成都理工大学工程技术学院毕业论文多点温度监控系统的设计作者姓名：专业名称：通信工程指导教师：摘要随着“信息时代”的到来，作为获取信息的手段——传感器技术得到了显著的进步，其应用领域越来越广泛，对其要求越来越高，需求越来越迫切。
传感器技术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。
因此，了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。
为了提高对传感器的认识和了解，尤其是对温度传感器的深入研究以及其用法与用途，基于实用、广泛和典型的原则而设计了本系统。
本文利用单片机结合传感器技术而开发设计了这一温度监控系统。
文中传感器理论单片机实际应用有机结合，详细地讲述了利用热敏电阻作为热敏传感器探测环境温度的过程，以及实现热电转换的原理过程。
本设计系统包括温度传感器，A/D转换模块，输出控制模块，数据传输模块，温度显示模块电路五个部分。
文中对每个部分功能、实现过程作了详细介绍。
整个系统的核心是进行温度监控，完成了课题所有要求。
关键词：传感器，A/D转换模块，热敏电阻AbstractWith the "information age" come as a means of access to information technology –sensors technology got hold of significant advances in the increasingly broad applications of its becoming more demanding, and increasingly urgent needs. Sensor technology has become one of the important signs to measure the level of development of national science and technology. Therefore, it’s very important for us to comprehend and mastery the basic structure, operating principles and characteristics of sensor.For enhance the understanding of the sensor, especially thorough research as well as its usage and purpose on the temperature sensor. I designed this system were based on the principle of practical, widespread and representative. This article used the monolithic integrated circuit union sensor technology to develop this temperature supervisory system. Combine the sensor theory with monolithic integrated circuit can narrated the process in using the thermistor qua hot sensitive sensor survey ambient temperature by details, and it also realized the principle process of thermoelectricity transformed.This design system including temperature sensor, A/D transformation module, output control module, data transmission module and temperature demonstration module electric circuit five parts. In the article I have made a detail introduction on each partial functions and the realization process. The overall system’s core is processing on the temperature monitoring, carry out all requests of the topic.Keywords: temperature sensor，A/D transformation module，hot sensitive目录摘要 (I)Abstract (II)目录.............................................................................................................. I II 前言. (1)1 多点温度监控系统的概述 (3)1.1 多点温度监控系统 (3)1.2设计任务 (3)1.3设计要求 (3)1.3.1基本要求 (3)1.3.2发挥部分 (4)1.4方案论证及比较 (4)2硬件设计 (6)2.1 稳压电源的设计 (6)2.1.1稳压电源的组成 (6)2.1.2电源模块的设计 (7)2.2温度信号的获取与放大 (8)2.2.1温度传感器选用 (8)2.2.2 数字温度传感器DS1722的功能 (11)2.3模数转换单元 (17)2.4 通信模块设计 (18)2.5液晶显示模块的设计 (20)2.6单片机控制电路 (21)3 软件设计 (24)总结 (27)致谢 (28)参考文献 (29)前言随着社会的进步和工业技术的发展，人们越来越重视温度因素，许多产品对温度范围要求严格，而目前市场上普遍存在的温度检测仪器大都是单点测量，同时还有温度信息传递不及时、精度不够的缺点，不利于工业控制者根据温度变化及时做出决定。
在这样的形式下，开发一种能够同时测量多点，并且实时性高、精度高，能够综合处理多点温度信息的测量系统就很有必要。
本课题以8051单片机系统为核心，能对多点的温度进行实时巡检。
各检测单元（从机）能独立完成各自功能，同时能够根据主控机的指令对温度进行定时采集，测量结果不仅能在本地显示，而且可以利用单片机串行口，通过RS-485总线及通信协议将采集的数据传送到主控机，进行进一步的存档、处理。
主控机负责控制指令的发送，控制各个从机进行温度采集，收集测量数据，并对测量结果（包括历史数据）进行整理、显示和存储。
主控机与各从机之间能够相互联系、相互协调，从而达到系统整体统一、和谐的效果此次毕业实习、毕业设计第一阶段的主要工作是，学习有关传感器和单片机的基本知识，了解多点温度监控系统设计的相关技术，并在此基础上选择了使用单片机8051，并学习传感器等方面的知识。
这是课题研究的基础性内容。
第二阶段是在指导教师的指导下，进行多点温度监控系统的需求分析、系统设计及功能模块划分，并编写调试各个功能模块的代码，最后进行组装测试。
通过教师的悉心指导和自己的努力，完成了毕业设计的各项任务，基本实现了多点温度监控系统各项功能。
论文正文主要包括3个部分，安排如下：第1部分简要介绍多点温度监控系统的设计。
第2部分阐述设计3种方案的比较。
第3部分对硬件的设计，软件的设计，详细阐述。
最后论文对课题内容及成果进行了总结。
1 多点温度监控系统的概述1.1 多点温度监控系统本设计针对温度控制系统多点测量、扩展性等特点，运用主从分布式和总线分布式多机通讯方式思想，设计了一种可大规模多点温度测量的巡回检测系统。
该系统采用RS-485串行通讯标准，通过上位PC发出控制指示，有各下位单片机进行现场温度采集，然后送回主控PC进行数据处理，再由显示器显示。
本系统具有巡检速度快，扩展性好的特点。
1.2设计任务设计一个多路温度检测系统，主控器能对各温度检测器通过串行传输线实现温度数据及显示。
具体设计制作任务：1设计制作各温度检测器；2设计制作主控器1.3设计要求1.3.1基本要求1)检测的温度范围：0~4002)检测分辨率+0.13)各检测器与主控制器之间距离>100米4)各检测器单元可显示检测的温度值5)设计并制作各检测器以及主控器所用的直流稳压。
由单向220V交流电压供电。
1.3.2发挥部分1)可有主控制设置系统时间以及温度修正值2)其他功能的改进3)提高各温度检测器的温度检测精度1.4方案论证及比较方案一采用模拟分立元件，如电容、电感或晶体管等非线形元件，实现多点温度的测量及显示，该方案设计电路简单易懂，操作简单，且价格便宜，但采用分立元件分散性大，不便于集成数字化，而且测量误差大。
方案二采用集成的单片机主控，通过温度传感器、A/D转换采集数据信息，经过含有单片机的检测系统检测，将结果传送到单片机控制的主控器，数据通过显示器显示。
原理框图1.1：方案三此方案是在方案二的基础上改进的，温度信号的输入处理过程与方案二是相同的，但方案三的系统控制器是由PC机控制的，用鼠标代替键盘，在主控端更直观的观察多路测量结果，并且可以在系统改变运行操作程序，框图1.2图1.2 原理框图综上所述，方案三电路虽然与方案二类似，都较方案一调整方便、可兼顾的指标多，但方案三利用PC机平台实现软件操作，在操作运行上更胜一筹，简单明了，所以我们选择第三种方案。
2硬件设计2.1 稳压电源的设计2.1.1稳压电源的组成电源装置是电力电子技术应用的一个重要领域，其中高频开关式直流稳压电源由于具有效率高、体积小和重量轻等突出优点，获得了广泛地应用。
开关电源的控制电路可以分为电压控制型和电流控制型，前者是一个单闭环电压控制系统，系统响应慢，很难达到较高的线形调整率精度；后者是一个电压、电流双闭环控制系统，电流控制型较电压控制型有不可比拟的优点。
1）管脚数量少，外围电路简单，价格低廉；2）电压调整率很好；3）负载调整率明显改善；4）频响特性好，稳定幅度大；5）具有过流限制、过压保护和欠压锁定功能。
因此他是目前比较理想的新型的脉宽调制器，其内部原理框图如图2.1所示。
图1.2 电源原理图2.1.2电源模块的设计本模块将交流220V输入电压变为3组直流电压，其中5V电压为CPU等数字电路提供电源；±15V电压为运放等模拟芯片提供电源；24V 电压为温度变送器提供电源。