基于单总线的温度实时监控系统.docVIP

课程设计报告书 课程名称： 专业综合课程设计 题 目：基于单总线的温度实时监控系统 系 （院）： 电子工程学院 学 期： 11-12-1 专业班级： 电子 姓 名： 学 号： 评语： 成绩： 签名： 日期： 选题意义 随着社会的发展，科技的进步，电子技术和微型计算机的迅速发展，以及测温仪器在各个领域的应用，智能化已是现代温度监控系统发展的主流方向。单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛。利用单片机对温度进行控制的技术也随之而生，并日益发展和完善，且越来越显示出它的优越性。单总线技术是美国Dallas半导体公司近年推出的新技术。它将地址线、数据线、控制线合为1根信号线，允许在这根信号线上挂接数百个单总线器件芯片。温度是一个重要的物理量，它反映了物体冷热的程度，与自然界中的各种物理和化学过程相联系在工、农业生产和日常生活中，各个环节都与温度紧密相联，温度的及控制占据着极其重要地位单总线技术是美国Dallas半导体公司近年推出的新技术。它将地址线、数据线、控制线合为1根信号线，允许在这根信号线上挂接数百个单总线器件芯片。 （1）对单总线设备的结构特点和以单总线技术构建起来的微型局域网的拓朴结构、网络结构优化以及设备与单总线的连接进行阐述和研究。 （2）设计基于单总线的温度采集电路，单总线和PC机串行口的接口电路，在电路设计时重点考虑单总线设备的供电问题和数据的可靠采集。 （3） 用自己熟悉的计算机语言编写温度实时监控系统软件，软件的界面要友好、简明、直观。在软件编写时重点考虑温度采集数据存储、单总线设备中的CRC循环冗余码的实现方法、从设备的“即时插即用” 的算法研究。 2.2设计内容及要求 温度测量范围－5℃～＋1℃。 测温分辨率0.0625℃。 数据传输距离不低于60米。 温度测量点不少于3。 温度采集间隔不底于10分钟。 能显示一天实时温度变化曲线。 2.3设计步骤概述 实习制作大概步骤如图1 图1 电路的设计 3.1硬件电路设计 在硬件电路设计时，应着重考虑电子器件的供电方式，以及对器件的限压和限流保护。因为本次设计要求利用单总线技术，所以可以考虑使用寄生供电方式。设计的电路图如下。 图2 基于单总线的温度实时监控系统硬件电路总图 图3 基于单总线的温度实时监控系统硬件电路原理图 3.2软件设计 3.2.1设计窗体 本次设计要求软件的可视化窗体中包含实时温度显示、数据记录、存储管理和ROM数据，并且能将测得的数据保存到指定的数据库中。窗体界面如下。 图4 窗体界面 实时温度显示中可以看到当前室温，并且可以显示摄氏温度和华氏温度。数据记录包含温度曲线和温度日志，可以显示一天内的温度变化曲线。存储管理和ROM数据用来对数据库中已经保存的温度数据进行管理，如删除、转移等操作。 3.2.2软件编程 本系统软件部分采用Delphi来实现初始化、数据采集处理、温度报表管理，其主程序的流程图见图5。 图5 主程序流程图 本系统软件部分共分为3个部分，分别是： 1）初始化程序。 a．设置串行通信波特率； b．串行通讯方式的初始化； c．对TO，T1两个计数器的初始化； d．中断控制程序的初始化。此外，还负责从E2PROM 中调出以前的采样参数，使器件能够以它采样温度数据。 2） 当监控到ONTIME1和NTIME2标记时作相应温度的存储、转换、发送处理。ONTIME1和NTIME2的标记主要有定时电路决定，当到达采样间隔时，做出相应的处理。 3）采用动态显示方式即时显示温度，以节省电路规模，使得整个系统的体积变小。 元器件的选择 4.1主要元器件知识 4.1.1 DS18B20 DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，具有3引脚TO－92小体积封装形式；温度测量范围为－55℃～＋125℃,可编程为9位～12位A/D转换精度，测温分辨率可达0.0625℃，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出；其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生；多个DS18B20可以并联到3根或2根线上，只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。以上特点使DS18B20非常适用于远距离多点温度检测系统。DS18B20的内部结构DS18B20内部结构如图所示，主要由4部分组成：64位ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。DS18