基于51单片机的多路温度采集控制系统设计
摘要：随着现代信息技术的飞速发展，温度测量控制系统在工业、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。本次设计的目的在于学习与了解嵌入式系统开发的基本流程。本设计采用单片机作为数据处理与控制单元，为了进行数据处理，单片机控制数字温度传感器，把温度信号通过单总线从数字温度传感器传递到单片机上。单片机数据处理之后，发出控制信息改变报警和控制执行模块的状态，同时将当前温度信息发送到LCD进行显示。本系统可以实现多路温度信号采集与显示，可以使用按键来设置温度限定值，通过进行温度数据的运算处理，发出控制信号达到控制蜂鸣器和继电器的目的。
关键词：嵌入式系统；多路温度采集；驱动电路
The Design of Multi-channel Temperature Acquisition and Control System Based on 51 MCU
Abstract：Along with the rapid development of modern information technology, temperature measuring and control system become more and more important in industrial, agriculture and daily life. Because of its great influence on people’s life, design and research of temperature acquisition and control system has a great significance. The purpose of this design is learning and understanding the development of embedded systems. It uses MCU as data process and control unit, and uses MCU to control digital temperature sensor which transmits data to MCU through single bus. It can send a signal to change the states of alarm and implementation module, current temperature is displayed by LCD. The system achieves multi-channel temperature signal acquisition and control. Temperature limit is set by keyboard. The buzzer and relay are controlled by MCU.
Key words：Embedded system, Multi-channel temperature acquisition, Driver circuit
目 录
第1章 绪 论··· 1
1.1 课题背景··· 1
1.2 温度检测的意义与技术发展··· 1
1.3 课题内容和本人的主要工作··· 2
第2章 系统总体设计及方案论证··· 3
2.1 系统总体设计··· 3
2.2 单片机··· 4
2.3 温度采集与传感器··· 4
2.4 人机交互与串口通信··· 6
第3章 硬件设计··· 8
3.1 系统结构框图··· 8
3.2 单片机主控单元··· 8
3.3 温度信号采集单元··· 11
3.4 人机交互与串口通信单元设计··· 14
3.4.1 键盘输入··· 15
3.4.2 液晶显示屏输出··· 16
3.4.3 串口通信··· 17
3.5 电源系统设计··· 18
3.6 控制执行单元设计··· 19
3.7 总体电路原理图及印刷电路板图··· 20
第4章 软件设计··· 21
4.1 设计思路、流程图··· 21
4.2 温度采集子程序··· 22
4.2.1 命令序列··· 23
4.2.2 信号方式··· 24
4.3 数据处理子程序··· 26
4.4 人机交互子程序··· 27
4.4.1 显示子程序··· 28
4.4.2 按键子程序··· 29
4.5 执行子程序··· 31
第5章 系统调试分析··· 32
5.1 硬件调试··· 32
5.2 软件调试··· 33
5.3 整机调试··· 34
结 论··· 36
致 谢··· 37
参考文献··· 38
附录1· 40
附录2· 41
附录3· 42
附录4· 43
附录5· 44
第1章 绪 论
1.1 课题背景
测量控制的作用是从生产现场中获取各种参数，运用科学计算的方法，综合各种先进技术，使每个生产环节都能够得到有效的控制，不但保证了生产的规范化、提高产品质量、降低成本，还确保了生产安全。所以，测量控制技术已经被广泛应用于炼油、化工、冶金、电力、电子、轻工和纺织等行业[1]。
随着单片机技术的迅速兴起与蓬勃发展，其稳定、安全、高效、经济等优点十分突出，所以其应用也十分广泛。单片机已经无处不在、与我们生活息息相关，并且渗透到生活的方方面面。
单片机的特点是体积较小，也就是其集成特性，其内部结构是普通计算机系统的简化，增加一些外围电路，就能够组成一个完整的小系统，单片机具有很强的可扩展性。它具有和普通计算机类似的、强大的数据处理功能，通过使用一些科学的算法，可以获得很强的数据处理能力[2]。所以单片机在工业中应用中，可以极大地提高工业设备的智能化、数据处理能力和处理效率，而且单片机无需占用很大的空间。
