数字式多路温度采集系统论文.docx

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数字式多路温度采集系统论文

山东省

大学生电子设计竞赛论文

编号

题目数字式多路温度采集系统

学生姓名李东、刘平、柴强

专业06电子信息工程应用物理学

指导教师张福安、葛汝明、范海涛、董文慧

二OO七年五月一日

多路温度数据采集系统

目录

1摘要、关键词………………………………………………………………2

2设计要求……………………………………………………………………3

3系统方案……………………………………………………………………3

3.1系统总体方案…………………………………………………………3

3.2方案论证…………………………………………………………………3

4系统硬件设计………………………………………………………………4

4.161板电路设计……………………………………………………………4

4.2传感器DS18B20的工作原理电路图……………………………………5

4.3按键和显示电路…………………………………………………………5

4.4键盘显示模块电路图……………………………………………………5

5系统软件设计………………………………………………………………6

5.1软件结构…………………………………………………………………6

5.2软件总体设计……………………………………………………………6

5.3子程序设计………………………………………………………………8

6.多路温度数据采集系统的测试……………………………………………12

7结论与答谢词………………………………………………………………12

8考文献………………………………………………………………………13

1．摘要：

在日常生活和工业控制过程中，经常需要进行多路温度测量，并对温度的结果进行分析，以做出相应的处理。

本方案利用SOCE061A单片机作为核心控制器，通过两个DS18B20器件实现两路温度的实时采集和显示，且可以设置温度值，实现超温报警功能。

关键词：

SPCE061A、DS18B20、LED键盘模组

英文解释：

Inthedailylifeandintheindustrycontrolledprocess,frequentlyneedstocarryonthemulti-spotstemperaturesurvey,andcarriesontheanalysistothetemperatureresult,makescorrespondingprocessing.ThisplanusingtheSPCE061Amonolithicintegratedcircuittookthecorecontroller,realizestwogroupstemperaturesreal-timegatheringandthedemonstrationthroughtwoDS18B20component,alsomayestablishthetemperaturevalue,realizesultrawarmreportstothepolicethefunction.

2.设计要求：

利用SPCE061A单片机、DS18B20基本要求如下：

1．2路温度的实时采集；

2．温度通过数码管显示，分手动和自动两方式：

自动状态循环显示各通道温度，每隔2秒切换一个通道；手动方式只显示被选择的通道温度；

3．可以为每一个通道设置独立的报警温度；

3.系统方案；

3.1系统总体方案：

系统整体硬件设计如图3.1-1所示，整个系统以SPCE061A为核心，前向通道包括DS18B20传感器输入电路，按键输入电路；后向通道包括：

LED显示电路和语音输入电路。

3.1-1

3.2方案论证：

方案一：

采用现在比较通用的51系列单片机。

51系列单片机的发展以有比较长的时间，应用技术都比较成熟，但此系列单片机是8位机，处理速度不是很快，资源不够充足，而且其最小系统的外围电路都要自己设计和制作，使用起来不是很方便，故不采用。

方案二：

选用凌阳公司的SPCE061单片机。

SPCE061A单片机是16位的处理器，主频可以达到49MHz，速度很快，再加上其方便的ADC接口，非常适合对高频信号进行数字调频，如果对音频信号进行A/D采样，经过数字调频并发射，完全可以实现预设的目的。

结合题目的要求及SPCE061A板的特点，本系统选用凌阳公司的此款单片机。

4.系统硬件设计

4.161板的电路设计

4.1-1

4.2传感器工作原理电路图如下

DS18B20的工作原理电路图

4.3按键和显示电路

按键直接使用61板自带的按键，其电路如下图4.3-1所示，不需要连接硬件即可使用。

4.3-11*3独立按键电路原理图

显示采用6位数码管的其中4位（D1、D4~D6）进行动态显示，电路原理如图4.3-2所示。

在使用时，将a~dp接IOA8~IOA15，DIG接IOB8，DIG4~DIG6接IOB11~13。

4.3-2显示电路原理图

4.4键盘显示模块电路图

LED的使用说明：

LED的使用主要涉及DIG接口（见图）。

8LED（LED1~LED8）采用共阴极设计共阴极即位信号用DIG接口中的DIG7控制，阳极即段信号由SEG接口的A~G、DP控制。

使用时首先将其位信号DIG7设计成有效状态“高”，即选择了该元件，然后将其段信号A~G、DP设置成需要的状态，即选择了显示信号，段信号“高”有效。

相应原理如图。

5.系统软件设计

5.1构如图，图中可以看出各文件之间的调用关系。

下面简要介绍一下各个程序文件的功能：

main.c主程序文件，实现系统的初始化，整个系统的运行控制，键值的处理和语音处理。

Dig.asm数码管显示文件，，包含显示的端口的初始化，显存的刷新，数码管的闪烁等。

Key.asm的初始化、扫描即获取键值。

Hardware.asm语音播放必须的用户接口函数。

ISR.asm的显示刷新、按键扫描、通道的自动切除即语音的解码均通过中断完成。

5.2软件总体设计

5.2-1系统主程序

5.3子程序设计

5.3.1S18B20的初始化如图

5.3.2DS18B20写操作

DS18B20写操作时序如图，SPCE061A单片机对DS18B20的写‘1’操作和写‘0’操作，其程序流程如图

向DS18B20写‘0’程序流程

向DS18B20写‘1’程序流程

5.3.3DS18B20采集温度流程

若想从DS18B20传感器获取温度，必须按照下面的流程

5.3.4按键处理程序

该系统共用到3个按键KEY1、KEY2、KEY3。

按键用于显示方式的切换以及设置报警温度，其服务程序如图

按键处理程序流程

6.多路温度数据采集系统的测试

我们已经能够利用本系统检测2路温度并通过LED键盘显示出来，并且可以设定任一路的报警温度。

若外界气温超过报警温度，则会有相应的语音提示。

7.结论与答谢词：

经过一个星期的奋战，由开始的雾里看花、朦朦胧陇，到后来的水中望月，再到现在的柳暗花明。

其中，有我们的悲伤与痛苦，有我们的喜悦与快乐，因为我们知道我们所经历的是一个全新的学习与实践过程。

学海无涯，我们感到我们掌握的知识实在是太少了；岁月匆匆，我们感到我们正青春年少，还有机会学到更多的知识。

在这次实践中，我们对单片机有了很深的理解，而且能够还学会了应用C语言自己编写程序。

对于焊接61板，我们掌握了电烙铁的使用方法，懂得了各种零件的检查、检测方法，熟悉了各种仪表的使用。

在对硬件电路连接中，我们学会了用各种方法来分析电路及其性能，这样不知不觉之中便把各种知识融入其中。

最后特别要感谢我们的四位老师——张福安老师、葛汝明老师、董文慧老师范海涛老师。

张老师为我们提供了大力的支持，每天早来晚走，全程支持我们的制作。

还有我们的指导老师葛汝明老师、董文慧老师、范海涛老师，给我们耐心的指导。

还要感谢在制作过程中帮助过我们的同学们，没有他们，我们可能会走很多弯路。

还要感谢我们的父母，因为他们在知道我们进行电子设计大赛后，始终在精神上鼓励我们。

可以说他们都是我们最终成功的力量！

8参考文献

1.《61板傻瓜教程》陵阳科技大学计划编著2007.4

2.《C程序设计》谭浩强著2006.8

3.《电子元件的选用与检测问答》工业装备与信息工程出版社2006.1

4.《通用电子元器件的选用与检测》电子工业出版社2006.4

5.SPCE061A实验仪器指导书。