多路温度信号采集器毕业论文

单片机课程设计任务书 题目：基于单片机的温度数据采集系统设计一．设计要求1．被测量温度范围：0~500℃，温度分辨率为0.5℃。2．被测温度点：4个，每2秒测量一次。3．显示器要求：通道号1位，温度4位（精度到小数点后一位）。显示方式为定点显示和轮流显示。4．键盘要求：（1）定点显示设定；（2）轮流显示设定；（3）其他功能键。二．设计内容1．单片机及电源管理模块设计。 单片机可选用AT89S51及其兼容系列，电源管理模块要实现高精密稳压输出，为单片机及A/D转换器供电。2．传感器及放大器设计。 传感器可以选用镍铬—镍硅热电偶（分度号K），放大器要实现热电偶输出的mV级信号到A/D输入V级信号放大。3．多路转换开关及A/D转换器设计。 多路开关可以选用CD4052，A/D可选用MC14433等。4．显示器设计。 可以选用LED显示或LCD显示。5．键盘电路设计。 实现定点显示按键；轮流显示按键；其他功能键。6．系统软件设计。 系统初始化模块，键盘扫描模块，显示模块，数据采集模块，标度变换模块等。引言：在生产和日常生活中，温度的测量及控制十分重要，实时温度检测系统在各个方面应用十分广泛。消防电气的非破坏性温度检测，大型电力、通讯设备过热故障预知检测，各类机械组件的过热预警，医疗相关设备的温度测试等等都离不开温度数据采集控制系统。随着科学技术的发展，电子学技术也随之迅猛发展，同时带动了大批相关产业的发展，其应用范围也越来越广泛。近年来单片机发展也同样十分迅速，单片机已经渗透到工业、农业、国防等各个领域，单片机以其体积小，可靠性高，造价低，开发周期短的特点被广泛推广与应用。传统的温度采集不仅耗时而且精度低，远不能满足各行业对温度数据高精度，高可靠性的要求。温度的控制及测量对保证产品质量、提高生产效率、节约能源、生产安全、促进国民经济的发展起到重要作用。在单片机温度测量系统中关键是测量温度，控制温度和保持温度。温度测量是工业对象的主要被控参数之一。本此题目的总体功能就是利用单片机和热敏原件实现温度的采集与读数，利用五位LED显示温度读数和所选通道号，实现热电转化，实现温度的精确测量。本设计是以Atmel公司的AT89S51单片机为控制核心，通过MC14433模数转换对所测的温度进行数字量变化，且通过数码管进行相应的温度显示。采用微机进行温度检测，数字显示，信息存储及实时控制，对于提高生产效率和产品质量、节约能源等都有重要作用。目录：一、系统总体功能及技术指标的描述........................................ 5二、各模块电路原理描述............................................................. 52.1单片机及电源模块设计...................................................... 5 2.2、AT89S51引脚说明.......................................................... 7 2.3、数据采集模块设计........................................................ 11 2.4、多路开关......................................................................... 12 2.5、放大器............................................................................. 15 2.6、A/D转换器..................................................................... 16 2.7、显示器设计..................................................................... 21 2.8、键盘电路设计................................................................. 22 2.9、电路总体设计图........................................................... 22三、软件流程图 ...................................................................... 24四、程序清单.............................................................................. 25五、设计总结及体会.................................................................... 31六、参考资料................................................................................ 32一、系统总体功能及技术指标的描述1. 系统的总体功能：温度数据采集系统，实现温度的采集与读书，利用五位LED显示温度读数和所选通道号，实现热电转化的原理过程。被测量温度范围：0~500℃，温度分辨率为0.5℃。被测温度点4个，每2秒测量一次。显示器要求：通道号1位，温度4位（精度到小数点后一位）。显示方式为定点显示和轮流显示，可以通过按键改变显示方式。2. 技术指标要求：1．被测量温度范围：0~500℃，温度分辨率为0.5℃。2．被测温度点：4个，每2秒测量一次。3．显示器要求：通道号1位，温度4位（精度到小数点后一位）。显示方式为定点显示和轮流显示。4．键盘要求：（1）定点显示设定；（2）轮流显示设定；（3）其他功能键。二、各模块电路原理描述2.1单片机及电源模块设计如图所示为AT89S51芯片的引脚图。兼容标准MCS-51指令系统的AT89S51单片机是一个低功耗、高性能CHMOS的单片机，片内含4KB在线可编程Flash存储器的单片机。它与通用80C51系列单片机的指令系统和引脚兼容。AT89S51单片机片内的Flash可允许在线重新编程，也可用通用非易失性存储编程器编程；片内数据存储器内含128字节的RAM；有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口;具有两个16位可编程定时器；中断系统是具有6个中断源、5个中断矢量、2级中断优先级的中断结构；震荡器频率0到33MHZ，因此我们在此选用12MHZ的晶振是比较合理的；具有片内看门狗定时器；具有断电标志POF等等。AT89S51具有PDIP、TQFP和PLCC三种封装形式[8]。图5.1-1 AT89S51引脚图 上图就是PDIP封装的引脚排列，下面介绍各引脚的功能。 2.2、AT89S51引脚说明P0口：8位、开漏级、双向I/O口。P0口可作为通用I/O口，但须外接上拉电阻；作为输出口，每各引脚可吸收8各TTL的灌电流。作为输入时，首先应将引脚置1。P0也可用做访问外部程序存储器和数据存储器时的低8位地址/数据总线的复用线。在该模式下，P0口含有内部上拉电阻。在FLASH编程时，P0口接收代码字节数据；在编程效验时，P0口输出代码字节数据(需要外接上拉电阻)。P1口：8位、双向I/0口，内部含有上拉电阻。P1口可作普通I/O口。输出缓冲器可驱动四个TTL负载；用作输入时，先将引脚置1，由片内上拉电阻将其抬到高电平。P1口的引脚可由外部负载拉到低电平，通过上拉电阻提供电流。在FLASH并行编程和校验时，P1口可输入低字节地址。在串行编程和效验时，P1.5/MO-SI，P1.6/MISO和P1.7/SCK分别是串行数据输入、输出和移位脉冲引脚。P2口：具有内部上拉电阻的8位双向I/O口。P2口用做输出口时，可驱动4各TTL负载；用做输入口时，先将引脚置1，由内部上拉电阻将其提高到高电平。若负载为低电平，则通过内部上拉电阻向外部输出电流。CPU访问外部16位地址的存储器时，P2口提供高8位地址。当CPU用8位地址寻址外部存储时，P2口为P2特殊功能寄存器的内容。在FLASH并行编程和校验时，P2口可输入高字节地址和某些控制信号。P3口：具有内部上拉电阻的8位双向口。P3口用做输出口时，输出缓冲器可吸收4各TTL的灌电流；用做输入口时，首先将引脚置1，由内部上拉电阻抬位高电平。若外部的负载是低电平，则通过内部上拉电阻向输出电流。在与FLASH并行编程和校验时，P3口可输入某些控制信号。P3口除了通用I/O口功能外，还有替代功能，如表5.3-1所示。 表5.3-1 P3口的替代功能引脚 符号 说明P3.0 RXD 串行口输入P3.1 TXD 串行口输出P3.2 /INT0 外部中断0P3.3 /INT1 外部中断1P3.4 T0 T0定时器的外部的计数输入P3.5 T1 T1定时器的外部的计数输入P3.6 /WR 外部数据存储器的写选通P3.7 /RD 外部数据存储器的读选通RST：复位端。当振荡器工作时，此引脚上出现两个机器周期的高电平将系统复位。ALE/ ：当访问外部存储器时，ALE（允许地址锁存）是一个用于锁存地址的低8位字节的书粗脉冲。在Flash 编程期间，此引脚也可用于输入编程脉冲（）。在正常操作情况下，ALE以振荡器频率的1/6的固定速率发出脉冲，它是用作对外输出的时钟，需要注意的是，每当访问外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如果希望禁止ALE操作，可通过将特殊功能寄存器中位地址为8EH那位置的“0”来实现。该位置的“1”后。ALE仅在MOVE或MOVC指令期间激活，否则ALE引脚将被略微拉高。若微控制器在外部执行方式，ALE禁止位无效。：外部程序存储器读选取通信号。当AT89S51在读取外部程序时， 每个机器周期 将PSEN激活两次。在此期间内，每当访问外部数据存储器时，将跳过两个信号。/Vpp：访问外部程序存储器允许端。为了能够从外部程序存储器的0000H至FFFFH单元中取指令，必须接地，然而要注意的是，若对加密位1进行编程，则在复位时，的状态在内部被锁存。执行内部程序应接VCC。不当选择12V编程电源时，在Flash编程期间，这个引脚可接12V编程电压。XTAL1：振荡器反向放大器输入端和内部时钟发生器的输入端。XTAL2：振荡器反相放大器输出端[9]。 电源模块设计在影响单片机系统可靠性的诸多因素中，电源干扰可谓首屈一指，据统计，计算机应用系统的运行故障有90％以上是由电源噪声引起的。为了提高系统供电可靠性，交流供电应采用交流稳压器，防止电源的过压和欠压，直流电源抗干扰措施有采用高质量集成稳压电路单独供电，采用直流开关电源，采用DC-DC变换器。本次设计决定采用MAXim公司的高电压低功耗线性变换器MAX 1616作为电压变换，采用该器件将输入的24V电压变换为5V电压，给外围5V的器件供电。MAX1616具有如下特点：1.4~28V电压输入范围。2.最大80uA的静态工作电流。3.3V/5V电压可选输出。4.30mA输出电流。5.2％的电压输出精度。电源管理模块电路图如下：本电路采用该器件将输入的24V电压变成5V电压，给外围5V的器件供电，其中二极管D1是保护二极管，防止输入电压接反可能带来的对电路的影响和破坏。

一．实验题目 多路温度采集系统的设计。 二．实验要求 a)使用PROTEUS8和ARDUINOIDE进行硬件电路设计和MCU程序设计 b)使用ALTIUMDXP进行PCB版图设计 c)三个人一组，完成项目。每组交一份报告，一份PPT并答辩。 1.使用PROTEUS8和ARDUINOIDE进行硬件电路设计和MCU程序设计： 将三种温度采集的温度值显示在屏幕上，同时利用串口输出温度值。 d)分别使用LM35、DS18B20、MAX6657器件进行温度采集，使用ARDUINO设计MCU程序。 e)时用拨动开关进行温度来源选择，开关导通时，对应LED点亮，采到的温度要输出到液晶屏和串口。即最多可以同时显示3个器件采集的温度，最少1个。当一个都没选时，用蜂鸣器提示。 f)设计时可能数字引脚不够，此时，A0可以做为14脚处理，A1做为15脚，以此类推。 2.使用ALTIUMDXP进行PCB版图设计 a)在DXP中绘制原理图。 b)注意：DXP中没有MAX6675芯片，需自己创建原理图元件和PCB封装。c)液晶屏用合适的接线座替代或自行设计。 d)增加电源变压器插座(假设输入为8V)和LM7805稳压芯片将电压稳定在5V，并做为系统供电。 e)进行PCB版图设计，即进行PCB层数设置、元件布局和布线。设计时要考虑线宽、布线规定、防噪声设计等。f)注意：元件位置要合理，便于用户使用。 三．实验内容： 1.PROTEUS的使用方法。 Proteus是一个完整的嵌入式系统软、硬件设计仿真平台。主要使用流程： a)添加元件到元件列表中： 在模型选择工具栏中选元件（默认），单击P按钮，出现挑选元件窗口，通过关键字Keywords筛选，筛选出所需的avr处理器，双击将其放入元件列表；同样的方法放入1-wire温度输出、TCK、从类别Resistor（电阻）中利用关键字430R找出并放入1000欧姆的电阻，从Optoelectrics(光电器件)中挑选出不同颜色的发光二极管：LED-GTEEN b)将元件放入原理图编辑窗口： 在元件列表中左键选取Atmega328p，在原理图编辑窗口中单击左键，这样avr处理器就被放到原理图编辑窗口中了。同样放置其它各元件。如果元件的方向不对，可以在放置以前用方向工具转动或翻转后再放入。左键选择模型选择工具栏中的终端接口图标：从模型中挑选出地线-GROUND和电源-POWER，并在原理图编辑窗口中左击放置到原理图编辑窗口中。 c)连线 按样图绘制电路连线，这里芯片采用了网络标签的方法实现电路连接，即在输入端绘制一小段导线后双击放置节点并结束布线，然后在该线段上放置网络标签，输入标签名称，然后在需要测量的导线上也放置同样的标签，即相当于将这两点连接起来了。 d)仿真 对于纯硬件电路可以直接通过仿真按钮进行仿真。而单片机需要下载程序后才能运行，所以要将事先准备好的仿真程序调试文件或目标文件下载到单片机芯片中。本例用的是：pro3.hex。双击元件，出现EditComponet对话框，在ProgramFile中单击出现文件浏览对话框，找到pro3.hex文件，单击确定即将仿真程序装入单片机，单击OK退出。然后单击开始仿真，此时可以看到程序的运行结果。 说明：仿真时，元件引脚上的红色代表高电平，兰色代表低电平，灰色代表悬空。

我刚刚做过这个毕业论文，有比较清晰的设计思路，至于其他只要是基于单片机的我都有一些了解，也可以问我，只要关于毕业设计的问题，我都了解一些，谢谢，声明不是，我也不做毕业设计，我会告诉你思路，然后帮你看需要买哪些硬件，然后你们自己去买，至于程序方面，我也可以给点建议，我Q 1 5 1 0 7 3 7 8 2 1，可以加我。害怕人太多，所以一个人十Q币，不信拉倒

用18b20，很简单的东西！