基于SPCE061A单片机数字式多路温度采集系统.doc资源-CSDN文库

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随着时代的发展，越来越多的智能型电子和机械产品出现在我们的生活、

学习和工作中，小至手机、计算器、家用电器、掌上电脑以及鼠标等电脑

配件，大到导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制装置等等，那么是什

么使他们有了如此强大的功能？答案很简单——单片机。是单片机，它把

我们带入了智能的时代。目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很

难找到哪个领域没有单片机的踪迹。因此，本课题便就其一个方面对单片

机进行深入研究，设计开发利用SPCE06IA单片机实现多路温度采集。介绍了

数字式多路温度采集系统的设计过程，包括硬件设计和软件设计。本设计采用

SPCE061A单片机作为主控制器，采用LED键盘模组作为键盘输入和显示单元，通

过一线制温度传感器DSl8B20实现温度的采集。该系统充分利用了SPCE061A的资

源，发挥了芯片的性能，是SPCE06A在数据采集方面的典型应用。

关键词：SPCE061A ；DS18B20 ；多路采集；语音

第一章引言.........................................................4

1.1 本课题的研究现状和研究意义 ..................................4

1.2 现行研究的目的 ..............................................5

1.3 单片机概述 ..................................................5

1.4 凌阳 SPCE061A 单片机的特点概述 ...............................9

1.5 相近研究课题的特点和分析 ...................................11

2.1 系统的设计内容 .............................................16

2.2 模块设计 ....................................................17

2.2.1 SPCE061A 简介.........................................18

2.2.2 DS18B20 温度传感器简介................................20

2.2.3 DS18B20 内部结构......................................21

2.2.4 DS18B20 的工作时序....................................22

2.2.5 DS18B20 与单片机的典型接口............................24

2.3 系统总体方案介绍 ...........................................25

3.1 系统的硬件 ................................................30

3.2 系统软件设计 ................................................31

3.2.1 软件的结构............................................31

3.2.2 软件总体设计.........................................32

3.3 子程序设计 .................................................33

3.3.1 DS18B20 初始化........................................33

3.3.2 DS18B20 写操作........................................34

3.3.3 DS18B20 读操作........................................36

3.3.4 DS18B20 采集温度流程..................................38

3.3.5 按键处理程序 ..........................................40

3.3.6 中断服务程序.........................................42

第四章系统测试....................................................44

4.1 报警语音播报功能 ...........................................44

4.2 芯片管脚排列及功能 .........................................45

4.3 系统开发工具 ...............................................47

4.3.1 硬件开发工具..........................................47

4.3.2 软件开发工具..........................................48

第五章结语........................................................49

5.1 论文工作总结 ...............................................49

5.2 工作展望 ...................................................50

5.3 致谢 .......................................................50

参考文献...........................................................51

第一章引言

1.1 本课题的研究现状和研究意义

近百年来，温度传感器的发展大致经历了：传统的含有敏感元件的分立式温

度传感器，模拟集成温度传感器和智能传感器三个阶段。目前，国际上新型的温

度传感器正从模拟式向着数字式，集成化向智能化，网络化方向发展。随着社会

的发展，科技的进步，以及测温仪器在各个领域的广泛应用，智能化已经是现代

温度控制系统发展的主流方向。特别是近些年来，温度控制采集已应用到人们生

活的各个方面，发电站锅炉的温度必须控制在一定的范围内；许多化学反应的工

艺过程必须在适应的温度下才能进行；炼油过程中，原油必须在不同的温度和压

力条件下进行分馏才能得到汽油，柴油，煤油等产品。没有适宜的温度环境，许

多电子设备就不能正常工作。随着信息化时代的到来，数据的重要性不言而遇。

如何高效，稳定地对数据（包过温度，湿度，压力，光线等项目）进行实时数据

采集对现代的企业，工厂，研究部门等具有非常重要的意义。温度是工业生产中

常见的和最基本的参数之一, 在生产过程中常需对温度进行检测和监控。采用微

型机进行温度检测、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。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, 为此, 我们设计了一种采用 SPCE061A 单片机的多通道

温度检测及显示系统。SPCE061A 是凌阳科技推出的一款 16 位μ'n SP 结构的微

控制器。该芯片带有硬件乘法器，能够实现乘法运算、内积运算等复杂的运算。

它不仅运算能力强，而且处理速度快，单周期最高可以达到 49MHz 。SPCE061A

内嵌 32K 字的 Flash 程序存储器以及 2K 的 SRAM 。利用这些特性可以很容易实

现温度采集及显示，而且具有语音处理优势，可以实现语音报警功能。本系统设

计采用温度数据为研究对象，具有代表性。科技时代，较高精度的实时温度采集

重要性共所周知。因为温度采集被广泛应用于工业，农业，科研等众多领域。随

着传感器技术的发展，以单片机为主体，将计算机技术与传感器技术结合起来组

成的数字式多路温度采集系统在生产中得到了广泛的应用。这些数字式多路温度

采集系统自身带有微处理器，在结构上自成一体，能独立进行测试，使用灵活方

便。在工业应用中，温度的检测和控制直接和安全生产、产品质量、生产效率、

节约能源等重大技术指标相联系，所以对温度的监控就尤为重要。正因为温度是

工业生产中常见的和最基本的参数之一，在生产过程中常需对温度进行检测和监

控。采用微型机进行温度检测、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。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，为此，我们设计了一种采用 SPCE061A 单

片机的多通道温度检测及显示系统。可以实现温度采集及显示，而且具有语音处

理优势，能够实现语音报警功能。

1.2 现行研究的目的

嵌入式系统的市场增长得非常迅速，据统计 2009 年嵌入式市场全球总产值

近 3000 多亿美金，中国将成全球最大嵌入式市场。在我国十二五规划战略新兴

展业的带动下，许多新兴领域比如三网融合、物联网、平板电脑等纷纷在国内得

到迅速的铺展应用。在 IPTV、车载电脑、智能手机领域，每年以 20%甚至是更多

的速度在增长。每个方面都缺少不了嵌入式的应用，这将是非常大的市场。随着

嵌入式系统开发技术的快速发展及其在各个领域的广泛应用，电子产品小型化和

智能化的要求越来越高，作为高新技术之一的单片机以其体积小，功能强，价格

低，使用灵活等特点，显示出其明显的优势和广泛的应用前景。在日常生活和工

业控制过程中，经常需要进行多点温度测量，并对温度的结果进行分析，以做出

相应的处理。温度是工业生产中常见的和最基本的参数之一，在生产过程中常需

对温度进行检测和监控。采用微型机进行温度检测、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。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，为此，我们设计了一种

采用 SPCE061A 单片机的多通道温度检测及显示系统。 SPCE061A 是凌阳科技推出

的一款 16 位μ'nSP 结构的微控制器。该芯片带有硬件乘法器，能够实现乘法运

算、内积运算等复杂的运算。它不仅运算能力强，而且处理速度快，单周期最高

可以达到 49MHz。SPCE061A 内嵌 32K 字的 Flash 程序存储器以及 2K 的 SRAM。利

用这些特性可以很容易实现温度采集及显示，而且具有语音处理优势，可以实现

语音报警功能。

1.3 单片机概述

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