【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(xué)，他們幫我找資料，幫我安裝設(shè)計(jì)所需要的軟件，耐心的給我講解程序。我認(rèn)真地聽取他們的意見，對(duì)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(xué)校為我們畢業(yè)生提供最后一次寶貴的設(shè)計(jì)機(jī)會(huì)。再一次對(duì)幫助過我的人，特別是李朝輝老師，獻(xiàn)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(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）附錄1燕 山 大 學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 課題名稱： 多路溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)學(xué)院（系）： 里仁學(xué)院電子系 年級(jí)專業(yè)： 06電信1班 學(xué)生姓名： 付強(qiáng) 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(dòng)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(duì)一個(gè)或多個(gè)信號(hào)獲取對(duì)象信息的過程。數(shù)據(jù)采集器是一種具有實(shí)驗(yàn)室或現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)存儲(chǔ)記錄、信號(hào)預(yù)處理、即時(shí)顯示、即時(shí)狀態(tài)分析、自動(dòng)傳輸?shù)裙δ艿淖詣?dòng)化設(shè)備。隨著國外微電子技術(shù)、計(jì)數(shù)機(jī)技術(shù)、測(cè)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(gè)方面。而對(duì)于我國來說，上世紀(jì)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(hào)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(jī)器設(shè)備的一般狀況監(jiān)測(cè)和故障診斷，基本已經(jīng)達(dá)到了國外數(shù)據(jù)采集器的初期水平。就我國來說，對(duì)于多路溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)已經(jīng)有了一定的進(jìn)展。2007年藍(lán)星石化公司天津石油化工廠重油催化裝置進(jìn)行設(shè)備改造，對(duì)接近300點(diǎn)的溫度指示信號(hào)采用多路溫度轉(zhuǎn)換器(MTL800)進(jìn)行采集，轉(zhuǎn)換成數(shù)字通訊信號(hào)傳給DCS系統(tǒng)，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)溫度檢測(cè)點(diǎn)的分布，在裝置區(qū)設(shè)置了10個(gè)溫度采集箱，所有的溫度信號(hào)通過補(bǔ)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(chǎng)使用補(bǔ)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(shí)間和1/2的費(fèi)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(bǔ)償導(dǎo)線和輔料及其人工費(fèi)。因此，選定多路溫度采集系統(tǒng)為研究課題，設(shè)計(jì)一種采用SPCE061A單片機(jī)的多通道溫度檢測(cè)及顯示系統(tǒng)，可以很容易實(shí)現(xiàn)溫度采集及顯示，而且具有語音處理優(yōu)勢(shì)，可以實(shí)現(xiàn)語音報(bào)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(duì)溫度進(jìn)行檢測(cè)和監(jiān)控。采用微型機(jī)進(jìn)行溫度檢測(cè)、顯示、信息存儲(chǔ)及實(shí)時(shí)控制，對(duì)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(cè)量能在一定的空間內(nèi)分層次多點(diǎn)測(cè)量同一時(shí)刻的溫度且能持續(xù)工作相當(dāng)長的時(shí)間。本課題為利用SPCE061A單片機(jī)、DS18B20實(shí)現(xiàn)多路溫度采集，主要解決通過數(shù)碼管顯示對(duì)4路溫度的實(shí)時(shí)采集的問題。并且可以為每一個(gè)通道設(shè)置獨(dú)立的報(bào)警溫度，還可以將采集的溫度值進(jìn)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(jì)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(jī)控制電路、輸入控制電路、顯示電路、報(bào)警控制電路、電源電路設(shè)計(jì)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(jì)等。四、研究工作進(jìn)度 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間為一個(gè)學(xué)期。第一個(gè)月收集課題資料，熟悉課題內(nèi)容，心中形成大概設(shè)計(jì)思路，查看相關(guān)論文，閱覽相關(guān)書籍，總體上形成對(duì)多路溫度數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)；接下來的一個(gè)月，整理思路，并對(duì)所用理論知識(shí)進(jìn)行分析，并進(jìn)行初步的硬件設(shè)計(jì)；接下來的一個(gè)月，設(shè)計(jì)電路及編寫程序，并進(jìn)行調(diào)試與修改；最后書寫論文，并進(jìn)行課題總結(jié)與答辯。五、主要參考文獻(xiàn) 1. 薛軍義.《凌陽16位單片機(jī)原理及應(yīng)用》 北京航空航天大學(xué)出版社 20032. 張培仁.《十六位單片機(jī)微處理器凌陽SPACE61AS原理及應(yīng)用》清華大學(xué)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(xué)出版社20056. 人民郵電出版社 20067. 北京航空航天大學(xué)出版社 20068. 沙占友..智能化集成溫度傳感器原理與應(yīng)用 機(jī)械工業(yè)出版社 20029. 王常力， 清華大學(xué)出版社 1996 北京大學(xué)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(jí)教學(xué)單位審核意見：審查結(jié)果： □ 通過 □ 完善后通過 □ 未通過 負(fù)責(zé)人簽字：年 月 日附錄2燕 山 大 學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）文獻(xiàn)綜述 課題名稱： 多路溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)學(xué)院（系）： 里仁學(xué)院電子系 年級(jí)專業(yè)： 06電信1班 學(xué)生姓名： 付強(qiáng) 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(duì)一個(gè)或多個(gè)信號(hào)獲取對(duì)象信息的過程。數(shù)據(jù)采集器是一種具有實(shí)驗(yàn)室或現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)存儲(chǔ)記錄、信號(hào)預(yù)處理、即時(shí)顯示、即時(shí)狀態(tài)分析、自動(dòng)傳輸?shù)裙δ艿淖詣?dòng)化設(shè)備。隨著國外微電子技術(shù)、計(jì)數(shù)機(jī)技術(shù)、測(cè)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(gè)方面。而對(duì)于我國來說，上世紀(jì)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(hào)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(jī)器設(shè)備的一般狀況監(jiān)測(cè)和故障診斷，基本已經(jīng)達(dá)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(hào)（溫度、壓力、流量、應(yīng)變等）的實(shí)時(shí)連續(xù)檢測(cè)和各種開關(guān)量信號(hào)的輸入和輸出，以及模擬量的輸出，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)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(hào)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(cè)、條件監(jiān)測(cè)或加工監(jiān)測(cè)的經(jīng)濟(jì)型智能化前端。它使用價(jià)格低廉的RS485網(wǎng)絡(luò)與主機(jī)相連，并提供精確的溫度、壓力、電阻及應(yīng)變等測(cè)量數(shù)值，以及數(shù)字事件和頻率數(shù)據(jù)。三、發(fā)展趨勢(shì)： 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)起始于20世紀(jì)50年代，1956年美國首先研究了用在軍事上的測(cè)試系統(tǒng)，目標(biāo)是測(cè)試中不依靠相關(guān)的測(cè)試文件，由非熟練人員進(jìn)行操作，并且測(cè)試任務(wù)是由測(cè)試設(shè)備高速自動(dòng)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(jìn)入市場(chǎng)，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(jì)70年代中后期，隨著微型機(jī)的發(fā)展，誕生了采集器、儀表同計(jì)算機(jī)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(dòng)檢測(cè)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(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，另一類是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。就使用的總線而言，實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)多采用并行總線，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)多采用串行數(shù)據(jù)總線。20世紀(jì)80年代隨著計(jì)算機(jī)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(dòng)測(cè)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(jì)算機(jī)等構(gòu)成。而到了20世紀(jì)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(jì)算機(jī)、單片機(jī)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(qiáng)。20世紀(jì)90年代至今，在國際上技術(shù)先進(jìn)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(dá)16位，采集速度每秒達(dá)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(jìn)的模塊式結(jié)構(gòu)，根據(jù)不同的應(yīng)用要求，通過簡(jiǎn)單的增加和更改模塊，并結(jié)合系統(tǒng)編程，就可擴(kuò)展或修改系統(tǒng)，迅速地組成一個(gè)新的系統(tǒng)。 四、存在問題目前，我們?cè)O(shè)計(jì)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(gè)方面：，分析頻率范圍不寬，給一些低速的機(jī)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(hào)處理功能不強(qiáng)，在現(xiàn)場(chǎng)只能做一些簡(jiǎn)單診斷，精密診斷需要離線到計(jì)算機(jī)上去做，現(xiàn)場(chǎng)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(jī)器故障診斷專家系統(tǒng)還需完善，軟件人機(jī)界面有待改進(jìn)。五、主要參考文獻(xiàn) 1. 薛軍義.《凌陽16位單片機(jī)原理及應(yīng)用》 北京航空航天大學(xué)出版社 20032. 張培仁.《十六位單片機(jī)微處理器凌陽SPACE61AS原理及應(yīng)用》清華大學(xué)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(xué)出版社20056. 人民郵電出版社 20067. 北京航空航天大學(xué)出版社 20068. 沙占友..智能化集成溫度傳感器原理與應(yīng)用 機(jī)械工業(yè)出版社 20029. 王常力， 清華大學(xué)出版社 1996 北京大學(xué)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(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期報(bào)告課題名稱：多路溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 學(xué)院（系）： 里仁學(xué)院電子工程系 年級(jí)專業(yè)： 06級(jí)電子信息工程專業(yè) 學(xué)生姓名： 付強(qiáng) 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(biāo)與任務(wù)要求任務(wù)書中對(duì)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(jì)思路；進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)。具體設(shè)計(jì)要求如下：1. 2路溫度的實(shí)時(shí)采集； 2. 溫度通過數(shù)碼管顯示，分手動(dòng)和自動(dòng)兩種方式：自動(dòng)狀態(tài)循環(huán)顯示各通道溫度，每隔2s切換一個(gè)通道；手動(dòng)方式下只顯示被選擇的通道溫度； 3. 可以為每一個(gè)通道設(shè)置獨(dú)立的報(bào)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(gè)月了，期間我查找了很多資料，并嚴(yán)格按照導(dǎo)師所發(fā)的任務(wù)書中的要求去進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)。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(jì)，并對(duì)這兩部分進(jìn)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(bào)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(hào)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(shí)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(dá)700mW。 圖2 音頻輸出電路圖程序的控制思想：系統(tǒng)運(yùn)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(rèn)器件的存在；初始化完成之后，將進(jìn)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(jìn)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(huì)調(diào)用鍵值處理函數(shù)。 在對(duì)DS18B20 進(jìn)行操作的整個(gè)工作過程中，主要包括三個(gè)關(guān)鍵過程：搜索 DS18B20 序列號(hào)子程序；啟動(dòng)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(gè)系統(tǒng)程序運(yùn)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(bào)警讀鍵值有鍵？鍵值處理圖3 系統(tǒng)程序流程圖在DS1