学校代码：11517学号：201150712117HENAN INSTITUTE OF ENGINEERING毕业设计（论文）题目多路温度采集系统设计与实现学生姓名高宇照专业班级电气工程及其自动化1121学号201150712117系（部）电气信息工程学院指导教师(职称) 张秋慧（讲师）完成时间2012 年 5 月13日目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 前言 (1)1.1 背景介绍 (1)1.2 研究设计意义及目的 (1)1.3 发展情况 (2)1.4 本设计主要内容 (3)2 设计任务及方案论证 (4)2.1 设计任务 (4)2.2 设计方案的论证 (4)2.3系统框图设计 (6)3 多路温度采集系统硬件电路设计 (7)3.1系统模块及模块介绍 (7)3.1.1 系统整体模块控制 (7)3.1.2 模块介绍及原理 (7)3.2 系统基本硬件组成设计 (14)3.2.1微机芯片工作电路设计 (14)3.2.2 温度采集电路设计 (15)3.2.3LCD1602的显示设计 (17)3.2.4 报警电路的设计 (18)3.2.5 电源部分的设计 (19)3.3 系统设计的电路结构图 (21)4 系统的软件设计 (22)4.1 主程序设计 (22)4.2 子程序设计 (23)5 系统调试与性能分析 (27)5.1 系统调试 (27)5.2 性能分析 (29)结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录 (34)摘要现代化的工业生产中，在很多的场合都需要对各类温度进行检测和控制，采用单片机来对温度进行控制不仅有控制方便、组态简单以及灵活性大等特点而且还可以提高被控温度的技术指标从而能够大大提高产品的质量和数量等作用。
温度是实际生产中比较重要的参数,因此对温度控制系统进行详细的研究很有意义。
本多路温度采集系统由CPU、温度的采集模块、显示模块、报警控制模块等组成。
它利用单片机STC89C52做核心的控制及数据处理器、温度传感器DS18B20做温度检测器、LCD液晶显示器做为系统的输出设备。
本系统采用的硬件电路相对简单，成本不高，测量范围大，测温精度高，温度数据的显示比较直观，使用起来会比较方便。
关键词单片机/温度传感器/多路温度/温度采集MULTICHANNEL TEMPRATURE GATHERING SYSTEM BASED ON ATS89C52ABSTRACTIn the modern industrial production, people need to all kinds of heating furnace and boiler heat treatment furnace temperature of the reactor inspection and control by single chip microcomputer to control temperature in has not only convenient control configuration simple and flexible could increase the advantages and accused of technical indexes which can temperature greatly improve the quality of the products and the quantity, the temperature is industrial production in common is accused of parameter, typical of the temperature control system with a wide range of research significance. This digital multichannel temperature gathering system by the temperature controller, acquisition circuit and temperature display circuit, alarm control circuit and control circuit of keyboard input. It uses single chip STC89C52 do control and data processor, intelligent temperature sensor DS18B20 do temperature detector, LCD do temperature display output device. Hardware circuit is simple, with lowcost and temperature measuring range, high accuracy, readings show intuitive and easy to use.KEY WORDS Microcontroller，Temperature Sensor，Multi-channel Temperatures，Temperature Data Collection1 前言1.1 背景介绍温度是工业控制中主要的被控参数之一，特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，具有举足轻重的作用。
随着现代信息技术的飞速发展，温度测量控制系统开始在工业、农业及人们的日常生活中扮演着一个越来越重要的角色，它对人们的生活具有很大的影响，所以温度采集控制系统的设计与研究有十分重要的意义。
本次设计所采用的控制芯片为STC89C52，此芯片功能较为强大，能够满足设计要求。
通过对电路的设计，对芯片的外围扩展，来达到对某一车间或是厂房温度的控制和调节功能。
1.2 研究设计意义及目的在单片机的多路温度采集系统中有多个模块和电路：单片机模块、温度采集模块、LCD液晶显示模块和报警电路，电路各部分进行有机组合完成基础的电路硬件模块。
主要是用C语言进行必要程序的编写，结合Keil软件进行程序的运行调试，用proteus 等仿真软件进行电路仿真，再利用protel软件实现电路的PCB电路图，最后经过相应的工艺流程做成实物产品。
现在单片机在实际的生产中应用非常广泛，几乎可以涉及到生活的每个角落，尤其是为电子和计算机发展提供了重要的技术实践。
近年来多点数字化测量技术的发展也使温度检测领域的技术实现了快速、可靠、低成本、数字化与网络化的发展。
本文主要是提出了一种结构简单、能耗较低、使用方便的系统设计解决方案。
本方案采用的是新型的单线智能化温度传感器DS18B20，该器件能够灵敏的采集到温度的数据，并且自身能够将模拟信号转换成数字信号，然后以数字形式直接输出被测点温度值到CPU，DS18B20优点较多有：误差小、分辨率高、抗干扰能力强、能远程传输数据等，是新一代温度测控系统研发和开发性价比较高的核心器件。
在二十一世纪，科技高速发展，电子技术、微机技术的应用也是空前广泛，随着科学技术和工业生产的不断飞跃式发展，对多种的设备和运行过程进行温度测量的需求也日益突出。
因此温度测量在生产生活中也越来越频繁地出现，同时温度的控制和设计也成为了常见的字眼，这与它们在各行各业中的重要性日渐突出是分不开的。
本方案所设计的温度采集系统可以随时的采集多个地方多个监测点的温度，同时还可以根据环境的要求设置温度区间，并对各点温度进行实时地判断，在温度不在设定范围时及时启动相应的报警电路，为进一步的人为或是上位机对温度的情况做出调节和反应1.3 发展情况随着人们生活水平的不断提高，温度的控制在现实生活中引起了高度重视，它是工农业和交通运输业的重要参数，同时也是影响其他领域发展的因数之一。
随着现代工业的逐步发展，在工业生产中，温度、压力、流量、液位是四种最常见的过程变量。
其中，温度是一个非常重要的过程变量，它尤其应用在冶金工业、化工工业、电力工业、机械加工和食品加工等领域，都需要对各种加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉的温度进行控制，尽量按照人们的要求去变化，通过计算机控制相应的执行部件，可以避免温度过高或过低，减少带来的经济损失，使人身、财产安全得到很好的保证。
在国民经济各部门以及人们的日常生活中，通常对多路温度信息进行采集。
常用的测温元件有热电阻、热敏电阻和热电偶等。
一般情况下，这些热电偶会利用物理现象进行分类，常用如下分类：1、根据体积膨胀的原理有气体温度计和液体压力温度计，气体温度计的测量范围一般是-250~1000，液体压力温度计测量范围为-200~350；2、根据接触热电动势原理可以分为钨铼热电偶和铂铑热电偶；3、根据电阻的变化原理可以分为铂热电阻和热敏电阻传感器；4、根据PN结结电压可以设计出硅半导体二极管进行温度传感；5、根据温度-颜色的物理特性可以设计出示温涂料和液晶等不同传感器件；6、根据光辐射和热辐射的原理又可以设计出红外辐射温度传感器。
而这些元件通常需要连接放大和模/数转换电路，电路结构相对复杂，并且在多路情况下，很难实现各路信号的同时采集[1]。
实际上，随着传感器技术和软件的不断发展，各种温度传感器的性能实现多元化，再利用计算机、单片机、CPLD/FPGA和PLC等辅助工具或元器件，控制多路温度在实际应用中是非常广泛的。
因此，从结构、性能、参数、设计思想等方面权衡把握，才能更好的设计出满足使用性能和要求的控制电路。
1.4 本设计主要内容本次设计的目的在于学习和实际应用基于52单片机的多路温度采集控制系统设计的基本流程。
单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点，可以说，智能控制与自动化的核心就是单片机，它在日常生产生活领域中的用途非常地广泛。
目前，一个学习与应用单片机的高潮在全社会大规模兴起。
学习单片机的最有效的方法就是理论与实践并重。
本设计采用单片机作为数据处理与控制单元，也就是平时所说的主控制器件CPU是本次设计的核心器件，为了进行数据处理，单片机会控制本设计的数字温度传感器DS18B20。
然后温度传感器自身会对外界的温度变化而产生相应的变化的模拟电信号，而后温度传感器就会将模拟的电信号变化转换成16位的数字信号，并且暂存起来。
传感器的操作是有严格的时序约定的，在CPU向传感器发出通信并且时序应答成功后，CPU即可对暂存器中的温度数据进行采集。
由于本设计是四路温度采集，那么也就会有四个温度传感器在使用，而每个DS18B20温度传感器都会有一个固定的序列号。
所以，在使用单总线与传感器通信的时候一个必不可少的步骤就是温度传感器序列号的判定，这一个过程多余单总线来说就是非常重要也是非常关键的。