多路温度采集和显示系统.docVIP

1 引言 单片机以其体积小、功能齐全、价格低廉、可靠性高等待点，在各个领域获得了广泛的应用，特别在工业控制、智能化仪器仪表、产品自动化、分布式控制系统中部已取得了可喜的成果。单片机已经成为衡量工业发展水平的标志之一，是产品更新换代、发展新技术、改造老产品的主要手段。目前，在众多的单片机产品中，MCS—5l系列、PIC系列及MCS—96系列单片机是我国单片机应用的主流机种。 大家知道，在单片机系统设计中，程序设计是非常重要的一环，它的质量直接影响到整个系统的性能。用汇编语言进行程序设计的过程和用高级语言设计程序有相似之处，其设计过程大致可以分为以下几个步骤： 1．明确课题对程序功能、运算精度、执行速度等方面的要求及硬件条件。 2．把复杂问题分解为若干个模块，确定各模块的处理方法，画出程序流程图。如果各模块仍较为复杂，还应分别画出分模块流程图和总的流程图。 3．正确分配存储器，如程序段的存放地址、数据区地址、工作单元分配等。 4．根据流程图精心组合合适的指令和编制源程序。 数据采集是单片机的一个重要应用，同时它也是单片机和传感器的重要接口。在实际应用中，单片机的数据采集信号类型有以下几种：一种是模拟的电压信号和电流信号，另一种就是数字信号，例如PWM信号和串行通信信号。一般的单片机就是通过A/D转换实现对外部电压信号的采集，利用电流/电压转换芯片和A/D转换实现对电流信号的检测，通过脉冲计数和串行通信处理数字信号。温度是工业生产过程中最普遍.最重要的操作参数之一。温度检测和温度控制都直接与安全生产、产品质量.、生产效率、节约能源等重大技术经济指标相联系。 单片机以其体积小、性能价格比高、指令丰富、提供多种外围接口部件、控制灵活等优点，广泛应用于各种家电产品自动化仪表、工业控制系统和过程控制系统中，在温度控制领域和温度检测的应用也十分广泛。 温度采集即温度检测通过温度检测元件随温度的变化而进行数据采集的，按检测元件份温度传感器：1、热电阻温度传感器；2、热电偶传感器；3、热敏电阻传感器。本文采用的是热电阻传感器。 单片机的显示系统和单片机的输入部分是单片机的外围电路，同时它是人机交流的重要的接口。在实际应用中，单片机系统都会有输入和显示部分。其中输入主要是按键、键盘等提供给使用者进行状态和参数输入的器件。该器件将通过按键或者键盘将操作状态和参数变成单片机能够识别的电信号输入到单片机；另一方面，单片机通过输出设备，例如数码管、液晶和微型打印机等。 本文是基于单片机的多路温度采集和显示系统，即单片机控制的温度采集及其显示，温度传感器采用电阻元件热电阻随温度的变化而采集到的信号，用LED显示其结果：有铂热电阻温度计Pt100感受的温度，经测温电桥变成电信号，再经放大器放大及非线性补偿器，把非线形电信号转变成线性电信号，它和多路选择电信号，同时进入选择开关，再经过A/D转换器可分别在数码显示器显示测量温度或设定温度值。 2 多路温度采集显示系统的设计要求与设计方案 2.1 系统设计任务与要求 ?? 设计设计一个多路温度检测系统，主控器能对各温度检测器通过串行传输线实现温度数据及显示。具体设计制作任务： 1设计制作各温度检测器； 2设计制作主控器 ?? 设计要求 1基本要求 ?? 检测的温度范围： ℃~700℃ ?? 检测分辨率 + ?? 各检测器与主控制器之间距离》 100米 ?? 各检测器单元可显示检测的温度值 ?? 设计并制作各检测器及主控器所用的直流稳压。由单向 220V交流电压供电。2发挥部分 ?? 可有主控制设置系统时间以及温度修正值 ?? 其他功能的改进 ?? 提高各温度检测器的温度检测精度 图2-1 单片机应用系统设计的一般过程 1.确定总体设计方案 根据应用系统的目标、任务，确定总体方案。 明确应用系统的目标、任务 系统外围设备：单片机的ROM、RAM的扩展，ADC0809的数模转换，键盘的指定显示，LED的串行显示，报警系统。 确定参数与数字信号的转换和方法 单片机只能接收、处理、输出数字信号，所以必须进行信号转换，本设计是经过数模转换后驱动的。 机型选择 根据应用系统的复杂程度来选择4位、8位、16位机，根据场合、精度等要求确定使用类型，选择机型一般为市场流行的，也考虑经济因素。本设计选用的是MCS-51单片机及其数据存储器和程序存储器的扩展 。 划分硬件和软件的功能 本设计中，热电阻的温度采集和热电阻变送器输出的电压信号1~5v是直接用电路实现的，键盘的指定显示、LED的显示、报警系统、主控模块系统既需要硬件电路，也需要软件来实现。 2. 硬件设计 硬件设计的具体步骤：输入数据、输出数据的传送方式为中断方式，查询方式。 本系统的主要电路是小规模的扩展系统 资源分配：输入信号使用的是ADC0