多点温度巡测仪的设计分析报告.ppt

目前市场上普遍存在的温度检测仪器大都是单点测量，同时有温度信息传递不及时、精度不够的缺点，不利于工业控制者根据温度变化及时做出决定。在这样的形式下，开发一种能够同时测量多点，并且实时性高、精度高，能够综合处理多点温度信息的测量系统就很有必要。 设计一台多点温度巡测仪，能同时测量环境中多个位置的温度，并且将温度在液晶模块上显示。要求利用单片机实现。目标：能够满足生产的要求，仪表显示准确可靠,误差小。并且具有温度设定功能和报警功能。 4. 6 多点温度巡测仪整体硬件原理图 多点温度巡测仪的设计 1 设计背景及意义 2 设计技术要求 3 设计方案 4 系统硬件设计 5 系统软件设计 6 结论 主要内容 1 设计背景及意义 温度是一个和人们生活环境有着密切关系的物理量，也是一种在生产、科研、生活中需要测量和控制的重要物理量，是国际单位制七个基本量之一，同时它也是一种最基本的环境参数。人民的生活与环境温度息息相关，物理、化学、生物等学科某些方面的知识也都离不开温度。另外，在工业生产和实验研究中，在电力、化工、石油、冶金、机械制造、大型储藏室、实验室、农场塑料大棚甚至人们的居室里经常需要对环境温度进行检测，并根据实际的要求对环境温度进行控制。 2 设计技术要求 系统组成框图： 控 制 模 块 温度 采集 模块 键盘 设置 模块 显示 模块 报警 模块 图4-1组成框图 3 系统设计方案 系统组成：本系统由五大模块组成，即控制模块、温度采集模块、液晶显示 模块，键盘设置模块以及报警模块。 4 系统硬件设计 4.1控制模块硬件电路设计 控制模块中器件选择单片机AT89C51，设计的控制模块硬件电路图如下图图4-1所示，其中包括单片机的复位电路和时钟电路两部分。 图4-1 控制模块硬件设计电路 4.2 温度采集模块硬件电路设计 本系统以四个测温点为例进行设计，有两种设计方案即模拟温传方案，见下图图4-2 ，另一种方案为数字温传方案，见下图图4-3。 图4-2模拟温传方案框图 图4-3数字温传方案框图 图4-4 温度采集模块硬件电路图 故该模块含有四个温度传感器DS18B20 ，所设计的温度采集模块硬件电路图如下图图4-4所示： 4.3 显示模块硬件电路设计 较LED数码显示电路，液晶显示器显示连接电路较为简单，故该模块采用晶显示器作为显示器件，具体选用LCD128×64作为显示元件，具体设计的显示模块硬件电路图如下图图4-5所示： 图4-5 系统显示模块硬件电路图 4.4 键盘设置模块硬件电路设计 本模块所要实现的功能为：通过键盘输入进行温度的特定读取、报警和上下限温度值设定，需要一个行列式4×4键盘进行温度待测点选择及报警温度的设定。 该4×4键盘的功能为：首先通过按下“SET”进入设定项，按下“SELECT”按钮，对某温度点进行选择，按下“OK”按钮，此时即可显示该点温度；未按“OK”按钮，而按“MAX”或“MIN”进入对该点温度上下限进行设定，再按“OK”显示该点温度。本方案设计的4×4键盘面板如图4-4所示，而设计的具体硬件电路图如图4-5所示。 图4-4行列式4×4键盘面板 4 3 2 1 8 7 6 5 SET DELETE 0 9 OK MIN MAX SELECT 图4-5 键盘设置模块硬件电路 4. 5 报警模块硬件电路设计 报警模块采用声音报警器件蜂鸣器完成，所设计的报警电路如下图图4-6所 示。 图4-6 报警模块硬件电路设计 5系统软件设计 系统软件设计包括主程序设计、温度采集子程序设计、显示子程序设计、键盘设置子程序设计、报警子程序设计以及中断服务子程序设计，对以上各部 分子程序流程图的具体设计如下面所述。 5.1主程序流程图的设计 主程序先对系统资源进行初始化,调用LCD显示子程序，显示启动画面。然后进入键 盘设置界面。当设置键按下后，开始设置各点的温度，设置完之后，如果确认键按下，则系统开始工作。首先调用DS18B20初始化子程序，再发送ROM命令,读取DS18B20转换的温度值。当读取的温度大于设置的温度值时,报警器开始报警,LCD显示温度的实际值、设置值、路数、状态。接下来对第二、三、四路温度进行采集，处理，显示。故系统的主程序设计流程图如下图图5-1所示。 图 5-1 系 统 主 程 序 流 程 图 5.2温度采集子程序流程图设计 温度采集程序流程图应具体为三个具体环节流程图的设计，即DS18B20复位环节、写环节