数据采集与显示系统的设计与仿真(附件)【字数：10411】
摘 要此设计为一种基于AT89C51单片机的温度数据采集与显示系统的设计,此系统运用了温度传感器DS18B20温度采集传感器元件，温度传感器DS18B20把采集来的温度信号传送至单片机进行数据处理，从而判别是否采取对温度的控制以及报警系统的响应，然后将数据传送至LCD液晶显示屏显示出数据，这个系统设计能够设置温度的范围，采集到的温度若高于设置温度最高值时，对应的器件指示灯亮，蜂鸣器报警。采集到温度若低于设置温度最低值时，对应的器件指示灯亮，蜂鸣器报警。文中介绍了AT89C51单片机的功能与运用范围，温度传感器DS18B20的运行原理，详细介绍了软硬件系统的各部分电路的原理与功能。此温度数据采集与显示系统具备体积小，结构简单和功能强大等优点。?
目 录
第一章 绪 论 1
1.1研究背景与意义 1
1.1.1研究背景 1
1.1.2研究意义 1
1.2 数据采集与显示系统的发展现状 1
1.3设计的内容及任务 2
1.3.1设计内容 2
1.3.2设计任务 2
第二章 数据采集与显示系统的总体设计 3
2.1数据采集系统总体设计方案 3
2.2硬件各单元方案选择 3
2.2.1主控制器单片机 3
2.2.2温度传感器 5
2.2.3显示部分 7
第三章 数据采集与显示系统的硬件设计 9
3.1单片机最小系统设计 9
3.1.1 复位电路设计 9
3.1.2 时钟电路设计 10
3.2温度采集模块设计 10
3.3 LCD1602显示电路 11
3.4 键盘电路 12
3.5 报警电路 12
3.6 系统硬件原理总体设计电路 14
第四章 数据采集与显示系统的软件设计 15
4.1工作方案简介 15
4.2主程序流程图 15
4.3温度读取转换模块 16
4.4 LCD液晶显示模块 18
4.5按键处理模块 19
4.6报警模 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
块 20
第五章 论文总结 22
结束语 23
致 谢 24
参考文献 25
附 录 26
第一章 绪 论
1.1研究背景与意义
1.1.1研究背景
伴随着人类社会文明的变革，经济与科技的迅速发展，人们对于数据采集技术的要求也越发越强烈。在数据采集与系统显示上也发生了天翻地覆的变动，从最初最原始的人力工作数据采集，绘制图表进行分析与检测，到现在的使用单片机等硬件软件进行模拟仿真，这样不仅能够更直观地展现，得出的效果也更加接近于真实的情况，有利于应用到实际当中去。
在当前人们的日常生活当中，温度数据起到了举足轻重的作用。与此同时温度数据存在于工业的生产中也是经常运用的技术参数中的一个。一切的物理化学转变的过程都与温度密切相关。因此，温度数据采集与显示系统如今是自动化，智能化生产的不可或缺的一部分。温度数据的采集和显示系统在改革开放的日新月异的科技与经济迅猛发展的新时代中应用范围越来越广泛，使得生产越来越智能化，同时也是现代温度控制系统发展的发展方向。处在这种特殊的环境下，设计一种温度数据采集与显示系统，紧跟着时代生产发展的趋势与潮流，也具有良好的应用前景与市场。
1.1.2研究意义
通过这次毕业设计，我能够更加的了解数据采集及显示系统地设计与仿真。另外，对于单片机技术与开发环境也更加清晰熟知。在仿真实验中能后掌握数据采集技术，更加熟悉多功能的显示技术[2]。附带的，对于数字时钟的定时与操作等也更加的熟练。总体而言，这次研究是对我个人能力的一次检验和专业知识的深化和完善。
在现在的科技发展和工业发展中，人们越来越倾向于现代化的操作，所谓的现代化操作是指在许多方面将由科技或者自动化等操作来代替人工操作。而在数据采集方面也更是如此，随着科技的发展，现在人们在很多地方多会使用数字时钟，DS18B20，单片机AT89C51芯片等电子器件来进行温度数据采集，和系统显示，这样得出的结果可靠性更高，也更精准[3]。在我国的炼钢，采矿或者其他工业中都可以见到它们的身影，这些工业中应用数据采集与系统显示将大大提升转化率以及设备安全，有助于企业的发展，完成利润最大化。
1.2 数据采集与显示系统的发展现状
在之前，控制器一般都是采用的是单片机，随着科技的快速发展，单片机也在快速地发展中，由本来的4位、8位至现在的16位、32位的发展。在很多应用中，这已经可以满足了[4]。但是他存在这一个很明显的缺陷，那就是数学运算能力存在还有待提高。对于数据采集和系统能够显示，目前比较常用的是在工控机或者PC内安装数据采集卡，例如护送485、422卡。然而这依旧存在问题。它安装繁琐，空扩展性差，易受到计算机插槽数量等影响。
由于一般的数据采集和处理，系统的显示上存在着很多的问题。因此，首先通过温度传感器DS18B20直接把温度信息变换成对应的数字信号，其次再由AT89C51单片机来进行数据采集，处理，这样来实现温度数据的读取和显示[5]。在试实验中，通过键盘来设点时间，数字时钟做倒计时。以单片机AT89C51芯片为控制核心和数据采集电路、LCD显示电路,按键部分以及报警系统五大部分构成数据采集和显示功能。完成设计后，进行仿真时，通过Proteus软件完成。这种方式将成为数据采集与系统显示的发展趋势。
1.3设计的内容及任务
1.3.1设计内容
要求运用传感器、显示器、单片机以及其他所需器件设计一个系统能够对多个点进行温度数据采集与显示，同时也能够能够完成对温度数据的实时控制。从而完成对温度的数据采集与显示。
1.3.2设计任务
数据采集与显示系统的设计分为硬件设计和软件设计两方面的任务。硬件设计的方面，选择适用的具有明显优势的元器件，在硬件电路设计的过程的部分：包括了温度采集控制电路、数据显示电路、报警电路、外围辅助电路等；软件设计的方面，采用C语言或者汇编语言编写程序，完成各部分功能的检测。
第二章 数据采集与显示系统的总体设计
2.1数据采集系统总体设计方案
此系统是一个AT89C51以单片机为核心的温度监控系统,系统的总体框图如下：
图21：系统框图
此系统有5个模块组成：
目 录
第一章 绪 论 1
1.1研究背景与意义 1
1.1.1研究背景 1
1.1.2研究意义 1
1.2 数据采集与显示系统的发展现状 1
1.3设计的内容及任务 2
1.3.1设计内容 2
1.3.2设计任务 2
第二章 数据采集与显示系统的总体设计 3
2.1数据采集系统总体设计方案 3
2.2硬件各单元方案选择 3
2.2.1主控制器单片机 3
2.2.2温度传感器 5
2.2.3显示部分 7
第三章 数据采集与显示系统的硬件设计 9
3.1单片机最小系统设计 9
3.1.1 复位电路设计 9
3.1.2 时钟电路设计 10
3.2温度采集模块设计 10
3.3 LCD1602显示电路 11
3.4 键盘电路 12
3.5 报警电路 12
3.6 系统硬件原理总体设计电路 14
第四章 数据采集与显示系统的软件设计 15
4.1工作方案简介 15
4.2主程序流程图 15
4.3温度读取转换模块 16
4.4 LCD液晶显示模块 18
4.5按键处理模块 19
4.6报警模 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
块 20
第五章 论文总结 22
结束语 23
致 谢 24
参考文献 25
附 录 26
第一章 绪 论
1.1研究背景与意义
1.1.1研究背景
伴随着人类社会文明的变革，经济与科技的迅速发展，人们对于数据采集技术的要求也越发越强烈。在数据采集与系统显示上也发生了天翻地覆的变动，从最初最原始的人力工作数据采集，绘制图表进行分析与检测，到现在的使用单片机等硬件软件进行模拟仿真，这样不仅能够更直观地展现，得出的效果也更加接近于真实的情况，有利于应用到实际当中去。
在当前人们的日常生活当中，温度数据起到了举足轻重的作用。与此同时温度数据存在于工业的生产中也是经常运用的技术参数中的一个。一切的物理化学转变的过程都与温度密切相关。因此，温度数据采集与显示系统如今是自动化，智能化生产的不可或缺的一部分。温度数据的采集和显示系统在改革开放的日新月异的科技与经济迅猛发展的新时代中应用范围越来越广泛，使得生产越来越智能化，同时也是现代温度控制系统发展的发展方向。处在这种特殊的环境下，设计一种温度数据采集与显示系统，紧跟着时代生产发展的趋势与潮流，也具有良好的应用前景与市场。
1.1.2研究意义
通过这次毕业设计，我能够更加的了解数据采集及显示系统地设计与仿真。另外，对于单片机技术与开发环境也更加清晰熟知。在仿真实验中能后掌握数据采集技术，更加熟悉多功能的显示技术[2]。附带的，对于数字时钟的定时与操作等也更加的熟练。总体而言，这次研究是对我个人能力的一次检验和专业知识的深化和完善。
在现在的科技发展和工业发展中，人们越来越倾向于现代化的操作，所谓的现代化操作是指在许多方面将由科技或者自动化等操作来代替人工操作。而在数据采集方面也更是如此，随着科技的发展，现在人们在很多地方多会使用数字时钟，DS18B20，单片机AT89C51芯片等电子器件来进行温度数据采集，和系统显示，这样得出的结果可靠性更高，也更精准[3]。在我国的炼钢，采矿或者其他工业中都可以见到它们的身影，这些工业中应用数据采集与系统显示将大大提升转化率以及设备安全，有助于企业的发展，完成利润最大化。
1.2 数据采集与显示系统的发展现状
在之前，控制器一般都是采用的是单片机，随着科技的快速发展，单片机也在快速地发展中，由本来的4位、8位至现在的16位、32位的发展。在很多应用中，这已经可以满足了[4]。但是他存在这一个很明显的缺陷，那就是数学运算能力存在还有待提高。对于数据采集和系统能够显示，目前比较常用的是在工控机或者PC内安装数据采集卡，例如护送485、422卡。然而这依旧存在问题。它安装繁琐，空扩展性差，易受到计算机插槽数量等影响。
由于一般的数据采集和处理，系统的显示上存在着很多的问题。因此，首先通过温度传感器DS18B20直接把温度信息变换成对应的数字信号，其次再由AT89C51单片机来进行数据采集，处理，这样来实现温度数据的读取和显示[5]。在试实验中，通过键盘来设点时间，数字时钟做倒计时。以单片机AT89C51芯片为控制核心和数据采集电路、LCD显示电路,按键部分以及报警系统五大部分构成数据采集和显示功能。完成设计后，进行仿真时，通过Proteus软件完成。这种方式将成为数据采集与系统显示的发展趋势。
1.3设计的内容及任务
1.3.1设计内容
要求运用传感器、显示器、单片机以及其他所需器件设计一个系统能够对多个点进行温度数据采集与显示，同时也能够能够完成对温度数据的实时控制。从而完成对温度的数据采集与显示。
1.3.2设计任务
数据采集与显示系统的设计分为硬件设计和软件设计两方面的任务。硬件设计的方面，选择适用的具有明显优势的元器件，在硬件电路设计的过程的部分：包括了温度采集控制电路、数据显示电路、报警电路、外围辅助电路等；软件设计的方面，采用C语言或者汇编语言编写程序，完成各部分功能的检测。
第二章 数据采集与显示系统的总体设计
2.1数据采集系统总体设计方案
此系统是一个AT89C51以单片机为核心的温度监控系统,系统的总体框图如下：
图21：系统框图
此系统有5个模块组成：
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