论文总字数：18352字

摘 要

本次的设计是基于单片机的电压与温度采集系统，系统可以实现对8路模拟电压以及温度的采集与显示，并且可以通过串口通信传输到电脑。这个系统可以分为两大部分：硬件部分和软件部分。其中硬件部分包括单片机控制中心，ADC0809模数转换芯片，DS18B20温度传感器，LCD液晶显示屏按键以及串口通信。通过编写程序实现系统的运行，用ADC0809转换芯片采集0~5V的8路模拟直流电压，用DS18B20温度传感器采集温度，通过液晶显示屏显示我们采集的电压与温度信息，并通过串口利用串口助手接收我们采集的电压与温度。完成电路与软件编写后，可以正确的采集电压与温度，并将他们进行显示和传送。

关键词：单片机 A/D转换 温度采集 串口通信

Voltage and temperature sampling system based on MCU

Abstract

It’s the design that voltage and temperature sampling system based on MCU. The system can realize the collection and display of the 8 analog voltage and temperature,and can transfer to computer Through serial port .This system can be divided into two parts:Hardware and software parts. The hardware part includes single chip microcomputer control center, ADC0809 digital conversion chip, DS18B20 temperature sensor, LCD ,LCD buttons and serial communications.The operation of the system is realized by the program.We use ADC0809 converter chip to collect simulation of 8 Rd DC voltage of 0~5V ,and use DS18B20 temperature sensor to collect tenperature,and use LCD to display that we collect the voltage and temperature information,and use serial assistant to receive the voltage and temperature of our collection through the serial port.After the completion of the circuit and software,we can getthe correct collection of voltage and temperature and display and transmit them.

Keywords: Single chip microcomputer A/D conversion

Temperature collection Serial communication

目录

摘要 I

Abstract II

第一章绪论 1

1.1课题选择背景与意义 1

1.2国内外研究现状 2

1.3论文结构说明 2

1.4小结 3

第二章方案选择 4

2.1电压采集方案 4

2.2温度采集方案 4

2.3显示电路方案： 5

2.4小结 5

第三章硬件设计 6

3.1总体系统设计 6

3.2单片机最小系统 7

3.2.1单片机型号选择 7

3.2.2电源电路 7

3.2.3复位电路 7

3.2.4晶振电路 8

3.3电压采集模块设计 9

3.4温度采集模块设计 11

3.5显示模块设计 13

3.6串口模块设计 15

3.7按键模块设计 17

3.8小结 18

第四章软件设计 19

4.1整体软件设计 19

4.2软件模块设计 20

4.2.1延时函数 20

4.2.2电压采集模块设计 20

4.2.3温度采集模块设计 21

4.2.4显示模块设计 23

4.2.5按键扫描模块设计 24

4.2.6串口通信子函数 25

4.3小结 26

第五章调试与结果 27

5.1硬件与软件调试 27

5.1.1温度的采集与显示 27

5.1.2电压的采集与显示 28

5.1.3按键调试 28

5.1.4串口调试 29

5.2实物调试 29

5.3小结 32

总 结 33

参考文献 34

第一章绪论

1.1课题选择背景与意义

随着科学技术的发展与进步，数字时代的到来，现代我们已经生活在由电子产品所包围的世界了。正因为如此，对我们生活中用到的电子产品和实验科学中用到的实验工具，都需要我们可以很好的了解它是否在正常工作，处于什么样的工作状态。因此我们总需要一些监视和测量工具来进行查看和监测，而对于电子产品的测量一般包括电压、电流和频率，我们最常用的就是对电压的测量。在电子时代发展的今天，微型化也成为发展趋势，单电子器件工作时由于电阻的存在总会产生热量，过高的温度也会影响电子器件工作的稳定性与准确性。

正因为电压测量如此的重要，所以电压表也相继诞生并快速发展，从最初的传统的模拟指针式电压表到现在数字是电压表。最初使用的模拟指针电压表具有明显的缺点，测量功能不强，精度上也表现的很差，再加上认为误差等，读数可能容易出错。后来发展到以单片机为主的数字式电压表，这种电压表明显由于指针式电压表，克服了指针的电压表的缺点，而且具有非常强的扩展性，显示出强大的生命力。而且伴随着电子科学的发展数字是电压表也得到非常快速的发展。

最初的数字电压表为伺服步进电子管比较式，这种电压表准确度比较高，然而重量与体积都非常大，采样速度也很慢。后来出现了斜波式电压表，其速度比伺服步进电子管是电压表有所提升，但是其准确度与稳定性比较差。再后来的比较式仪表改进逐次渐进式结构，其继承了比较式准确度高的优点，并且它的速度也有显著提高，但是由于抗干扰能力差的缺点，使得它容易受到外界因素影响。随后在斜波式基础上的阶梯波式其性能上面也没得到提升。发展到现在，数字电压表已经发展的相当成熟，原理上多种，功能上参数的多元化，制作原件也发展到了集成电路，其准确度、精度以及读取速度都是非常之高的。

电压测量计术的飞速发展使得我们可以很好的把握设备的运转状态，但是有时候长期的数据采集与记录也是非常必要的，为此我们不仅需要测量一时的数据还要将我们得到的数据保留下来，为以后的分析研究做出准备。为此设计这样一个系统，将采集到的电压与温度不仅可以时时显示出来，还可以通过串口计数把采集到的数据传输到电脑端进行保存，这样就可以方便的记录长期的或成组的数据，并可以简单的整理分析。

1.2国内外研究现状

随着数据采集技术的飞速发展，作为数据采集中最为常见的电压与温度的采集技术也在不断发展着。数字电压表的问世使得低电压采集技术发生了根本的变化，微计算机技术的应用也越来越广泛。现在电压采集装置大都采用时下的主流微控制器为控制核心如ARM、MSP430等，在通过AD转换芯片将要采集的模拟电压转换成数字量供给控制芯片处理显示，然后还可以通过有线或无线通信将采集的信号传输到计算机，其中ZigBee无线传输技术最为常用。这样的电压采集装置也可以采集多路电压信息，根据需求可以选择相应的AD芯片或多芯片同时使用，而控制芯片也可以跟据处理速度的要求选择不同的核心或型号。

温度采集的发展主要体现在温度传感器的发展上，现在国内外大都采用温度传感器有以下几种：电阻式温度传感器，采用随温度变化电阻值也变化的导体或半导体为材料，可以配合相应设备读取温度；辐射是温度传感器，这种传感器通过测量物体辐射能量测量温度；热电偶是温度传感器，利用热电效应，将两种不同成分导体相焊接，利用温差产生电势，通过专业仪表显示。此外，随着测温技术发展，又出现了多种测温方法，如超声波测温法等。随着温度传感器技术的发展以及新的测温方法的发现与发展，也让采集温度的范围变大，精度提高，受环境因素影响减少，使得采集温度更准确、方便。

请支付后下载全文，论文总字数：18352字