温度测量控制系统方案.doc

,温度测量控制系统在工业、农业及人们的日常生活中扮演了一个越来越重要的角色。因此,对温度采集控制系统的设计与研究就具有十分重要的意义。随着信息领域各种技术的发展,在数据采集方面的技术也取得了长足的进步,采集数据的信息化是目前社会发展的主流方向。各种工业领域都用到了数据采集,在石油勘探、地震数据采集等领域已经得到广泛应用。随着测控技术的迅猛发展,以嵌入式计算机为核心的数据采集系统已经在测控领域中占到了统治地位。数据采集系统是将现场的各种参数如温度、压力、频率等进行采集后送微机进行处理和分析,达到检测和控制的目的。现代化生产对温度采集的精度、实时性和采集效率等都有很高的要求,而且有许多测温现场环境恶劣,对操作人员现场采集十分不利,这就需要使用一种能够自动采集、处理和传送数据的测温仪器。同时,为了方便安装和维护,这类仪器需要具备长期自动稳定工作的能力。因此,开发低功耗的温度采集系统,对这些应用领域的温度数据进行测量是非常必要的。在科研实验、大棚蔬菜种植、各种动物养殖及卫生医疗等场合经常要用到温度采集系统;以及火灾自动报警控制系统、室温采集系统等都有相关的应用。,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又十分重要的意义。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。本文利用单片机集合传感器技术而开发设计了这一温度采集系统。文中传感器论与单片机实际应用有机结合,详细的讲述了利用热电偶及热电阻作为温度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。单片机是将微处理器、存储器、定时/计数器、I/O接口电路等集成在一个芯片上的大规模集成电路,本身即是一个小型化的微机系统。单片机技术与传感器测量技术、数据库技术以及数据结构、计算机操作系统、汇编语言程序设计、高级语言程序设计、软件工程、数据网络通信、数字信号处理、自动控制、误差分析、仪器仪表结构设计和制造工艺等的结合,使得单片机的应用非常广泛。同时,单片机具有较强的管理功能。采用单片机对整个测量电路进行管理和控制,使得整个系统智能化、功耗低、使用电子元件较少、部配线少、成本低,制造、安装、调试及维修方便。国外发展概况:随着计算机技术的发展和控制系统中的广泛应用,以及设备向小型化、智能化发展,作为高新技术之一的单片机以其体积小、功能强、价格低廉、使用灵活等优势,显示出了很强的生命力。进入21世纪以来,开发推出单片机的公司很多,各种高性能单片机市场也异常活跃,新技术的不断采用,更加是单片机的种类、性能以及应用领域不断扩大和提高。自从1976年Intel公司推出第一批单片机以来,80年代单片机技术进入快速发展时期,今年来,随着大规模集成电路的发展,单片机继续朝快速、高性能方向发展,从4位、8位单片机发展到16位、32位单片机。单片机主要用于控制,它的应用领域遍及各行各业,大到航天飞机,小至日常生活中的冰箱、彩电,单片机都可以大显其能。2系统的总体设计系统包括系统硬件和软件的设计。硬件主要包括了各个功能模块的方案论证和电路设计,电路板设计和制作,各模块的硬件电路调试。软件的设计主要包括按键扫描判断主程序,数据采集、数据处理、BCD码转换、数码管显示、读键盘代码等子程序编制。硬件设计工作主要包括了:掌握温度传感器、LED数码管显示、放大器等器件的工作原理,并由此设计具体的硬件电路;在软件方面则是利用单片机组成控制系统,利用汇编语言编程实现温度数据采集、放大、A/D转换及显示的功能。本系统以AT89S52单片机为微处理器,利用传感器与单片机组成测温系统,检测当前温度并通过单片机实现对采集到的温度数据进行A/D转换,通过LED数码管显示。,一是对温度数据的采集,另一个是对采集到的温度值的显示。在实现第一个功能时,通过温度传感器k型电偶和热电阻PT100采集温度模拟信号,经过单刀八掷开关CD4051选通,再经过OP07放大后由A/D转换器转换为数字信号送单片机处理。实现第二个功能主要是通过单片机将转换出的数字信号经过LED数码管显示出来。,系统硬件主要包括以下几个部分:控制核心部分、信号放大部分、选通信号部分、按键