǎn)：在規(guī)定的一段連續(xù)時(shí)間內(nèi)，其幅值為連續(xù)值。優(yōu)點(diǎn)是便于傳送，缺點(diǎn)是易受干擾。(3)開(kāi)關(guān)信號(hào)的處理：開(kāi)關(guān)信號(hào)—由按鈕、行程開(kāi)關(guān)等器件觸點(diǎn)產(chǎn)生的信號(hào)。信號(hào)處理方法：根據(jù)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)執(zhí)行相應(yīng)的操作。(4)二次數(shù)據(jù)計(jì)算：概念：一次數(shù)據(jù)—從傳感器采集的數(shù)據(jù)。二次數(shù)據(jù)—對(duì)一次數(shù)據(jù)作轉(zhuǎn)換并計(jì)算后得到的數(shù)據(jù)。二次數(shù)據(jù)的處理方法：平均,累計(jì),傅里葉變換,積分變換,變化率,差值,最大值。(5)最小值屏幕顯示：將數(shù)字、圖形、圖表等顯示在屏幕上。(

6、6)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：按時(shí)間間隔，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在外部存儲(chǔ)器。本系統(tǒng)采用AT89C51作為控制系統(tǒng)，DS18b20作為溫度傳感器、74HC595作為L(zhǎng)ED數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)、,開(kāi)機(jī)或復(fù)位后LED最右端顯示“OH”，以提示系統(tǒng)正常，正常運(yùn)行時(shí)，不斷采集溫度顯示.具體框圖如圖1.1所示為:時(shí)鐘電路DS18b20數(shù)字溫度傳感器溫度采集復(fù)位電路單片機(jī)電源電路顯示器18當(dāng)溫度傳感器采集到外界溫度時(shí)，將信號(hào)送入單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，處理后的數(shù)據(jù)由單片機(jī)送入LED顯示器顯示數(shù)據(jù)。3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)圖2系統(tǒng)電路原理圖3.1單片機(jī)模塊本系統(tǒng)控制器芯片采用AT89S52單片機(jī)，其管腳圖如

7、圖3所示。18圖3AT89S52管腳圖AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、有效的解決方案。AT89S52的主要特性是：與MCS-51單片機(jī)產(chǎn)品兼容；8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器；1000次擦寫周期；三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器；32個(gè)可

8、編程I/O口線；三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；8個(gè)中斷源；全雙工UAR串行通道；低功耗空閑和掉電模式；掉電后中斷可喚醒；有看18門狗定時(shí)器；