多点温度测量系统

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1、.多点温度测量系统班级电子091姓名吕江斌...学号0913014016...目录一.系统设计31.1设计任务与要求31.1.1设计任务31.1.2设计要求31.2设计分析31.3各模块的选择和论证31.3.1主控制器的选择31.3.2外部温度采集控制器的选择41.3.3温度传感器的选择41.3.4终端显示模块的选择51.3.5无线模块的选择51.3.6按键输入部分的选择51.3.7时钟芯片的选择51.3.8PC上位机通信硬件实现方式选择6二．系统的硬件实现62.1外部检测部分62.1.1温度测量电路62.1.2外部控制与数据发送电路62.2主控制台电路72.3上位

2、机与PC机显示电路82.4DS1302时间显示电路9三.系统的软件设计10四.系统测试124.1主要性能测试124.2测试结果分析12五.设计体会12...一.系统设计1.1设计任务与要求1.1.1设计任务测量二点以上地点处的实时温度。1.1.2设计要求（1）、基本要求温度范围室温—90度以上，精度0.5度以上，地点能分辨。（2）、发挥部分测量处与显示端能实现无线通信，某点处温度有变化时有报警。地点多、显示内容多，精度高、通信远。1.2设计分析根据题意，系统可分为五个部分：外部温度检测，并能将数据通过无线发送出来；主控制台；外部显示与报警；外部设置数据手动输入；通过

3、上位机实现数据在PC机上的显示。得到系统的结构框图如图1.2.1：PC机数据显示ATmega16主控制台显示界面自动报警设置数据DS1302外部检测点A外部检测点B外部检测点C图1.2.11.3各模块的选择和论证1.3.1主控制器的选择方案一：采用51系列单片机。如STC89S52,它能用I/O口模拟SPI控制无线模块、普通液晶显示、以及温度传感器等，但该芯片运行速度较慢，并且Flash及RAM容量较小。方案二：采用ATmega16L作为主控制器，它具有丰富的外设，能很好的控制我们所需用到的模块，自带可工作于主机/从机模式的SPI串行接口能很好地控制无线模块，并且运

4、行速度是STC89C52系列单片机的10倍，具有16K...字节的系统内可编程Flash，512字节的EEPROM，方便处理终端显示界面，ATmega16L工作电压2.7-5.5V;正常模式1.1mA,空闲模式0.35mA功耗等特性。综上：我们选择ATmega16L作为主控制芯片，它能提供给我们更为方便、灵活的编程空间及实时温度无线传输速度的要求。1.3.2外部温度采集控制器的选择方案一：采用STC89C52来控制，它完全能实现温度检测控制和无线数据发送的功能，但它体积较大,速度较慢。方案二：使用STC12C2052AD来控制，共20个管脚，它不但能实现我们所需实现

5、的温度采集，无线传输数据的功能，并且体积较小，运行速度是STC89C52的10倍，自带硬件SPI及AD，价格也比较便宜。综上：我们选择STC12C2052AD作为外部地点温度采集控制器它体积小、价格便。1.3.3温度传感器的选择方案一：热电阻测温。热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。为消除引线电阻的影响同般采用三线制或四线制。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。它的缺点是金属导体材料易受环境影响而改变其并改变电阻与温度之间的关系。方案二：热电偶传感器测温。将两种不同材料

6、的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路。当导体A和B的两个执着点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一。其优点是：①测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触,不受中间介质的影响。②测量范围广。常用的热电偶从-50~+1600℃均可边续测量，某些特殊热电偶最低可测到-269℃（如金铁镍铬），最高可达+2800℃（如钨-铼）。③构造简单，使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便

7、。由热电偶测温原理知道，只今当热电偶冷端温度保持不变时，热电动势才是被测温度的单位函数。在实际应用时，由于热电偶的冷端离热端很近，冷瑞又暴露在空间，容易受到周围环境温变化的影响，因而冲端温度难以保持恒定。为此必须进行冷端温度补偿处理方案三:采用集成温度传感器DS18B20,测量温度范围为-55°C~+125°C，在-10~+85°C范围内,精度为±0.5°C。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，连接方便,占用口线少，大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量，如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。DS18B20可以程序设定9~12