远程数字采集系统的设计.doc

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1、目录1绪论11.1远程数字采集系统的概述11.2课题要求12系统设计方案12.1系统设计方案论证12.2系统设计方案选择13系统的硬件设计23.1温度采集模块23.1.1DS18B20温度传感器简介23.1.2温度采集模块设计33.2数据显示模块33.2.1AT89S51单片机介绍：33.2.2液晶显示器介绍43.2.3数据显示模块设计43.4数据传输模块53.4.1MAX485芯片介绍53.4.2串行通信63.4.3数据传输模块设计124系统的软件设计124.1总程序流程图124.2各模块程序设计144.2.1温度采集模块144.

2、2.2数据显示模块164.2.3数据传输模块185系统的制作和调试205.1硬件PCB板的设计215.2硬件调试215.3软件调试226总结22辞23参考文献24附录25附录1硬件原理图：25附录2硬件PCB图：26附录3总程序：271绪论1.1远程数字采集系统的概述远程数字采集系统是指，从传感器和其它待测设备等模拟和数字被测单元中自动采集信息的过程。远程数据采集系统是结合基于计算机的测量软硬件产品来实现灵活的、用户自定义的测量系统，利用各种通信协议以达到远程采集的目的，采集的目标数据通常有温度或湿度等。本毕业设计课题是远程数字采集

3、系统的设计，利用单片机设计一远程数字采集系统，对远距离参数进行适时的采集，显示及传输。本设计以采集温度数据为例子，需要收集相关资料，了解并掌握常见的温度数据采集方案，确定采集的方式和方法，显示采集温度数据并实现远距离传输。制作出相应的硬件系统并完成软件的调试。1.2课题要求利用单片机的串行口设计一个通讯距离要求达到1500m以上的、具有显示功能的数字采集系统，来模拟工业上对数据采集系统的要求。具体就是利用用温度传感器进行采集和转换为数字信号，利用单片机对传感器所输入的信号完成处理与显示，按照RS485通信协议将得到的数据传输给PC机

4、并显示出来。2系统设计方案2.1系统设计方案论证根据该课题的目标，在所学围围可采取以下两种方案：方案一：首先用温度传感器DS18B20进行温度数据采集，该传感器传递的是数字信号，其部集成有AD转换模块，其不加驱动，可传送距离为100米。采用单片机作为控制核心，对温度数据进行采集处理等操作，选用AT89S51单片机。设计中可直接将DS18B20的输出数据传递给单片机，省去AD转换等复杂电路。所得的数字信号经单片机处理后由外接的液晶显示器进行实时显示。采用RS485串口通信协议实现AT89S51单片机和PC机的通信。方案二：首先通过集成

5、温度传感器AD590将温度值转换为电量输出，然后送入多路开关，再分时送入放大电路，经放大以后进入采样-保持器，再由数字转换电路实现模拟信号的数字化，所得的数字量经单片机89C51处理以后由外接的数码显示器对温度数值进行实时显示。在按照RS485串口通信协议和RS232串口通信协议将所得数据传输给电脑，并实时显示出来。2.2系统设计方案选择为了设计简单更有效的实现所需功能，笔者选用第一种方案，在硬件电路更加简洁情况下实现了课题的目标。对于远程数据采集部分，将在论文中体现。本设计可以分为三大部分：第一部分是硬件部分设计,其中包括三大模块

6、：分别为温度采集模块，温度显示模块和数据传输模块。本文第二部分是软件部分的设计，主要是通过AT89S51单片机的控制来实现各部分模块的衔接，从而对温度采集系统总体思想的实现。第三部分是系统的调试及总结。3系统的硬件设计3.1温度采集模块3.1.1DS18B20温度传感器简介DS18B20是“一线总线”数字化温度传感器，是DALLAS最新单线数字温度传感器，它支持“一线总线”接口，测量温度围为-55°C~+125°C，在-10~+85°C围,精度为±0.5°C。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。且适合

7、于恶劣环境的现场温度测量，支持3V~5.5V的电压围，使系统设计更灵活、方便。另外其价格更低廉，体积更小。DS18B20可以程序设定9~12位的分辨率，精度为±0.5°C。可选更小的封装方式，更宽的电压适用围。分辨率设定，及用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然保存。DS18B20的性能是新一代产品中最好的！性能价格比也非常出色！继“一线总线”的早期产品后，DS18B20开辟了温度传感器技术的新概念。DS18B20使电压、特性及封装有更多的选择，让我们可以构建适合自己的经济的测温系统。DS18B20部结构主要由四部分组成

8、：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的管脚排列如图3.1所示:图3.1DS18B20管脚图DQ为数字信号输入/输出端；GND为电源地；VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方