【正文】 XXX大學(xué)畢業(yè)設(shè)計前言 21 總體方案設(shè)計 3 方案論證 4 傳感器 4 主控部分 42 硬件電路的設(shè)計 5 電源電路 5 溫度采集電路 6 DS18B20簡介 6 電路設(shè)計 8 無線傳輸電路模塊 93 無線發(fā)送與接收電路 9 無線發(fā)送電路 9 無線接收模塊 104 顯示電路 11 字符型液晶顯示模塊 11 字符型液晶顯示模塊引腳 11 字符型液晶顯示模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu) 125 單片機AT89S52 13 AT89S52簡介 13 AT89S52引腳說明 146 軟件設(shè)計 16 系統(tǒng)概述 16 程序設(shè)計流程圖 16 溫度傳感器多點數(shù)據(jù)采集 177 調(diào)試及結(jié)果 17 測試環(huán)境及工具 17 測試方法 17 測試結(jié)果分析 178 總結(jié) 18附錄1： 電路原理總圖 19附錄2： 發(fā)射部分主程序 20附錄3： 接收部分主程序 26參考文獻 31無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)學(xué)生：XX 指導(dǎo)教師：XX內(nèi)容摘要：由于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的應(yīng)用范圍越來越寬、所涉及到的測量信號和信號源的類型越來越多、對測量的要求也越來越高，國內(nèi)現(xiàn)在已有不少數(shù)據(jù)測量和采集的系統(tǒng)，但很多系統(tǒng)存在功能單一、采集通道少、采集速率低、操作復(fù)雜，并且對測試環(huán)境要求較高等問題。人們需要一種應(yīng)用范圍廣、性價比高的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。在分析了不同類型的單片機的特點及單片機與PC機通信技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計了單片機控制的采集系統(tǒng)，并通過串口通信實現(xiàn)單片機與P(：機之間的通信，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送并將數(shù)據(jù)在PC機上顯示及存儲，完成單機的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計及實現(xiàn)?；趩纹瑱C的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是由將來自傳感器的信號通過放大、線性化、濾波、同步采樣保持等處理后，輸入A／D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后由單片機采集，然后利用單片機與PC機的通信將數(shù)據(jù)送到PC機進行數(shù)據(jù)的存儲、后期處理與顯示，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)處理功能強大、顯示直觀、界面友好、性價比高、應(yīng)用廣泛的特點，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、儀器、儀表、機電一體化、智能家居等諸多領(lǐng)域。關(guān)鍵詞：多通道 數(shù)據(jù)采集 單片機無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)前言 21世紀的今天，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展日新月異，科學(xué)技術(shù)的進步同時也帶動了測量技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代控制設(shè)備不同于以前，它們在性能和結(jié)構(gòu)發(fā)生了翻天覆地的變化。我們已經(jīng)進入了高速發(fā)展的信息時代，測量技術(shù)是當今社會的主流，廣泛地深入到應(yīng)用工程的各個領(lǐng)域。溫度是工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常見的和最基本的參數(shù)之一，在生產(chǎn)過程中常需對溫度進行檢測和監(jiān)控，采用微型機進行溫度檢測、數(shù)字顯示、信息存儲及實時控制，對于提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源等都有重要的作用。伴隨工業(yè)科技、農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展，溫度測量需求越來越多，也越來越重要。但是在一些特定環(huán)境溫度監(jiān)測環(huán)境范圍大,測點距離遠,布線很不方便。這時就要采用無線方式對溫度數(shù)據(jù)進行采集。 多路無線溫度采集系統(tǒng)可被廣泛應(yīng)用于溫度測量或相應(yīng)的可轉(zhuǎn)換為溫度量或供電故障監(jiān)控的工業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、服務(wù)業(yè)、安全監(jiān)控等工程中，例如：城市路燈故障檢測和供電線路防盜監(jiān)視、城市居民小區(qū)供熱檢測、大型倉庫溫度檢測、工業(yè)生產(chǎn)測控、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)溫度測控、環(huán)保工程、故障監(jiān)控工程等?？紤]到許多工業(yè)環(huán)境中對多點溫度進行監(jiān)控，一般需要測量幾十個點以上。本文設(shè)計多路無線溫度監(jiān)控系統(tǒng)。本設(shè)計是以Atmel公司的AT89S51單片機作為控制核心，提出以DS18B20的單總線分布式溫度采集與控制系統(tǒng)。多個溫度傳感節(jié)點通過單總線與單片機相連形成分布式系統(tǒng)?？刂破魍ㄟ^溫度傳感器實時檢測各節(jié)點的溫度變化，并在LCD1602上循環(huán)顯示各節(jié)點溫度的變化。通過串口將檢測到的溫度信息回饋到上位機（PC機），從而遠程實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的檢測。因為采用微型機進行溫度檢測、數(shù)字顯示、信息存儲及實時控制，對于提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約能源等都有重要的作用，并且溫度參數(shù)對工業(yè)生產(chǎn)的重要性，所以溫度測量系統(tǒng)的精確度和智能化一直受到企業(yè)的重視。所以學(xué)習(xí)并研究溫度測量及相關(guān)知識可做為一個較為實用的課題的方向，能獲得較實用的知識和方法。因此溫度測控技術(shù)是一個很實用、也很重要的技術(shù)，值得去研究掌握。它應(yīng)用的領(lǐng)域也相當廣泛，可以應(yīng)用到消防電氣的非破壞性溫度檢測，電力、電訊設(shè)備的過熱故障預(yù)知檢測，空調(diào)系統(tǒng)的溫度檢測，各類運輸工具之組件的過熱檢測，保全與監(jiān)視系統(tǒng)之應(yīng)用，醫(yī)療與健診的溫度測試，化工、機械…等設(shè)備溫度過熱檢測。因此前景是相當?shù)目捎^。1 總體方案設(shè)計溫度檢測系統(tǒng)有則共同的特點：測量點多、環(huán)境復(fù)雜、布線分散、現(xiàn)場離監(jiān)控室遠等。若采用一般溫度傳感器采集溫度信號，則需要設(shè)計信號調(diào)理電路、A/D 轉(zhuǎn)換及相應(yīng)的接口電路，才能把傳感器輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送到計算機去處理。這樣，由于各種因素會造成檢測系統(tǒng)較大的偏差；又因為檢測環(huán)境復(fù)雜、測量點多、信號傳輸距離遠及各種干擾的影響，會使檢測系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性下降 。所以多點溫度檢測系統(tǒng)的設(shè)計的關(guān)鍵在于兩部分：溫度傳感器的選擇和主控單元的設(shè)計。溫度傳感器應(yīng)用范圍廣泛、使用數(shù)量龐大，也高居各類傳感器之首。 方案論證 傳感器方案一：采用熱敏電阻，可滿足40攝氏度至90攝氏度測量范圍，但熱敏電阻精度、重復(fù)性、可靠性較差，對于檢測1攝氏度的信號是不適用的。方案二：采用單片模擬量的溫度傳感器，比如AD590,LM35等。但這些芯片輸出的都是模擬信號，必須經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后才能送給計算機，這樣就使得測溫裝置的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。另外，這種測溫裝置的一根線上只能掛一個傳感器，不能進行多點測量。即使能實現(xiàn)，也要用到復(fù)雜的算法，一定程度上也增加了軟件實現(xiàn)的難度。方案三：采用數(shù)字溫度傳感器DS18B20測量溫度，輸出信號全數(shù)字化。便于單片機處理及控制，省去傳統(tǒng)的測溫方法的很多外圍電路。且該芯片的物理化學(xué)性很穩(wěn)定，它能用做工業(yè)測溫元件，此元件線性度較好。在0~100攝氏度時，最大線形偏差小于1攝氏度。DS18B20的最大特點之一采用了單總線的數(shù)據(jù)傳輸，由數(shù)字溫度計DS1820和微控制器AT89S52構(gòu)成的溫度測量裝置，它直接輸出溫度的數(shù)字信號，可直接與計算機連接。這樣，測溫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)就比較簡單，體積也不大，且由于AT89S52可以帶多個DSB1820，因此可以非常容易實現(xiàn)多點測量。輕松的組建傳感器網(wǎng)絡(luò)。采用溫度芯片DS18B20測量溫度，可以體現(xiàn)系統(tǒng)芯片化這個趨勢。部分功能電路的集成，使總體電路更簡潔，搭建電路和焊接電路時更快。而且，集成塊的使用，有效地避免外界的干擾，提高測量電路的精確度。所以集成芯片的使用將成為電路發(fā)展的一種趨勢。本方案應(yīng)用這一溫度芯片，也是順應(yīng)這一趨勢。 主控部分方案一：采用AT89S52八位單片機實現(xiàn)。單片機軟件編程的自由度大，可通過編程實現(xiàn)各種各樣的算術(shù)算法和邏輯控制。而且體積小，硬件實現(xiàn)簡單，安裝方便。既可以單獨對多DS18B20控制工作，由一臺上位機（PC微型計算機），下位機（單片機）多點溫度數(shù)據(jù)采集，組成兩級分布式多點溫度測量的巡回檢測系統(tǒng),實現(xiàn)遠程控制。另外AT89C51在工業(yè)控制上也有著廣泛的應(yīng)用，編程技術(shù)及外圍功能電路的配合使用都很成熟[1]。方案二：使用MSP430作控制器，德州儀器 (TI) 的超低功率16位RISC 混合信號處理器MSP430產(chǎn)品系列為電池供電測量應(yīng)用提供了最終解決方案。作為混合信號和數(shù)字技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者，TI創(chuàng)新生產(chǎn)的