多點(diǎn)溫度巡測(cè)儀的設(shè)計(jì)PPT資料

1、多點(diǎn)溫度(wnd)巡測(cè)儀的設(shè)計(jì)共二十四頁1 設(shè)計(jì)(shj)背景及意義2 設(shè)計(jì)技術(shù)要求3 設(shè)計(jì)方案4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)6 結(jié)論主要(zhyo)內(nèi)容共二十四頁1 設(shè)計(jì)(shj)背景及意義 溫度是一個(gè)和人們生活環(huán)境有著密切關(guān)系的物理量，也是一種在生產(chǎn)、科研、生活中需要測(cè)量和控制的重要物理量，是國際單位制七個(gè)基本量之一，同時(shí)它也是一種最基本的環(huán)境參數(shù)。人民的生活與環(huán)境溫度息息相關(guān)，物理、化學(xué)、生物等學(xué)科某些方面的知識(shí)也都離不開溫度。另外，在工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)研究中，在電力、化工、石油、冶金、機(jī)械制造、大型儲(chǔ)藏室、實(shí)驗(yàn)室、農(nóng)場(chǎng)塑料大棚甚至人們的居室里經(jīng)常需要對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)(gnj)實(shí)

2、際的要求對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行控制。 共二十四頁 目前市場(chǎng)上普遍存在的溫度檢測(cè)儀器大都是單點(diǎn)測(cè)量，同時(shí)有溫度信息傳遞不及時(shí)、精度(jn d)不夠的缺點(diǎn)，不利于工業(yè)控制者根據(jù)溫度變化及時(shí)做出決定。在這樣的形式下，開發(fā)一種能夠同時(shí)測(cè)量多點(diǎn)，并且實(shí)時(shí)性高、精度(jn d)高，能夠綜合處理多點(diǎn)溫度信息的測(cè)量系統(tǒng)就很有必要。 共二十四頁 設(shè)計(jì)一臺(tái)多點(diǎn)溫度巡測(cè)儀，能同時(shí)測(cè)量環(huán)境中多個(gè)位置的溫度，并且將溫度在液晶模塊上顯示。要求利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。目標(biāo)：能夠滿足生產(chǎn)的要求，儀表顯示準(zhǔn)確(zhnqu)可靠,誤差小。并且具有溫度設(shè)定功能和報(bào)警功能。 2 設(shè)計(jì)(shj)技術(shù)要求共二十四頁 系統(tǒng)組成(z chn)框圖：控制模塊

3、溫度采集模塊鍵盤設(shè)置模塊顯示模塊報(bào)警模塊圖4-1組成(z chn)框圖3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 系統(tǒng)組成：本系統(tǒng)由五大模塊組成，即控制模塊、溫度采集模塊、液晶顯示 模塊，鍵盤設(shè)置模塊以及報(bào)警模塊。共二十四頁4 系統(tǒng)硬件(yn jin)設(shè)計(jì)4.1控制模塊硬件電路設(shè)計(jì) 控制模塊中器件選擇單片機(jī)AT89C51，設(shè)計(jì)的控制模塊硬件電路圖如下圖圖4-1所示，其中包括單片機(jī)的復(fù)位電路和時(shí)鐘電路兩部分。圖4-1 控制(kngzh)模塊硬件設(shè)計(jì)電路共二十四頁4.2 溫度(wnd)采集模塊硬件電路設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)以四個(gè)測(cè)溫點(diǎn)為例進(jìn)行設(shè)計(jì)，有兩種設(shè)計(jì)方案即模擬溫傳方案，見下圖圖4-2 ，另一種方案為數(shù)字溫傳方案，見下圖圖4-

4、3。圖4-2模擬(mn)溫傳方案框圖圖4-3數(shù)字溫傳方案框圖共二十四頁圖4-4 溫度采集(cij)模塊硬件電路圖 故該模塊含有四個(gè)溫度傳感器DS18B20 ，所設(shè)計(jì)的溫度采集模塊硬件(yn jin)電路圖如下圖圖4-4所示：共二十四頁4.3 顯示模塊硬件(yn jin)電路設(shè)計(jì) 較LED數(shù)碼顯示電路，液晶顯示器顯示連接電路較為簡(jiǎn)單，故該模塊采用晶顯示器作為顯示器件，具體選用LCD12864作為顯示元件，具體設(shè)計(jì)的顯示模塊硬件電路圖如下圖圖4-5所示：圖4-5 系統(tǒng)顯示模塊(m kui)硬件電路圖共二十四頁4.4 鍵盤設(shè)置模塊(m kui)硬件電路設(shè)計(jì) 本模塊所要實(shí)現(xiàn)的功能為：通過鍵盤輸入進(jìn)行溫

5、度的特定讀取、報(bào)警和上下限溫度值設(shè)定，需要一個(gè)行列式44鍵盤進(jìn)行溫度待測(cè)點(diǎn)選擇及報(bào)警溫度的設(shè)定。 該44鍵盤的功能為：首先通過按下“SET”進(jìn)入設(shè)定項(xiàng)，按下“SELECT”按鈕，對(duì)某溫度點(diǎn)進(jìn)行選擇，按下“OK”按鈕，此時(shí)即可顯示該點(diǎn)溫度；未按“OK”按鈕，而按“MAX”或“MIN”進(jìn)入對(duì)該點(diǎn)溫度上下限進(jìn)行設(shè)定，再按“OK”顯示該點(diǎn)溫度。本方案設(shè)計(jì)的44鍵盤面板如圖4-4所示，而設(shè)計(jì)的具體硬件電路圖如圖4-5所示。圖4-4行列式44鍵盤(jinpn)面板43218765SETDELETE09OKMINMAXSELECT共二十四頁圖4-5 鍵盤設(shè)置模塊(m kui)硬件電路共二十四頁4. 5 報(bào)警

6、模塊硬件電路設(shè)計(jì) 報(bào)警模塊采用聲音報(bào)警器件蜂鳴器完成(wn chng)，所設(shè)計(jì)的報(bào)警電路如下圖圖4-6所 示。圖4-6 報(bào)警模塊(m kui)硬件電路設(shè)計(jì)共二十四頁4. 6 多點(diǎn)溫度巡測(cè)儀整體(zhngt)硬件原理圖共二十四頁5系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)包括主程序設(shè)計(jì)、溫度采集子程序設(shè)計(jì)、顯示子程序設(shè)計(jì)、鍵盤設(shè)置子程序設(shè)計(jì)、報(bào)警子程序設(shè)計(jì)以及中斷(zhngdun)服務(wù)子程序設(shè)計(jì)，對(duì)以上各部 分子程序流程圖的具體設(shè)計(jì)如下面所述。 5.1主程序流程圖的設(shè)計(jì) 主程序先對(duì)系統(tǒng)資源進(jìn)行初始化,調(diào)用LCD顯示子程序，顯示啟動(dòng)畫面。然后進(jìn)入鍵 盤設(shè)置界面。當(dāng)設(shè)置鍵按下后，開始設(shè)置各點(diǎn)的溫度，設(shè)置完之后，如果

7、確認(rèn)鍵按下，則系統(tǒng)開始工作。首先調(diào)用DS18B20初始化子程序，再發(fā)送ROM命令,讀取DS18B20轉(zhuǎn)換的溫度值。當(dāng)讀取的溫度大于設(shè)置的溫度值時(shí),報(bào)警器開始報(bào)警,LCD顯示溫度的實(shí)際值、設(shè)置值、路數(shù)、狀態(tài)。接下來對(duì)第二、三、四路溫度進(jìn)行采集，處理，顯示。故系統(tǒng)的主程序設(shè)計(jì)流程圖如下圖圖5-1所示。共二十四頁圖5-1系統(tǒng)主程序流程圖共二十四頁5.2溫度采集子程序流程圖設(shè)計(jì) 溫度采集程序流程圖應(yīng)具體為三個(gè)具體環(huán)節(jié)流程圖的設(shè)計(jì)，即DS18B20復(fù)位環(huán)節(jié)、寫環(huán)節(jié)以及(yj)DS18B20讀溫度環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，三個(gè)環(huán)節(jié)的編程共同組成了DS18B20溫度傳感器對(duì)待測(cè)點(diǎn)溫度的檢測(cè)子程序。所設(shè)計(jì)的溫度采集子程序的

8、流程圖如圖5-2所示。圖5-2 溫度(wnd)采集子程序流程圖共二十四頁5.3 顯示子程序流程圖顯示子程序流程圖實(shí)際為針對(duì)(zhndu)LCD12864液晶顯示器的變成流程圖，具體繪 制的子程序流程圖如圖5-3所示。圖5-3 顯示(xinsh)子程序流程圖共二十四頁5.4 鍵盤設(shè)置(shzh)子程序流程圖設(shè)計(jì) 如第二章中對(duì)鍵盤設(shè)置模塊功能(gngnng)的描述，設(shè)計(jì)如下的鍵盤設(shè)置子程序流程圖圖5-4 鍵盤設(shè)置子程序流程圖共二十四頁5.5 報(bào)警子程序流程圖設(shè)計(jì) 該程序所要實(shí)現(xiàn)的功能為：在所測(cè)得的溫度超限（高于上限M AX 或低于下限(xixin)MIN）時(shí)，能使蜂鳴器發(fā)聲預(yù)警。所設(shè)計(jì)的報(bào)警子程序

9、流程圖如圖5-5所示。圖5-5 報(bào)警(bo jng)子程序流程圖共二十四頁5.6 中斷(zhngdun)服務(wù)子程序流程圖設(shè)計(jì) 中斷服務(wù)子程序主要是為了能在中斷狀態(tài)下使得鍵盤設(shè)置工作順利進(jìn)行，所設(shè)計(jì)的中斷服務(wù)子程序流程圖如下圖圖所示。圖5-6中斷(zhngdun)服務(wù)子程序流程圖共二十四頁6 結(jié)論(jiln) 在這次的設(shè)計(jì)過程中，硬件電路的選型本著盡量簡(jiǎn)單的原則。但是，硬件電路的簡(jiǎn)單是以軟件的復(fù)雜為代價(jià)的，所以在程序編寫的過程中稍一粗心就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，包括時(shí)間延時(shí)不夠，設(shè)置參數(shù)的類型有誤等錯(cuò)誤。本程序經(jīng)過反復(fù)的修改，雖然能達(dá)到預(yù)期的基本目標(biāo)，但是還有很多地方需要完善，如開始時(shí)機(jī)器會(huì)掃描錯(cuò)誤代碼而使

10、電路報(bào)警，報(bào)警的同時(shí)可以使數(shù)碼管閃爍，還可以利用剩余的I/O口掛接更多的DS18B20等。 本課題通過分析對(duì)比各種不同的溫度傳感器，選定DS18B20，這種單總線數(shù)字溫度傳感器的通信方式比較獨(dú)特，軟件編寫要求(yoqi)的比較新穎，特點(diǎn)突出。用其構(gòu)建的系統(tǒng)有很多優(yōu)點(diǎn)：硬件連線簡(jiǎn)單，省去了使用模擬傳感器要進(jìn)行放大、A/D轉(zhuǎn)換等工作，由于它的級(jí)聯(lián)功能，一條總線可掛接多個(gè)傳感器測(cè)量不同位置的溫度，根據(jù)DS18B20唯一的序號(hào)識(shí)別不同傳感器在各自位置的溫度。 需要注意的是, 在系統(tǒng)安裝及工作之前應(yīng)將主機(jī)逐個(gè)與DS1820 掛接,以讀出其序列號(hào)。另外，由于DS18B20 單線通信功能是分時(shí)完成的，遵循嚴(yán)

11、格的時(shí)隙概念，因此,，系統(tǒng)對(duì)DS18B20 和各種操作必須按協(xié)議進(jìn)行，即：初始化DS18B20 (發(fā)復(fù)位脈沖)發(fā)ROM功能命令發(fā)存儲(chǔ)器操作命令處理數(shù)據(jù)。現(xiàn)場(chǎng)溫度直接以“一線總線”的數(shù)字方式傳輸，每一個(gè)自帶地址，大大減少了系統(tǒng)的電纜數(shù)，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾性。 通過調(diào)試成型系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)了DS18B20除了上述優(yōu)點(diǎn)外，還有一些缺點(diǎn)，如：簡(jiǎn)單的硬件連接的代價(jià)是復(fù)雜的軟件時(shí)序，DS18B20在測(cè)量溫度的時(shí)候，靈敏度不夠高，溫度快速變化時(shí)無法迅速顯示出其變化。通過一系列的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：由DS18B20構(gòu)建的測(cè)溫小系統(tǒng)適用于環(huán)境溫度監(jiān)控，對(duì)溫度小變化較敏感；不適合應(yīng)用于要求實(shí)時(shí)性強(qiáng)、溫度跨度大的測(cè)溫方式。共二十四頁謝 謝！共二十四頁內(nèi)容摘要多點(diǎn)溫度巡測(cè)儀的設(shè)計(jì)。并且具有溫度設(shè)定功能和報(bào)警功能。圖4-1 控制模塊硬件設(shè)計(jì)電路。圖4-6 報(bào)警模塊硬件電路設(shè)計(jì)。4. 6 多點(diǎn)溫度巡測(cè)儀整體硬件原理圖。主程序先對(duì)系統(tǒng)資源進(jìn)行初始化,調(diào)用LCD顯示子程序，顯示啟動(dòng)畫面。首先調(diào)用DS18B20初始