单片机的温度信息采集系统设计(附件)【字数：6705】
摘 要 温度信息是日常生活和生产所需的基本信息，在很多场合都需要进行温度信息的采集、存储和查询等需求，本课题基于单片机和温度传感器以及必要的存储及时间管理芯片设计一款可以完成温度信息的采集、存储和查询的电子系统。 本设计是研究的温度采集存储系统，温度采集系统采用51单片机为主控制器，用DS18B20温度传感器进行温度测量，采用AT24C1024进行温度信息的存储，时钟芯片PCF8563进行时间控制，每隔一分钟进行一次数据存储，用液晶屏进行显示。该系统可以实时采集和存储温度信息，适用于诸多场合，比如气象方面、动植物养殖场所环境控制等，具有较强的实用价值。
目 录
第一章 绪论 1
1.1背景 1
1.2国内外研究的发展状况 1
1.3课题的目的与实际意义 1
第二章 温度采集系统总体方案设计 2
2.1系统的总体方案设计 2
2.2系统性能特点 2
2.3方案选择 2
2.3.1显示系统选择 3
2.3.2传感器选择 3
第三章 系统硬件设计 4
3.1AT89C51单片机简介 4
3.2系统硬件电路设计 4
3.2.1单片机最小系统电路设计 5
3.2.2DS18B20温度传感器介绍 7
3.2.3时钟模块PCF8563 9
3.2.4 存储模块AT24C1024 9
3.2.5液晶显示电路设计 10
3.3整体电路及电路图绘制 12
3.3.1Altium Designer软件介绍 12
3.3.2系统原理图绘制 12
第四章 温度采集系统软件设计 14
4.1系统整体及各部分程序流程 14
4.1.1系统整体程序流程 14
4.1.2DS18B20传感器程序设计 16
4.1.3存储模块AT24C1024 19
4.1.4时钟模块PCF8563 22
4.1.5显示模块LCD1602 24
第五章 系统焊接与调试 26
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
/> 5.1电路焊接调试 26
5.2系统PCB图 27
结束语 28
致 谢 29
参考文献 30
附录A 31
附录B 32
第一章 绪论
1.1背景
近几年来，我国农业处在不断发展的阶段。伴随着其发展，温室的发展变成了较为重要的方面。国产温室每年以新增100—150万公顷的趋势快速地发展。所以在提高粮食作物的产量，获得高速、优质的农产，使资源得到更加合理的利用方面温室环境的有效控制显得尤为重要。调节环境因子就能够更好的使作物生长，这样能提高粮食的品质。随着电子技术的不断发展和成熟，温度采集系统的研究也在不断的更新进步。
1.2国内外研究的发展状况
早在20世纪70年代，国外对温度采集技术进行了一些研究。使用模拟组合的仪器，收集现场信息和指示，记录和控制是第一个使用的方式。多方面综合控制系统的计算机数据采集系统正在研究中。目前温度采集技术快速发展，大部分国家在实现自动化的同时，也向着全面自动化，无人驾驶的方向研究与发展。中国的温度采集技术研究始于20世纪80年代。中国在吸收发达国家温度采集技术的基础上，掌握了室内电脑控制技术的温度，技术局限于各个环境因素的温度采集。从技术上讲，中国的温度采集技术与发达国家相比还有很大的差距，主要是单片机控制系统比较单一，没有实际上的多参数综合控制系统。由于实际生产设备比较落后，工业发展水平低，对环境控制技术落后，硬件和软件资源不能共享，没有良好的可靠性。总体上来说中国的温度采集技术水平还远远不及发达国家。趋于智能化，集成化，系统性能指标更准确，更稳定可靠是我们未来的温度采集系统研究的主要方向。
1.3课题的目的与实际意义
在日常生活中，温度是不可或缺也是最基本的环境参数。无论是在生活中还是在工农业生产中都需要对温度进行检测。随着温度采集及测量的应用范围越来越广，掌握温度采集的硬件组成和软件系统就显得十分的重要。本系统的设计给气象方面、动植物养殖场所、工矿企业等各个领域带来了很大的便利，替代了很多传统的温度采集仪器。所以它具有较强的推广价值及很广阔的前景。
第二章 温度采集系统总体方案设计
2.1系统的总体方案设计
本设计以AT89C51单片机为控制核心，以数字传感器DS18B20作为前端，采集温度经过单片机处理后，采用AT24C1024进行温度信息的存储，时钟芯片PCF8563进行时间控制，每隔一分钟进行一次数据存储，通过LCD1602液晶显示器将温度显示出来。系统的总体结构框图如图21 所示。
图21 温度采集系统结构图
图中单片机模块采用的的是AT89C51单片机，利用单片机控制DS18B20温度感器，将采集的温度信息通过单总线从DS18B20传递到AT89C51单片机上，单片机数据经过处理后，采用AT24C1024进行温度信息的存储，时钟芯片PCF8563进行时间控制，每隔一分钟进行一次数据存储，然后把当前的温度信息发送到LCD1602液晶屏进行显示。
2.2系统性能特点
拥有良好的可操作性；
系统价格低廉，实用性强；
可以实时监测温度的变化，并记录、存储相关数据；
每一分钟采集和存储一次温度数据。
2.3方案选择
基于51单片机作为核心处理器，以DS18B20为传感器作为测量的器件，以及E2PROM存储芯片AT24C1024以及时钟芯片PCF8563等组成的系统来完成温度信息的采集、存储和查询的电子系统。
目 录
第一章 绪论 1
1.1背景 1
1.2国内外研究的发展状况 1
1.3课题的目的与实际意义 1
第二章 温度采集系统总体方案设计 2
2.1系统的总体方案设计 2
2.2系统性能特点 2
2.3方案选择 2
2.3.1显示系统选择 3
2.3.2传感器选择 3
第三章 系统硬件设计 4
3.1AT89C51单片机简介 4
3.2系统硬件电路设计 4
3.2.1单片机最小系统电路设计 5
3.2.2DS18B20温度传感器介绍 7
3.2.3时钟模块PCF8563 9
3.2.4 存储模块AT24C1024 9
3.2.5液晶显示电路设计 10
3.3整体电路及电路图绘制 12
3.3.1Altium Designer软件介绍 12
3.3.2系统原理图绘制 12
第四章 温度采集系统软件设计 14
4.1系统整体及各部分程序流程 14
4.1.1系统整体程序流程 14
4.1.2DS18B20传感器程序设计 16
4.1.3存储模块AT24C1024 19
4.1.4时钟模块PCF8563 22
4.1.5显示模块LCD1602 24
第五章 系统焊接与调试 26
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
/> 5.1电路焊接调试 26
5.2系统PCB图 27
结束语 28
致 谢 29
参考文献 30
附录A 31
附录B 32
第一章 绪论
1.1背景
近几年来，我国农业处在不断发展的阶段。伴随着其发展，温室的发展变成了较为重要的方面。国产温室每年以新增100—150万公顷的趋势快速地发展。所以在提高粮食作物的产量，获得高速、优质的农产，使资源得到更加合理的利用方面温室环境的有效控制显得尤为重要。调节环境因子就能够更好的使作物生长，这样能提高粮食的品质。随着电子技术的不断发展和成熟，温度采集系统的研究也在不断的更新进步。
1.2国内外研究的发展状况
早在20世纪70年代，国外对温度采集技术进行了一些研究。使用模拟组合的仪器，收集现场信息和指示，记录和控制是第一个使用的方式。多方面综合控制系统的计算机数据采集系统正在研究中。目前温度采集技术快速发展，大部分国家在实现自动化的同时，也向着全面自动化，无人驾驶的方向研究与发展。中国的温度采集技术研究始于20世纪80年代。中国在吸收发达国家温度采集技术的基础上，掌握了室内电脑控制技术的温度，技术局限于各个环境因素的温度采集。从技术上讲，中国的温度采集技术与发达国家相比还有很大的差距，主要是单片机控制系统比较单一，没有实际上的多参数综合控制系统。由于实际生产设备比较落后，工业发展水平低，对环境控制技术落后，硬件和软件资源不能共享，没有良好的可靠性。总体上来说中国的温度采集技术水平还远远不及发达国家。趋于智能化，集成化，系统性能指标更准确，更稳定可靠是我们未来的温度采集系统研究的主要方向。
1.3课题的目的与实际意义
在日常生活中，温度是不可或缺也是最基本的环境参数。无论是在生活中还是在工农业生产中都需要对温度进行检测。随着温度采集及测量的应用范围越来越广，掌握温度采集的硬件组成和软件系统就显得十分的重要。本系统的设计给气象方面、动植物养殖场所、工矿企业等各个领域带来了很大的便利，替代了很多传统的温度采集仪器。所以它具有较强的推广价值及很广阔的前景。
第二章 温度采集系统总体方案设计
2.1系统的总体方案设计
本设计以AT89C51单片机为控制核心，以数字传感器DS18B20作为前端，采集温度经过单片机处理后，采用AT24C1024进行温度信息的存储，时钟芯片PCF8563进行时间控制，每隔一分钟进行一次数据存储，通过LCD1602液晶显示器将温度显示出来。系统的总体结构框图如图21 所示。
图21 温度采集系统结构图
图中单片机模块采用的的是AT89C51单片机，利用单片机控制DS18B20温度感器，将采集的温度信息通过单总线从DS18B20传递到AT89C51单片机上，单片机数据经过处理后，采用AT24C1024进行温度信息的存储，时钟芯片PCF8563进行时间控制，每隔一分钟进行一次数据存储，然后把当前的温度信息发送到LCD1602液晶屏进行显示。
2.2系统性能特点
拥有良好的可操作性；
系统价格低廉，实用性强；
可以实时监测温度的变化，并记录、存储相关数据；
每一分钟采集和存储一次温度数据。
2.3方案选择
基于51单片机作为核心处理器，以DS18B20为传感器作为测量的器件，以及E2PROM存储芯片AT24C1024以及时钟芯片PCF8563等组成的系统来完成温度信息的采集、存储和查询的电子系统。
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