摘 要

本文进行了研究了基于单片机的智能数据采集系统，目的是实现智能的数据采集，根据不同的环境有不同的温度采集方法。在现在，在人们的生活工作中离不开温度采集，大多都会采用无线设备进行温度检测。

经过对比之后选择了两个温度采集方法，一种是基于PT100铂电阻的采集方法，PT100的阻值会随着温度的变化而变化，由PT100的阻值的变化来表现温度的变化，然后将其与数模转换器件ADC0804相连接，把其转换成数字，然后输入到单片机中；另一种是基于数字温度传感器DS18B20的采集方法，由于DS18B20采集到的数据已经是数字了，可以将其直接接入到单片机内。

论文主要研究的是基于单片机的不同的温度采集方法，根据周围的环境选择合适的温度采集方法，达到智能数据采集的目的。经过不断的测试，基本实现了论文的要求。

关键词：PT100；DS18B20；单片机

Abstract

In this paper, the intelligent data acquisition system based on single chip computer is studied. The purpose is to realize intelligent data acquisition. There are different temperature acquisition methods according to different environments. Nowadays, temperature acquisition is indispensable in people's life and work. Most of them use wireless devices to detect temperature.

After comparison, two temperature acquisition methods are selected. One is based on PT100 platinum resistance. The resistance of PT100 varies with the temperature. The resistance of PT100 varies with the temperature. The resistance of PT100 varies with the temperature. Then it is connected with ADC0804 and converted into digital. The other is based on digital temperature sensor. DS18B20 acquisition method, because the data collected by DS18B20 is digital, it can be directly connected to the microcontroller.

The main research of this paper is based on different temperature acquisition methods of single-chip computer, according to the surrounding environment to select the appropriate temperature acquisition method, to achieve the purpose of intelligent data acquisition. After continuous testing, the requirements of the paper are basically realized.

Key Words： PT100; DS18B20; MCU

目录

第1章 绪论 1

1.1 研究的意义 1

1.1.1 智能数据采集的意义 1

1.1.2 温度采集的意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.2.1 智能数据采集的现状 1

1.2.2 温度采集的现状 2

1.3 本设计研究内容及目标 3

1.4 论文章节安排 3

第2章 方案选择 4

2.1 单片机芯片选择 4

2.2 测温方式选择 4

2.2.1 铂电阻选择 5

2.2.2 数字温度传感器选择 5

2.3 AD芯片选择 6

2.4 显示方式选择 8

2.5系统总体方案设计 9

第3章 电路设计 10

3.1 单片机最小系统 11

3.1.1 复位电路 11

3.1.2 晶振电路 12

3.2 PT100测温电路 12

3.2.1 PT100测温选择 12

3.2.2 AD转换电路 13

3.3 DS18B20测温电路 15

3.4 显示电路 17

3.5 控制电路 18

3.6系统整体电路设计 18

第4章 仿真分析 19

第5章 结论与展望 21

5.1 结论 21

5.2 展望 21

参考文献 22

致谢 24

第1章 绪论

1.1 研究的意义

1.1.1 智能数据采集的意义

单片机是属于集成电路芯片的其中一种，它将中央处理器，各种的存储器和I/O口集中到一个小小的芯片上，虽然它比较小，但是能够实现不同的功能。而且单片机的智能数据采集系统有很多的优点,它能够实现人工智能，进行自动化，还能运用传感器，而这个系统就是利用传感器进行数据的采集活动，比较方便。由于其各种各样的优点，所以这个基于单片机的智能数据采集系统在我们的生活领域中有着各种的应用，比如说智能家居，摄像机的使用,导弹的导航设备都使用到了单片机的智能数据采集系统。尤其在最近几年,智能化技术的不断发展和进步,家具的智能控制,自动扫地机器人的出现,使人们深刻地感受到智能化的优点。不仅在生活领域上有所应用，在科研上也进行了应用，例如智能机器人，各种智能仪器的发展。还有它也应用在了地震的数据采集上，让人们人身安全有了保障。随着科技的发展，人们对智能化的数据采集系统有着较强的依赖性，因此对单片机上的智能数据采集系统的研究是非常需要的。

1.1.2 温度采集的意义

不管是在我们的生活还是工作环境中，温度是我们最离不开的一种参数。不管是在工业还是农业，都会经常要进行温度的检测。随着技术的快速的发展，温度采集变得越来越数字化，和智能化，并且应用的领域越来越多，由此来说，学习了解温度采集的硬件设计和软件设计是非常重要的。特别是在需要进行实时的温度检测的系统当中，温度采集时非常普遍的。在工业领域上使用高效方便的温度采集能够提供精确的温度数据。

1.2 国内外研究现状

1.2.1 智能数据采集的现状

智能数据采集系统现在在国内外都有着不同程度的应用，它也开始慢慢地进入人们的日常生活中。最开始，智能数据采集系统是在国外发展起来的，它首先在工业领域上进行应用，一步一步地慢慢发展起来，由此也在一定程度上增强了工业化的发展[^[1]]。而在国内，由于智能数据采集系统的方便性，以及其效率较高的特点，渐渐在国内开始应用，越来越多的人们见识到它的优点，也慢慢开始支持这个智能化的数据采集系统。国内的各个厂商增强了对该系统的重视程度，有利于该系统的有效发展。

1.2.2 温度采集的现状

相比于国内来讲，国外较早开始研究温度采集技术，最早开始是在20世纪70年代的时候。他们首先使用的是模拟类型的仪器进行温度的测量。之后在80年代末，开始出现分布式的控制系统。现在世界上的各个国家，温度检测的技术发展地比较快，目前都在朝着智能化，自动化的方向发展。而我国对温度检测技术研究地相对比较晚一些，是在20世纪80年代才开始研究。但是因为这时国外的温度检测技术性对完善，所以我们对其进行了学习，慢慢掌握了在室内进行温度控制的技术，因为这时的科技还是比较落后的，所以这项技术也仅仅只能对温度测量中的一项因子进行控制。随着技术的不断发展，从总体上看来，我国的测温技术正从简单的应用阶段不断消化吸收走向能够综合应用的阶段。但是从技术上来看，我国与发达国家相比较，还存在着很大的差别，但是相信科技不断进步，我们国家不断发展，我国的测温技术将会与国外的差距越来越小。

从现在看来，温度传感器已经使用在很多需要温度检测的地方了，比如说检测温室里的温度，以保持植物的稳定生长；测量供电设备的温度，保持供电的稳定与安全；检测仓库的温度，保持温度的平稳^[[2]]。如今，有3种进行温度检测的方式：第一是人工检测。所谓人工检测就是要人手持温度检测的设备进行温度的测量，并手写下测量到的温度值，这种方法非常不方便，不仅耗费人力，而且还无法达到实时检测温度的目的；第二是使用有线传输设备进行温度检测。使用这种方法需要布置大量的传输电路，非常不利于测温设备的运输，如果遇到恶劣天气将不利于温度的测量，会使温度测量地不够准确；第三就是使用无线传输设备进行温度检测，这种方法因为使用无线设备，所以相比较于其他的测温方式较为方便。而在实际的测温过程中，经常会采用无线设备进行温度的检测^[[3]]。