基于单片机的温度远程显示系统设计.docx

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基于单片机的温度远程显示系统设计

摘要

在我国经济飞速前进的同时，国民的生活质量也有显著提升，大家更加关注环境污染和保持自身健康。

温度传感器在很多方面也得广泛的应用。

如在冶金、钢铁等行业。

在现行的工业环境下有百分之八十以上的工业都需要直面作业温度这个严肃的问题。

本设计凭借ATMEL企业的一款。

AT89S52为核心。

可以完成对当前环境：

温度；采集处理；显示；报警等功能。

本设计使用锂电池。

拥有很好的携带与适应性，而且可以用LCD1602屏显示操作。

具备较好的人机对话设计。

并且设计了声光报警。

完成参数超标情况下及时报警。

温度检测器体积轻巧；能耗小，使用容易。

基于AT89S52地温度检测装置使用了计算机；自动测试；微电子与自动控制技术。

他拥有着：

1、信号采集方便；2、简单灵活性大；3、能提高测试温度技术指标。

关键词：

AT89S52；温度检测系统；

Abstract

Inourcountry'seconomicrapidprogressatthesametime,thenationalqualityoflifeweresignificantlyimproved,peoplepaymoreattentiontothepollutionoftheenvironmentandmaintaintheirownhealth.Thetemperaturesensoriswidelyusedinmanyareas.Suchasmetallurgy,ironandsteelindustry.Morethaneightypercentoftheindustryneedstofacetheworktemperatureoftheseriousproblemsinthecurrentindustryenvironment.ThedesignofanenterprisewithATMEL.AT89S52asthecore.Canbecompletedonthecurrentenvironment:

temperature;acquisitionandprocessingdisplayalarmandotherfunctions;.Thisdesignusesalithiumbattery.Withportableandgoodadaptability,andcanusetheLCD1602screendisplayoperation.Havegoodman-machinedialoguedesign.Anddesignedthesoundandlightalarm.Undertheconditionofcompleteparameteroverproofalarm.Thetemperaturedetectorhastheadvantagesofsmallvolumelowpowerconsumption,easytouse.AT89S52temperaturedetectiondevicebasedontheuseofthecomputer;automatictest;microelectronicsandautomaticcontroltechnology.Hehas:

1,thesignalacquisitionandconvenient;2,simpleandflexibility;3,toraisethetemperatureofthetesttechnicalindex.

Keywords:

AT89S52;temperaturedetectionsystem;

目录

第一章：

绪论

1.1课题的目的及意义

在当下人们生存的地球上。

温度是不可或缺的核心元素之一。

不讲你生活的环境如何，拥有什么样的工作，都必须时刻处在一个有温度的环境中。

从工业开始复兴以来。

如在冶金、钢铁等行业。

在现行的工业环境下有百分之八十以上的工业都需要直面作业温度这个严肃的问题。

在工业上温度起到了至关重要的作用，这也真正带动了温度检测技术的飞速迅猛发展。

温度传感器从出现一共分成三大类型：

模拟集成温度传感器；模拟集成温度控制器；智能温度传感器。

在电子电气科学技术日新月异的今天它的发展趋势可以大体猜到要向高精度；多功能；总线标准化；高可靠性及安全性；开发虚拟传感器；网络传感器；开发简单及时测温系统等方向快速崛起。

在科技水平、生产环境、生活质量地改善。

空间相对封闭，通风和温度控制设计不好的工业作业环境中并且工人数量大。

工业生产温度和工业环境温度受到了更多员工的关心与关注。

美国相关研究人员在上世纪八十年代的一项调查表明：

温度的不合理科学会导致很多疾病的发生，厂房内有害颗粒浓度也会比外环境要高出很多。

最高可能高达一百多倍。

国内环境部门在20年前也做过一次类似的调查。

调查发现空气流通不畅温度较高的房间中污染程度比户外高出很多，有的高于户外56倍。

现在的国际大市场上主流的温度传感器有单点与多点两种不同类型的用于各自环境的。

针对单点的温度测试装置来讲，它主要使用的是上文提到的较为老旧的模拟集成温度传感器，价位较为便宜。

这中间又把热电阻其检测的整体框架大而被充分的得到了市场的认可。

它的温度测量度大概是零下200度到800度左右的空间浮动。

分辨率12位；精确到小数点后三位。

自带LED显示模块。

显示4位到16位不等。

有的仪表还具有存储功能。

能保存几百组数据。

这种装置可以非常简单的达到个别用户的单个点位地温度测量需求。

多点温度测量仪表的工作原理与单点位的大体相同，但由于同时实现多个点位的温度检测因此导致其价格相对昂贵，市场应用不是非常广泛。

1.2国内外的研究状况

运用温度传感器检测空气的实际温度，是近期传感器温度检测的主流方向。

不过这种传感器会受到水分子的干扰导致频率漂移现象，所以实用性非常低。

为了能够达到对温度适时检测的具体时效性需求，当下市场上早就研发出了一整套针对温度的快速检测装置。

在检测室内环境温度等方面，国际上的大型公司有:

1、美国ESC的Z300检测仪；2、英国PPM的PPM-400检测仪；国内的知名企业有：

1、安普电子工程有限公司；2、宾达绿创科技有限公司。

现在国内外的检测仪器差别是在处理控制芯片的选择与传感器的选择上。

在实际操作和功能方面国内产品和国际产品还存在有一定的差距。

1.3本课题的研究内容与目标

本设计的实现目标有以下几点：

1、实时巡检功能

本设计可以做到并行检测4个点的温度情况，温度监测尺度大概是零下55度到125度。

具体网络节点数同选择地RS-485芯片驱动以及信号接收装置的前置电阻大小有直接关系。

就如同75LBC184的最高点数是64点；SP485R的最高点数是400点。

在现实生产中往往会因为线缆长度；线径；网络分布；传输速率等因素的差异。

导致实际数据达不到理论值。

就如同75LBC184当他使用于500米散布地RS-485网络布局中时它的节点数高于50个又或者其速率高于9.6kb/s的情况写。

芯片工作可靠性明显降低。

一本情况下要求节点数应该在芯片最高数值的五分之三处选择点数。

通信距离1km以内。

从通信效率；节点数；通信距离这几个因素结合起来选择4800b/s能够得到最好的效果。

通信距离1km以上时。

应考虑通过增加中继模块；降低速率的方法。

提高数据传输的可靠性。

所以根据实际需要；检测点数是可以扩展的。

传输距离远：

使用串行总线进行传输。

MAX485驱动芯片进行电平转换。

传送距离大于1200m。

抗干扰能力强。

功能完善：

1、通过主PC分开设定每个从机地温度预警警戒线。

如果温度超过警戒线就会立刻启动声光报警系统，警告有关人员温度已经超标。

2使用中文液晶显示器。

人机界面友好。

3、自带+5V和+12V直流稳压电源。

本设计主要集中在：

1、温度的监测；2、检测结果的显示；3、超标报警。

本文内容安排如下:

第一章：

温度检测的意义；简述国内外市场的研究现状；确定总体方案。

第二章：

检测系统具体方案的选择：

1、确定监测对象；2、布置采样点；3、数据的显示；4、报警控制系统设计。

第三章与第四章：

详细阐述本设计的硬件设计部分，并在选用的硬件基础上开发具有实际使用功能的软件系统。

第五章：

整个系统的仿真调试。

第六章：

总结与展望。

第二章：

总体设计

方案一：

如果使用的热敏电阻在理论上能够达到实验检测的需求。

不过考虑到热敏电阻的测量温度精准性低。

重复性和可靠性较差。

因此在针对精确程度需求相对比较严格的场合不太使用。

并且还存在连接电路复杂算法繁琐的问题。

方案二：

使用温度测量专用地集成温度传感器：

AD590；LM35/LM45。

还有数字化温度传感器：

DS18B20。

数字化温度传感器有特点：

1、接口简单；2、直接数字量输出；3、精确度高等优点。

DS18B20是DALLAS公司的最新单线数字温度传感器。

它是世界上第一片支持：

“一线总线”接口的温度传感器。

一线独特经济的特点。

他可以让使用者极为简便的建立传感器网络。

其主要测范围零下55度至125度。

当在零下10度到85度的测量值内。

精度为0.5℃。

被测数据会在第一时间通过“一线总线”进行数据0延时传输。

增强了系统的抗干扰性。

适用于自然环境恶劣的情况下进行的温度监测。

如：

环境控制；设备或过程控制；测温类消费电子产品等。

DS18B20通用于5.5V的电压上下浮动可调性大。

使系统设计更灵活；更方便；更便宜；体积更小。

综上所述，本设计使用DS18B20当作设计的温度测量传感器核心器件。

第三章：

硬件设计部分

基于单片机AT89S52的空气温度监测仪，它是以监测空气的温度为目的设计的。

其功能包括对室内温度的实时同步采样、显示及预警。

仪器小巧。

拥有很好的便携性。

3.1系统硬件结构及原理

本设计的监测仪使用一超低功耗的AT89S52作为核心芯片。

温度经过的监测传感器发出对应不同温度的强弱电平。

这个信号经放大电路与滤波电路处理后经多路转换器进行采样保持，最终通过A/D转换器按照预先设定好的频率把模拟信号转化成数字信号输入AT89S52。

温湿传感器同AT89S52相连。

AT89S52把信号做数字处理后输入显示器中，分别显示空气中各种有害气体的浓度大小。

如发现某一点温度超过预警值，则发出报警信号。

图3.1系统总体设计

3.2AT89S52单片机与其扩展

本设计使用AT89S52作为控制单元的核心部件与此同时使用8255A器件当作并行接口。

P0口：

扩展。

P1口：

通道选择。

P2口：

控制LCD1602显示。

PA口：

控制灯的亮灭。

PB口：

接收AD转换后的数字量。

PC口：

循环扫描按键。

图3.28255A与AT89S52的硬件连接图

3.3传感器的选用

本次设计我所使用地温度采集模块是DS18B20。

该产品采用美国DALLAS公司生产的DS18B20可组网数字温度传感器芯片封装而成。

具有耐磨耐碰；体积小；使用方便；封装形式多样；可以灵活的应用于多种类型的小型空间设备数字测温与控制领域。

3.3.1DS18B20的特性

（1）独特的单接口。

仅需一个端口引脚进行通讯；

（2）简单的多点分布应用；

（3）无需外部器件；

（4）可通过数据线供电。

无需外部电源；

（5）零待机功耗；

（6）测温范围为-55℃~+125℃，以0.5℃递增；

（7）温度以9位数字量读出；

（8）温度数字量转换时间200ms；

（9）可定义非易失性温度报警；

（10）应用包括温度控制；工业系统；消费品；温度计热感