毕业设计-基于89C51单片机的数字式智能多路巡检仪的设计

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1、 第 1 页 1 1 引言引言 在工业生产中，温度是最基本的检测参数之一，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。随着半导体技 术的发展，以单片机为主题，将计算机技术与测量控制技术结合起来组成的智能 仪表在生产中得到了广泛的应用。这些智能仪器自身带有微处理器，在结构上自 成一体，能独立进行测试，使用灵活方便。然而在实际工业生产活动中常常包含 许多工业参数需要测量，如：温度、湿度、压力、水位、流量等，单独使用温度 计、湿度计、压力计等分别测量温度、湿度、压力等等生产现场的工艺参数已经 不能适应生产和生活的需要。数字式智能多路巡检仪可以测量多个传感器数据

2、， 通过巡回显示方式，在单台仪表上可以显示多个数据，因而可有效节省成本。 随着电子技术的飞跃发展，数据采集巡回检测已成为日益重要的检测技术， 广泛应用于工农业等需要同时检测温度、湿度和压力等场合。数据采集是工业控 制等系统中的重要环节，普通电路已无法满足日常生活及工业的控制需求，通常 采用一些功能相对独立的单片机系统来实现，作为测控系统不可缺少的部分，数 据采集的性能特点直接影响到整个系统，日益增大的市场需求，需要我们在这个 方面做出更大的努力，因而需要一套完善的解决方案。该设计正是从生产需要出 发， 低成本的多路数据采集系统的设计， 配以不同的传感器完成各类数据的采集、 显示、控制与数据汇总

3、保存。因此，数字式智能多路巡检仪具有十分广阔的现实 市场和潜在的市场要求。 2 2 AT89C51AT89C51 单片机单片机与传感器与传感器 2 2.1 .1 AT89C51AT89C51 单片机的单片机的主要主要性能性能参数参数 AT89C51 是一种低功耗，高性能的片内含有 4KB 快闪可编程/擦除只读存储 器的 8 位 COMS 微控制器，使用高密度，非易失存储技术制造，并且与 80C51 引 脚和指令系统完全兼容。芯片上的 FPEROM 允许在线编程或采用通用的非易失存 储编程器对存储器重复编程 1。 第 2 页 2 2.2.2 AT89C51AT89C51 单片机的单片机的结构及结

4、构及特点特点 AT89C51 采用 40 引脚的双列直插式封装(DIP)形式， 内部由 CPU， 4 KB 的 ROM， 256B 的 RAM，2 个 16 位的定时计数器 T0 和 T1，4 个 8 位的 IO 端口和一个 全双工串行通信口等部分组成。AT89C51 单片机具有系统结构简单，成本低，可 靠性高，低功耗等特点。特别是内部集成了 4KB 的 FLASH 程序存储器，使单片机 系统的结构更加简单，也使其得到了广泛的应用。同时，它还具有高级语言编程 的特点，指令丰富，软件开发简单 2。 综上所述 AT89C51 单片机是一款性价比很高的单片机芯片， 特别适合于仪器 仪表的应用。所以本

5、课题主要基于 AT89C51 单片机，设计一个多路传感器数据的 测量与显示仪表。 2 23 3 传感器传感器 2.3.1 温度传感器 由于在工业生产中，温度是最基本的检测参数之一，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。 用于温度检测的传感器有热电偶、热电阻和半导体集成温度传感器。热电偶 价格便宜，但需要冷端补偿、电路设计复杂。热电阻是中低温区最常用的一种温 度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定，测量范围广，构造简单，使 用方便。其中铂热是阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而 且被制成标准的基准仪。半导体集成温度传感器的主要特

6、点是测温误差小、微功 耗、适合远距离测温、线性度好、外围电路简单等3。 综上所述本次设计是从生产需要出发，低成本的多路数据采集系统的设计， 配以不同的传感器完成各类数据的采集、显示、控制与数据汇总保存，单机实现 过去多台仪器仪表所具备的功能。 第 3 页 3 3 系统硬件设计系统硬件设计 3 31 1 系统整体设计方案系统整体设计方案 本设计采用 8 路输入， 每路输入能支持多种形式的传感器接入： 电阻式 （如： 热电阻） 、毫伏信号(如：热电偶)及标准信号输入（如：15VDC，420mA） ，对于 不同传感器接入信号，能进行软件整定与校正；采用 4 个操作按钮，6 位数码管 作为显示，其中 4 位数码管用于显示数据，2 位数码管显示功能号或通道号；对 每个通道，传感器参数与工程参数都可以通过键盘设定。通常情况下，仪表自动 循环显示多路数据，也可通过键盘固定显示任一路数据。 硬件总体结构：硬件总体结构： 硬件部分是整个仪表的重要部分，其设计的好坏直接影响到整机的性能，本 仪器以 AT89C51 单片机为核心。整个硬件系统分为以下几