Wire总线温度采集装置软件设计-世界大学城.DOC

自动控制技术应用 （校本教材） 主编 周辉 湖南科技工业职业技术学院 前 言 随着电工电子技术的迅速发展，可编程序控制器（PLC）、触模屏、变频器与传统的继电器控制技术已融为一体，广泛应用于电气自动控制中。本教材以22个项目为载体，以项目化的形式介绍本课程。 在编写过程中，编者认真总结了多年来的教学和课程改革经验，从学生的实际及企业的需求出发，立足能力培养、技术应用的人才培养目标，将原来的老师教、学生学转变为学生自己做、自己学。全书分为五大模块：模块1 自动控制技术的基础知识（分7个专韪）；模块2 自动控制技术应用篇（8个项目）；模块3 自动控制技术提高篇（8个项目）； 模块4 工程应用实例篇（6个实例）。 目 录 目 录 III 第一章 绪 论 1 1.1 研究的背景 1 1.2 研究目的和意义 1 1.3 国内外研究现状 2 1.4 几种传统温度采集方法 3 1.5 论文的组织结构 4 第二章 1-Wire总线温度采集装置总体设计 5 2.1 多通道温度在线监测系统概述 5 2.2 1-Wire总线温度采集装置总体架构 6 2.3 温度采集模块 6 2.3.1 温度传感器的选择 6 2.3.2 1-Wire总线技术简介 7 2.3.3 1-Wire总线协议 7 2.4 上传通信模块 8 2.4.1 通信总线的选择 8 2.4.2 M-Bus工作原理 9 2.4.3 终端收发器 10 2.5 主控模块 10 2.5.1 微处理器的选择 10 2.5.2 EEPROM的选择 12 2.6 显示及报警模块 12 2.6.1 显示模块 13 2.6.2 报警模块 13 2.7 本章小结 13 第三章 1-Wire总线温度采集装置硬件设计 14 3.1 1-Wire总线温度采集装置结构框图 14 3.2 温度采集模块电路设计 14 3.2.1 DS18B20温度传咸器的简介 15 3.2.2 DS18B20温度传咸器的内部结构与功能 16 3.2.3 温度采集模块电路 18 3.2.4 端口保护电路 19 3.3 主控模块电路设计 19 3.3.1 STC12C5A32S2单片机的引脚及功能 19 3.3.2 24C16的引脚及功能 21 3.3.3 主控模块电路 22 3.4 上传通信模块电路设计 22 3.4.1 TSS721A引脚及内部结构 22 3.4.2 TSS721A接收及发送原理 24 3.4.3 上传通信模块电路 25 3.5显示模块电路设计 26 3.5.1 数码管接线方式 26 3.5.2 显示电路 27 3.6 按键及报警模块的设计 28 3.7 电源电路 29 3.8 本章小结 29 第四章 1-Wire总线温度采集装置软件设计 30 4.1 Keil uVision4开发环境介绍 30 4.2 软件总体设计 35 4.3 系统初始化软件设计 36 4.3.1 串行口数据收发测试 36 4.3.2 串行口设置 36 4.4 温度数据采集软件设计 37 4.5 上传通信软件设计 41 4.6 显示软件设计 44 4.7 本章小结 45 第五章 仿真与测试 46 5.1 串口通信功能测试 46 5.2 温度数据采集功能测试 51 5.3 本章小结 54 总结与展望 55 参考文献 56 致 谢 58 附录A 电路图(1) 59 模块一 自动控制技术基础知识 1.1 研究的背景 随着人们的日常生活、工业制造、制热制冷等领域，温度作为当前环境的重要因素之一，被人们广泛的作为参考因素来使用，从而保证日常工作的正常运行，如火灾、温室或集体农庄中温度的实时监测、冷库温度的调节等，因此以温度参数为基础而设计的温度控制系统被广泛开发和使用。 粮仓、集体农庄等一些重要场地在长期运行后，往往由于有电流的涡流效应或某些部位老化等现象，如果没有及时发现采取措施，将使温度将会快速增加，极易引起损坏或火灾等。使用传统意义上的温度电路采集温度信息，不但采集精度低，实时性差，而且工作人员的劳动强度高，不利于广泛的推广。此外由于环境因素导致温度数据难以采集的问题，特别是在企业、矿下及偏远地区等现场，工作人员不能长时间停留在现场观察和采集温度，就需要实现能够将温度数据采集并将其传送到一个地方集中进行控制及处理，以节省人力、提高效率，但这样就会出现数据传输的问题，由于测验点比较多、需要传输数据多，使用传统方法容易造成资源浪费而且可操作性差，精度不高，这都在不同程度上限制了工作的进行和展开。因此，高精度、低成本，实时性好的温度控制系统急需人们去开发。 市场决定技术，技术引导产品的推新开发，在这样的环境下，与温度控制相关的电子类产品的推新开发成为当今的