基于单片机的无线多路数据(温度)采集系统的设计与实现--毕业论文.doc

前言.............................................................................................................................................2

1 总体方案设计.......................................................................................................................3

1.1 方案论证....................................................................................................................4

1.1.1 传感器.............................................................................................................4

1.1.2 主控部分.........................................................................................................4

3 无线发送与接收电路...........................................................................................................9

3.1 无线发送电路............................................................................................................9

3.2 无线接收模块..........................................................................................................10

4 显示电路.............................................................................................................................11

4.1 字符型液晶显示模块..............................................................................................11

4.2 字符型液晶显示模块引脚......................................................................................11

4.3 字符型液晶显示模块内部结构..............................................................................12

5 单片机 AT89S52..................................................................................................................13

5.1 AT89S52 简介...........................................................................................................13

5.2 AT89S52 引脚说明...................................................................................................14

7.2 测试方法..................................................................................................................17

7.3 测试结果分析..........................................................................................................17

8 总结.....................................................................................................................................18

附录 1： 电路原理总图..........................................................................................................19

附录 2： 发射部分主程序......................................................................................................20

附录 3： 接收部分主程序......................................................................................................26

参考文献...................................................................................................................................31

无线数据采集系统的设计与实现

内容摘要：由于数据采集系统的应用范围越来越宽、所涉及到的测量信号和信号源的

类型越来越多、对测量的要求也越来越高，国内现在已有不少数据测量和采集的系统，

波、同步采样保持等处理后，输入 A／D 转换为数字信号后由单片机采集，然后利用单

片机与 PC 机的通信将数据送到 PC 机进行数据的存储、后期处理与显示，实现了数据处

理功能强大、显示直观、界面友好、性价比高、应用广泛的特点，可广泛应用于工业控

制、仪器、仪表、机电一体化、智能家居等诸多领域。

关键词：多通道 数据采集 单片机

signal and the type of signal source more and more, Surveyors are increasingly high

requirements of the domestic now have a lot of data acquisition and measurement system But

there are many single function systems, collecting less access, low collection rate,

and implementation.

Based on SCM′s multi-channel data acquisition system is adopted will come from the

sensor signal amplification, linear filtering, After processing maintain synchronous

sampling, which converted to digital signal input A/D conversion by SCM Acquisition, Then,

SCM and PC to PC communications data to the data storage, post-processing and display. a

powerful data processing, visual shows, friendly interface and high performance-price ratio,

a wide range of features. can be widely used in industrial control equipment, instruments,

and electrical engineering integration, intelligent home and many other fields．

行检测和监控，采用微型机进行温度检测、数字显示、信息存储及实时控制，对于提高

生产效率和产品质量、节约能源等都有重要的作用。伴随工业科技、农业科技的发展，

温度测量需求越来越多，也越来越重要。但是在一些特定环境温度监测环境范围大,测

点距离远,布线很不方便。这时就要采用无线方式对温度数据进行采集。

多路无线温度采集系统可被广泛应用于温度测量或相应的可转换为温度量或供电

故障监控的工业、农业、环保、服务业、安全监控等工程中，例如：城市路灯故障检测

和供电线路防盗监视、城市居民小区供热检测、大型仓库温度检测、工业生产测控、农

业生产温度测控、环保工程、故障监控工程等。考虑到许多工业环境中对多点温度进行

监控，一般需要测量几十个点以上。本文设计多路无线温度监控系统。

本设计是以 Atmel 公司的 AT89S51 单片机作为控制核心，提出以 DS18B20 的单总线

温度测量系统的精确度和智能化一直受到企业的重视。所以学习并研究温度测量及相关

知识可做为一个较为实用的课题的方向，能获得较实用的知识和方法。因此温度测控技

术是一个很实用、也很重要的技术，值得去研究掌握。它应用的领域也相当广泛，可以

应用到消防电气的非破坏性温度检测，电力、电讯设备的过热故障预知检测，空调系统

的温度检测，各类运输工具之组件的过热检测，保全与监视系统之应用，医疗与健诊的

温度测试，化工、机械…等设备温度过热检测。因此前景是相当的可观。

1 总体方案设计

温度检测系统有则共同的特点：测量点多、环境复杂、布线分散、现场离监控室远

等。若采用一般温度传感器采集温度信号，则需要设计信号调理电路、A/D 转换及相应

的接口电路，才能把传感器输出的模拟信号转换成数字信号送到计算机去处理。这样，

方案一：采用热敏电阻，可满足 40 摄氏度至 90 摄氏度测量范围，但热敏电阻精度、

重复性、可靠性较差，对于检测 1 摄氏度的信号是不适用的。

方案二：采用单片模拟量的温度传感器，比如 AD590,LM35 等。但这些芯片输出的都

是模拟信号，必须经过 A/D 转换后才能送给计算机，这样就使得测温装置的结构较复杂。

另外，这种测温装置的一根线上只能挂一个传感器，不能进行多点测量。即使能实现，

也要用到复杂的算法，一定程度上也增加了软件实现的难度。

方案三：采用数字温度传感器 DS18B20 测量温度，输出信号全数字化。便于单片机

处理及控制，省去传统的测温方法的很多外围电路。且该芯片的物理化学性很稳定，它

能用做工业测温元件，此元件线性度较好。在 0~100 摄氏度时，最大线形偏差小于 1

摄氏度。DS18B20 的最大特点之一采用了单总线的数据传输，由数字温度计 DS1820 和微

趋势。本方案应用这一温度芯片，也是顺应这一趋势。

1.1.2 主控部分

方案一：采用 AT89S52 八位单片机实现。单片机软件编程的自由度大，可通过编程

实现各种各样的算术算法和逻辑控制。而且体积小，硬件实现简单，安装方便。既可以

单独对多 DS18B20 控制工作，还可以与 PC 机通信.运用主从分布式思想，由一台上位机

（PC 微型计算机），下位机（单片机）多点温度数据采集，组成两级分布式多点温度测

量的巡回检测系统,实现远程控制。另外 AT89C51 在工业控制上也有着广泛的应用，编