基于单总线的温度实时监控系统

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1、课程设计报告书课程名称：专业综合课程设计题目：基于单总线的温度实时监控系统系（院）：电子工程学院学期：11-12-1专业班级：电子姓名：学号：评语：成绩：签名：日期：1.选题意义随着社会的发展，科技的进步，电子技术和微型计算机的迅速发展，以及测温仪器在各个领域的应用，智能化已是现代温度监控系统发展的主流方向。单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛。利用单片机对温度进行控制的技术也随之而生，并日益发展和完善，且越来越显示出它的优越性。单总线技术是美国Dallas半导体公司近年推出的新技术。它将地址线、数据线、控制线合为1根信号线，允许在这根信号线上挂接数百个单总线器

2、件芯片。温度是一个重要的物理量，它反映了物体冷热的程度，与自然界中的各种物理和化学过程相联系。在工、农业生产和日常生活中，各个环节都与温度紧密相联，温度的准确监测及控制占据着极其重要地位。比如，发电厂锅炉的温度必须控制在一定的范围之内；许多化学反应的工艺过程必须在适当的温度下才能正常进行等。没有合适的温度环境，许多电子设备就不能正常工作，粮仓的储粮就会变质霉烂，酒类的品质就没有保障。可见，温度的监控是非常重要的。单总线技术是美国Dallas半导体公司近年推出的新技术。它将地址线、数据线、控制线合为1根信号线，允许在这根信号线上挂接数百个单总线器件芯片。单总线技术应

3、用于某些低速（约100kbps以下的速率）测控系统中，可以大大简化线路结构和减少硬件开销，可以通过PC机串行口、并行口、USB总线或单片机直接进行测控，PC机的软件开发也直观、容易。本设计为基于单总线的温度实时监控系统。2.设计目的、要求及步骤概述2.1设计目的（1）对单总线设备的结构特点和以单总线技术构建起来的微型局域网的拓朴结构、网络结构优化以及设备与单总线的连接进行阐述和研究。（2）设计基于单总线的温度采集电路，单总线和PC机串行口的接口电路，在电路设计时重点考虑单总线设备的供电问题和数据的可靠采集。（3）用自己熟悉的计算机语言编写温度实时监控系统软件，软件

4、的界面要友好、简明、直观。在软件编写时重点考虑温度采集数据存储、单总线设备中的CRC循环冗余码的实现方法、从设备的“即时插即用”的算法研究。2.2设计内容及要求(1)温度测量范围－50℃～＋100℃。(2)测温分辨率不低于0.0625℃。(3)数据传输距离不低于60米。(4)温度测量点不少于3。(5)温度采集间隔不底于10分钟。(6)能显示一天实时温度变化曲线。2.3设计步骤概述实习制作大概步骤如图1准备好要用的器件进行焊接设计电路Delphi程序设计检测完善电路完整调试完善研究课题的要求程序检测完善图11.电路的设计3.1硬件电路设计在硬件电路设计时，应着重考虑

5、电子器件的供电方式，以及对器件的限压和限流保护。因为本次设计要求利用单总线技术，所以可以考虑使用寄生供电方式。设计的电路图如下。图2基于单总线的温度实时监控系统硬件电路总图图3基于单总线的温度实时监控系统硬件电路原理图3.2软件设计3.2.1设计窗体本次设计要求软件的可视化窗体中包含实时温度显示、数据记录、存储管理和ROM数据，并且能将测得的数据保存到指定的数据库中。窗体界面如下。图4窗体界面实时温度显示中可以看到当前室温，并且可以显示摄氏温度和华氏温度。数据记录包含温度曲线和温度日志，可以显示一天内的温度变化曲线。存储管理和ROM数据用来对数据库中已经保存的温度

6、数据进行管理，如删除、转移等操作。3.2.2软件编程本系统软件部分采用Delphi来实现初始化、数据采集处理、温度报表管理，其主程序的流程图见图5。图5主程序流程图本系统软件部分共分为3个部分，分别是：1）初始化程序。a．设置串行通信波特率；b．串行通讯方式的初始化；c．对TO，T1两个计数器的初始化；d．中断控制程序的初始化。此外，还负责从E2PROM中调出以前的采样参数，使器件能够以它采样温度数据。2）当监控到ONTIME1和NTIME2标记时作相应温度的存储、转换、发送处理。ONTIME1和NTIME2的标记主要有定时电路决定，当到达采样间隔时，做出相应的处

7、理。3）采用动态显示方式即时显示温度，以节省电路规模，使得整个系统的体积变小。1.元器件的选择4.1主要元器件知识4.1.1DS18B20DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，具有3引脚TO－92小体积封装形式；温度测量范围为－55℃～＋125℃,可编程为9位～12位A/D转换精度，测温分辨率可达0.0625℃，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出；其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生；多个DS18B20可以并联到3根或2根线上，只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电

8、路。以上特