【正文】 文的寫作過程中，我參考了大量的書籍和論文，在此向各位作者表示感謝！其次要感謝幫助過我的同學，他們幫我找資料，幫我安裝設(shè)計所需要的軟件，耐心的給我講解程序。我認真地聽取他們的意見，對發(fā)現(xiàn)的問題給出更加合理的解決方案,盡全力使這篇論文表述更加清晰。最后，感謝學校為我們畢業(yè)生提供最后一次寶貴的設(shè)計機會。再一次對幫助過我的人，特別是李朝輝老師，獻上最誠摯的謝意。衷心的感謝電子信息工程系全體老師四年來的辛勤培養(yǎng)和教誨，您們的教誨我將受益終身。燕山大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）附錄1燕 山 大 學本科畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 課題名稱： 多路溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)學院（系）： 里仁學院電子系 年級專業(yè)： 06電信1班 學生姓名： 付強 指導(dǎo)教師： 李朝輝 完成日期： 2010314 一、 綜述本課題國內(nèi)外研究動態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義本課題為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在溫度控制方面的應(yīng)用。就數(shù)據(jù)采集器而言，它是對一個或多個信號獲取對象信息的過程。數(shù)據(jù)采集器是一種具有實驗室或現(xiàn)場進行實時數(shù)據(jù)采集、自動存儲記錄、信號預(yù)處理、即時顯示、即時狀態(tài)分析、自動傳輸?shù)裙δ艿淖詣踊O(shè)備。隨著國外微電子技術(shù)、計數(shù)機技術(shù)、測控技術(shù)和數(shù)字通信技術(shù)的發(fā)展，目前國外數(shù)據(jù)采集技術(shù)已經(jīng)較初期有了很大的發(fā)展。從近來國外公司展示的新產(chǎn)品可以看出，主要的發(fā)展可以概括為功能多樣，體積減小和使用方便等三個方面。而對于我國來說，上世紀80年代末到90年代初，我國一些儀器廠已研制出了多種數(shù)據(jù)采集器，其中單通道的有SP20SC247型，雙通道的有EG3300、YE5938型，超小型的有91902和921型。具有采集靜態(tài)信號的有SMC9012 型，所配套的軟件包基本上包括了設(shè)備維修管理和基本頻譜分析兩大部分，能夠適應(yīng)機器設(shè)備的一般狀況監(jiān)測和故障診斷，基本已經(jīng)達到了國外數(shù)據(jù)采集器的初期水平。就我國來說，對于多路溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計已經(jīng)有了一定的進展。2007年藍星石化公司天津石油化工廠重油催化裝置進行設(shè)備改造，對接近300點的溫度指示信號采用多路溫度轉(zhuǎn)換器(MTL800)進行采集，轉(zhuǎn)換成數(shù)字通訊信號傳給DCS系統(tǒng)，依據(jù)現(xiàn)場溫度檢測點的分布，在裝置區(qū)設(shè)置了10個溫度采集箱，所有的溫度信號通過補償導(dǎo)線連接到采集箱，從采集箱通過通訊電纜連接到主控室的DCS系統(tǒng)。上述方案比較直接從現(xiàn)場使用補償導(dǎo)線連接到主控室的DCS中的常規(guī)施工方法要節(jié)省1/3的施工時間和1/2的費用，其中可以節(jié)省大量的DCS的過程通道板卡和安全柵，節(jié)省大量的補償導(dǎo)線和輔料及其人工費。因此，選定多路溫度采集系統(tǒng)為研究課題，設(shè)計一種采用SPCE061A單片機的多通道溫度檢測及顯示系統(tǒng)，可以很容易實現(xiàn)溫度采集及顯示，而且具有語音處理優(yōu)勢，可以實現(xiàn)語音報警功能。二、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題 溫度是工業(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、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。多路測量能在一定的空間內(nèi)分層次多點測量同一時刻的溫度且能持續(xù)工作相當長的時間。本課題為利用SPCE061A單片機、DS18B20實現(xiàn)多路溫度采集，主要解決通過數(shù)碼管顯示對4路溫度的實時采集的問題。并且可以為每一個通道設(shè)置獨立的報警溫度，還可以將采集的溫度值進行備份，并通過按鍵查詢。三、研究步驟、方法及措施 ，熟悉課題內(nèi)容。 。設(shè)計多路溫度采集系統(tǒng)硬件電路：包括溫度采集電路、SPCE061A單片機控制電路、輸入控制電路、顯示電路、報警控制電路、電源電路設(shè)計等。：包括主程序、子程序、DS18B20的通信協(xié)議、系統(tǒng)控制源程序設(shè)計等。四、研究工作進度 本次畢業(yè)設(shè)計時間為一個學期。第一個月收集課題資料，熟悉課題內(nèi)容，心中形成大概設(shè)計思路，查看相關(guān)論文，閱覽相關(guān)書籍，總體上形成對多路溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的認識；接下來的一個月，整理思路，并對所用理論知識進行分析，并進行初步的硬件設(shè)計；接下來的一個月，設(shè)計電路及編寫程序，并進行調(diào)試與修改；最后書寫論文，并進行課題總結(jié)與答辯。五、主要參考文獻 1. 薛軍義.《凌陽16位單片機原理及應(yīng)用》 北京航空航天大學出版社 20032. 張培仁.《十六位單片機微處理器凌陽SPACE61AS原理及應(yīng)用》清華大學出版社 20053. 張迎新，雷道鎮(zhèn)， 國防工業(yè)出版社 20044. 文哲雄， 5. 北京航空航天大學出版社20056. 人民郵電出版社 20067. 北京航空航天大學出版社 20068. 沙占友..智能化集成溫度傳感器原理與應(yīng)用 機械工業(yè)出版社 20029. 王常力， 清華大學出版社 1996 北京大學出版社 2002，六、指導(dǎo)教師意見： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日七、系級教學單位審核意見：審查結(jié)果： □ 通過 □ 完善后通過 □ 未通過 負責人簽字：年 月 日附錄2燕 山 大 學本科畢業(yè)設(shè)計（論文）文獻綜述 課題名稱： 多路溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)學院（系）： 里仁學院電子系 年級專業(yè)： 06電信1班 學生姓名： 付強 指導(dǎo)教師： 李朝輝 完成日期： 2010314 一、課題國內(nèi)外現(xiàn)狀本課題為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在溫度控制方面的應(yīng)用。就數(shù)據(jù)采集器而言，它是對一個或多個信號獲取對象信息的過程。數(shù)據(jù)采集器是一種具有實驗室或現(xiàn)場進行實時數(shù)據(jù)采集、自動存儲記錄、信號預(yù)處理、即時顯示、即時狀態(tài)分析、自動傳輸?shù)裙δ艿淖詣踊O(shè)備。隨著國外微電子技術(shù)、計數(shù)機技術(shù)、測控技術(shù)和數(shù)字通信技術(shù)的發(fā)展，目前國外數(shù)據(jù)采集技術(shù)已經(jīng)較初期有了很大的發(fā)展。從近來國外公司展示的新產(chǎn)品可以看出，主要的發(fā)展可以概括為功能多樣，體積減小和使用方便等三個方面。而對于我國來說，上世紀80年代末到90年代初，我國一些儀器廠已研制出了多種數(shù)據(jù)采集器，其中單通道的有SP20SC247型，雙通道的有EG3300、YE5938型，超小型的有91902和921型。具有采集靜態(tài)信號的有SMC9012 型，所配套的軟件包基本上包括了設(shè)備維修管理和基本頻譜分析兩大部分，能夠適應(yīng)機器設(shè)備的一般狀況監(jiān)測和故障診斷，基本已經(jīng)達到了國外數(shù)據(jù)采集器的初期水平。二、研究主要成果 目前，分散式數(shù)據(jù)采集器正朝著智能化、模塊化的方向發(fā)展。主要研究成果有以下經(jīng)常使用的三種數(shù)據(jù)采集器： IMP3595。該系列數(shù)據(jù)采集器主要用于工業(yè)環(huán)境和其它惡劣條件下的多通道、慢變化模擬信號（溫度、壓力、流量、應(yīng)變等）的實時連續(xù)檢測和各種開關(guān)量信號的輸入和輸出，以及模擬量的輸出，從而實現(xiàn)對生產(chǎn)過程中數(shù)據(jù)的采集和控制。 。這一系列的數(shù)據(jù)采集器在采集信號的范圍、精度及功能等方面與英國Schlumberger公司的IMP3595相類似。它主要在網(wǎng)絡(luò)功能上做了一些調(diào)整； 。ALPHA900系列數(shù)據(jù)采集器是一種用于工業(yè)過程監(jiān)測、條件監(jiān)測或加工監(jiān)測的經(jīng)濟型智能化前端。它使用價格低廉的RS485網(wǎng)絡(luò)與主機相連，并提供精確的溫度、壓力、電阻及應(yīng)變等測量數(shù)值，以及數(shù)字事件和頻率數(shù)據(jù)。三、發(fā)展趨勢： 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)起始于20世紀50年代，1956年美國首先研究了用在軍事上的測試系統(tǒng)，目標是測試中不依靠相關(guān)的測試文件，由非熟練人員進行操作，并且測試任務(wù)是由測試設(shè)備高速自動控制完成的。大約在60年代后期，國外就有成套的數(shù)據(jù)采集設(shè)備產(chǎn)品進入市場，此階段的數(shù)據(jù)采集設(shè)備和系統(tǒng)多屬于專用的系統(tǒng)。20世紀70年代中后期，隨著微型機的發(fā)展，誕生了采集器、儀表同計算機溶為一體的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。由于這種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的性能優(yōu)良，超過了傳統(tǒng)的自動檢測儀表和專用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，因此獲得了驚人的發(fā)展。從70年代起，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)展過程中逐漸分為兩類，一類是實驗室數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，另一類是工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。就使用的總線而言，實驗室數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)多采用并行總線，工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)多采用串行數(shù)據(jù)總線。20世紀80年代隨著計算機的普及應(yīng)用，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)得到了極大的發(fā)展，開始出現(xiàn)了通用的數(shù)據(jù)采集與自動測試系統(tǒng)。該階段的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要有兩類，一類以儀器儀表和采集器、通用接口總線和計算機等構(gòu)成。而到了20世紀80年代后期，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)生了極大的變化，工業(yè)計算機、單片機和大規(guī)模集成電路的組合，用軟件管理，使系統(tǒng)的成本降低，體積減小，功能成倍增加，數(shù)據(jù)處理能力大大加強。20世紀90年代至今，在國際上技術(shù)先進的國家，數(shù)據(jù)采集技術(shù)已經(jīng)在軍事、航空電子設(shè)備及宇航技術(shù)、工業(yè)等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。由于集成電路制造技術(shù)的不斷提高，出現(xiàn)了高性能、高可靠性的單片數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）。目前有的DAS 產(chǎn)品精度已達16位，采集速度每秒達到幾十萬次以上。數(shù)據(jù)采集技術(shù)已經(jīng)成為一種專門的技術(shù)，在工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。該階段數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用更先進的模塊式結(jié)構(gòu)，根據(jù)不同的應(yīng)用要求，通過簡單的增加和更改模塊，并結(jié)合系統(tǒng)編程，就可擴展或修改系統(tǒng)，迅速地組成一個新的系統(tǒng)。 四、存在問題目前，我們設(shè)計的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，在技術(shù)上仍然存在著一些不完善的地方，主要表現(xiàn)在以下三個方面：，分析頻率范圍不寬，給一些低速的機器或軸承的診斷等帶來了一定的困難；，數(shù)據(jù)采集器本身的信號處理功能不強，在現(xiàn)場只能做一些簡單診斷，精密診斷需要離線到計算機上去做，現(xiàn)場精密診斷功能較弱；，仍在設(shè)備維修管理和基本頻譜分析上徘徊，機器故障診斷專家系統(tǒng)還需完善，軟件人機界面有待改進。五、主要參考文獻 1. 薛軍義.《凌陽16位單片機原理及應(yīng)用》 北京航空航天大學出版社 20032. 張培仁.《十六位單片機微處理器凌陽SPACE61AS原理及應(yīng)用》清華大學出版社 20053. 張迎新，雷道鎮(zhèn)， 國防工業(yè)出版社 20044. 文哲雄， 5. 北京航空航天大學出版社20056. 人民郵電出版社 20067. 北京航空航天大學出版社 20068. 沙占友..智能化集成溫度傳感器原理與應(yīng)用 機械工業(yè)出版社 20029. 王常力， 清華大學出版社 1996 北京大學出版社 2002。六、指導(dǎo)教師意見： 指導(dǎo)教師審閱簽字： 年 月 日附錄3燕 山 大 學信息科學與工程學院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）中期報告課題名稱：多路溫度采集系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn) 學院（系）： 里仁學院電子工程系 年級專業(yè)： 06級電子信息工程專業(yè) 學生姓名： 付強 指導(dǎo)教師： 李朝輝 完成日期： 2010512 一、任務(wù)書中本階段工作目標與任務(wù)要求任務(wù)書中對本階段的基本要求是：收集資料，熟悉課題內(nèi)容，提出設(shè)計思路；進行電路設(shè)計和程序設(shè)計。具體設(shè)計要求如下：1. 2路溫度的實時采集； 2. 溫度通過數(shù)碼管顯示，分手動和自動兩種方式：自動狀態(tài)循環(huán)顯示各通道溫度，每隔2s切換一個通道；手動方式下只顯示被選擇的通道溫度； 3. 可以為每一個通道設(shè)置獨立的報警溫度； 二、目前已完成任務(wù)情況 從3月份畢設(shè)開始到現(xiàn)在已經(jīng)有兩個月了，期間我查找了很多資料，并嚴格按照導(dǎo)師所發(fā)的任務(wù)書中的要求去進行畢業(yè)設(shè)計。目前已經(jīng)完成溫度采集系統(tǒng)的語音模塊和顯示模塊的電路設(shè)計，并對這兩部分進行了硬件搭建。DS18B20內(nèi)部結(jié)構(gòu)，主要由4部分組成：64位ROM、溫度傳感器、溫度報警觸發(fā)器TH和TL、配置寄存器。在DS18B20的管腳排列中，DQ為數(shù)字信號輸入/輸出端；GND為電源地；VDD為外接供電電源輸入端（寄生電源接線方式時接地） 其中傳感器電路即DSB18B20采用外電源供電方式，其電路原理圖如下圖所示：圖1下圖是音頻輸出電路。SPCE061A內(nèi)置2路10位精度的DAC，只需要外接功放電路即可完成語音的播放。圖中的SPY0030是凌陽的一款音頻放大芯片，~6V范圍內(nèi)，最大輸出功率可達700mW。 圖2 音頻輸出電路圖程序的控制思想：系統(tǒng)運行后初始化系統(tǒng)變量、按鍵顯示用到的I/O以及中斷等；之后初始化兩路DS18B20以確認器件的存在；初始化完成之后，將進行溫度的采樣，并執(zhí)行溫度比較，如果溫度大于35攝氏度（初始值為35），將進行超溫語音提示。主程序循環(huán)過程中不斷的掃描按鍵，如果有按鍵觸發(fā)將會調(diào)用鍵值處理函數(shù)。 在對DS18B20 進行操作的整個工作過程中，主要包括三個關(guān)鍵過程：搜索 DS18B20 序列號子程序；啟動在線 DS18B20作溫度轉(zhuǎn)換子程序：讀取在線DS18B20的溫度值子程序。整個系統(tǒng)程序運行的流程圖如下：YNNYYN開始系統(tǒng)初始化DS18B20初始化設(shè)置狀態(tài)？讀DS18B20溫度值溫度比較超溫？報警讀鍵值有鍵？鍵值處理圖3 系統(tǒng)程序流程圖在DS1