一種溫度在線檢測裝置電源設計

❶ 設計一個溫度測量及超限報警電路

我給你提供方法吧 你自己去實現

一個溫度感測器 一個比較器 當你設定的值超過 比較器設定的80度時的值，就輸出驅動蜂鳴器工作 就這么簡單

❷ 利用LM339設計一個溫度控制系統簡單電路

用四比較器的恆溫控制器 使用一個負溫度系數（NTC）的熱敏電阻，用如圖1a的電路可以用最少的元件、成本和復雜性將溫度控制到1℃或更好的精度。該電路含有保護以防止溫度感測器短路或開路，且所有的元器件都是常用件。 該控制器是PWM類型的，但它有指數的傳遞特性，而不是線性的。這個設計是基於一個LM339（四比較器），並包含了溫度補償。由於比較器的溫漂會產生的Vos的變化，並導致了振盪器輸出改變。然而，在產生工作周期的比較器上，也發生了同樣的變化，兩者相抵消從而消除了控制器的溫漂。 該控制器的核心是由IC1a、IC1b和相關元件組成的振盪器。振盪器輸出的電壓峰值和最小電壓值是決定控制器精度的主要因素。關於這個振盪器有以下一些公式： PERIOD=[R5×R6/(R5+R6)+R4]×C1×Ln[(Vas-Vmin)/(Vas-Vmax)] seconds DutyCycle=Ln[(Vas-Vtemp)/(Vas-Vmax)] / Ln[(Vas-Vmax)/(Vas-Vmin)] Vmax=Vcc×R3/(R1+R3) Vmin=Vcc×R2×R3/[R2×R3+R1×(R2+R3)] Vas=Vcc×R6/(R5+R6) Vtemp=Vcc×(R7+R8)/(Rtherm+R7+R8) 振盪器的輸出直接接到產生工作周期的比較器IC1c的輸入端。R8決定溫度的設置點。R8到Rtherm的分壓為產生工作周期的比較器提供比較電壓，比較的輸出驅動一個光隔離的雙向可控硅驅動器。 圖1所示出的元件參數值的溫度系列是25～115℃

❸ 選定溫度測量通道數，設定溫度測量范圍，設計電路原理圖，要求實現標

溫度感測器系統設計
對感測器型號的選用應該首先考慮使用方便，變換電路簡單等特點。現存的感測器類型很多，根據對感測器的應用分析，AD590是應用較普遍的一類感測器。溫度感測器AD590是電流輸出型溫度感測器，以電流輸出量作為溫度指示，其電流溫度靈敏度為1μA/K。它的輸出電流精確地正比於絕對溫度，可以作為精確測溫元件。AD590隻需要一個電源(+4V～+30V)，即可實現溫度到電流源的轉換，使用方便。AD590的校準精度可達±0.5℃，當其在常溫區范圍內校正後，測量精度可達±0.1℃。作為一種正比於溫度的高阻電流源，它克服了電壓輸出型溫度感測器在長距離溫度遙測和遙控應用中電壓信號損失和雜訊干擾問題，不易受接觸電阻、引線電阻、電壓雜訊的干擾，因此，除適用於多點溫度測量外，特別適用於遠距離溫度測量和控制。因此，選用溫度AD590感測器與可達到設計要求。
要想克服簡單電路的缺陷，就要使得增益調整和補償調整相互獨立。本文設計了具有獨立調節功能的測溫電路，具體如圖3-1所示。AD590的輸出電流I=（273+T）uA（T為攝氏溫度），因此測得電壓U01=（273+T）uA×10KΩ=（273+T）×10-2V。但由於AD590的增益有偏差，電阻也有誤差，因此應對電路進行調整。調整的方法為：把AD590放於冰水混合物中，調整電位器R1，使U01=2.732V；或者在室溫（25 C）的條件下通過調節電位器R2，使電壓U02=-2.73V，調整電位器R3，使U0=1.25V。這種調整的方法，可以保證在0℃或25℃附近有較高精度。
本設計是溫室溫度控制系統，其基本控制原理是：單片機定時對爐溫進行檢測，經A/D轉換得到相應的數字量，在送到微機進行相應的判斷和運算，輸出控制量控制加熱功率，從而實現對溫度的控制。系統結構圖如下
點及用途：
由於該系統僅實現單一的溫度控制，所以硬體結構簡單，而介面及外擴晶元應用較少，成本低，在抗干擾措施上硬體採用了光電隔離，軟體採用濾波程序，所以系統抗干擾的能力強，穩定性好，能滿足工業中各類溫度控制要求。
第一章 系統性能指標及方案的確定
系統要求的主要技術指標：
（1）要求溫室溫度分三檔：一檔為溫室、二檔為40℃、三檔為50℃。
（2）具有實時顯示溫度（三位××.×℃）。
（3）當不能保證要求溫度時，給出報警信號。
系統分析及總體設計方案：
一、硬體電路方案的確定：
（1）溫度檢測元件及放大器，A/D轉換晶元選擇：
溫度檢測元件及放大器放大倍數的選擇，按控制范圍和精度要求考慮。該部分採用熱電偶，因為熱電偶是溫度測量中使用最廣泛的感測器之一。放大器選擇AD521，A/D轉換用0801使量化誤差滿足性能指標要求。
（2）溫度控制電路選擇：
溫度控制電路採用了可控硅調節規律方式。雙向可控硅在50HZ交流電源和 加熱電路中，只要在給定周期里改變可控硅開關的接通時間，就能改變加熱功率的目的，從而實現溫度調節。
(3)人機通道方案選擇：
報警電路的選擇：由於該系統所控制的溫度有確定的范圍，這就要求報警電路有上下限報警並指示功能，因此，可採用聲光報警，即聲音報警採用蜂鳴器接到8031的P6口上，而發光報警採用發光二極體即可並有紅黃之分，區別上下限，正常運行時綠等亮。
定時電路的選擇：由於該系統主控電路的電源為220V/50HZ，工頻交流電，經電壓比較器LM311，過零觸發器MC14528後產生頻率為50HZ的單穩態脈沖，此時脈沖一路作為觸發脈沖，一路作為該系統的外部定時（100ms）送給T0，T1計數器計數。
二、 軟體方案確定：本設計是採用傳統的PID控制，比較實際溫度和爐溫得到的偏差，通過對偏差的處理獲得控制信號來調節可控硅的通斷，用以實現對電阻爐的控制，從而調節溫室溫度。
三、 軟、硬體功能劃分
軟體和硬體是計算機系統的兩大組成部分，它們的目的是一致的都是為了解決特定的問題，實現特定的功能；他們的作用是相輔相成的，如果增加軟體的任務，就能減少硬體的任務，簡化硬體電路；相反加重硬體的任務，增強硬體的功能則可減輕軟體的負擔，簡化編程。因此，合理地分配軟體所承擔的任務充分利用MCS-51本身豐富的軟體硬體功能，特別是它的軟體控制功能，力爭用最少的外部電路構成系統，完成系統要求的任務。
1.硬體
（1） 前向通道：包括感測器（熱電偶）、A/D轉換器（ADC0801）、放大器（AD521）
（2）人機通道：包括顯示電路、撥碼盤、報警電路
（3）後向通道：包括脈沖觸發電路、兩個加熱電路
2.軟體
（1）溫度檢測：包括定時采樣和軟體濾波。
（2）溫度控制的實現：即根據溫度給定值的大小，決定2台電爐的通電與斷電實現溫度控制。
（3） T。定時器產生每一次的定時中斷，作為本系統的采樣周期，T1計數器決定控制脈沖的時間。
（4） 顯示有關狀態。
（5） 輸出報警信息。
四、 系統結構框圖及基本工作原理
根據應用系統的要求及軟硬體功的劃分，初步設計應用系統結構如1-1圖
工作原理：單片機定時對爐溫進行檢測，經A/D轉換得到響應得數字量，再送到微機進行判斷和運算，輸出控制量，去控制加熱功率，從而實現對溫度的控制。
電動調節閥工作原理
2009-10-20 10:03
電動調節閥工作原理 ：壓力控制的叫電動調節閥，電動球閥啊、電動碟閥、智能調節閥，其實都是電動閥 扭距電動閥大 調節形式上 電動閥可以粗略控制開度 實現原理就是在電機轉動過程中停止。
結構：由電動執行機構和調節閥連接組合後經過調試安裝構成電動調節閥。
工作電源：AC22V 380V等電壓等級。
通過接收工業自動化控制系統的信號（如：4~20mA）來驅動閥門改變閥芯和閥座之間的截面積大小控制管道介質的流量、溫度、壓力等工藝參數。實現自動化調節功能。
流量特性介紹：電動調節閥的流量特性，是在閥兩端壓差保持恆定的條件下，介質流經電動調節閥的相對流量與它的開度之間關系。主要有：線性特性，等百分比特性及拋物線特性三種。
應用領域：電力、化工、冶金、環保、水處理、輕工、建材等工業自動化系統領域。
安裝：電動調節閥最適宜安裝為工作活塞上端在水平管線下部。溫度感測器可安裝在任何位置，整個長度必須浸入到被控介質中。
電動調節閥一般包括驅動器，接受驅動器信號（0-10V或4-20MA）來控制閥門進行調節，也可根據控制需要，組成智能化網路控制系統，優化控制實現遠程監控。
類似產品：與電動調節閥功能相似的還有：自力式調節閥。
電動調節閥不需外加能源，通過調節設定點控制溫度。當溫度升高，閥門根據溫度變化成比例的關閉。
電動調節閥包含一個控制閥和一個溫控器（包含一個溫度感測器、一個設定點調整器、一個毛細管和一個工作活塞），電動執行器 依靠選擇不同的溫度狀態應用。溫度調節閥根據液體膨脹原理操作，如果在感測器上的溫度升高，將使得液體填充物同時加熱並膨脹，在工作活塞的作用下閥門關閉，此時將冷卻介質。通過設定點鍵可以一步步調整，電動二通閥可以在標尺上讀出。所有的溫控器都配有一個超溫安全保護設備
設計思路： （1）對溫度進行測量、控制並顯示，首先必須將溫度的度數（非電量）轉換成電量，然後採用電子電路實現題目要求。可採用溫度感測器，將溫度變化轉換成相應的電信號，並通過放大、濾波後送A/D轉換器變成數字信號，然後進行解碼顯示。 （2）恆溫控制：將要控制的溫度所對應的電壓值作為基準電壓VREF，用實際測量值與VREF進行比較，比較結果（輸出狀態）自動地控制、調節系統溫度。 （3）報警部分：設定被控溫度對應的最大允許值Vmax，當系統實際溫度達到此對應值Vmax時，發生報警信號。 （4）溫度顯示部分採用轉換開關控制，可分別顯示系統溫度、控制溫度對應值VREF，報警溫度對應值Vmax。 原理框圖：

❹ 模電課程設計 水溫測量儀

第二章 水溫測量儀的設計

2.1總體結構框圖設計
製作水溫測量儀，首先利用溫度感測器獲取被測量對象的溫度，將溫度轉換為電壓表示。然而上述表示的為絕對溫度與電壓的轉換關系，因此還需將絕對溫度與電壓的關系轉換為攝氏度與電壓的關系，這樣就完成電壓與攝氏度之間的直接轉換關系。之後將電壓放大，即可直接用電壓表讀出被測對象的溫度值。此外將放大後的電壓接至一電壓比較器，比較器輸出端接報警設備，如指示燈。在設置比較電壓（即比較溫度）後，由比較器輸出端的電壓決定指示燈的狀態，進而起到報警的作用。基本原理如圖 2.1.1所示：

圖 2.1.1基本原理圖

2.2溫度檢測電路設計
圖2.2.1 集成溫度感測器AD590

2.2．1 AD590簡介:
AD590是AD公司利用PN結正向電流與溫度的關系製成的電流輸出型兩端溫度感測器，如圖 2.2.1所示。這種器件在被測溫度一定時，相當於一個恆流源。該器件具有良好的線性和互換性，測量精度高，並具有消除電源波動的 特性。即使電源在5～15V之間變化，其電流只是在1μA以下作微小變化。其主要參數如表2.2.1所示：
工作電壓 4～30V 反向電壓 －20V
工作溫度 －55～＋150℃ 焊接溫度（10秒） 300℃
保存溫度 －65～＋175℃ 靈敏度 1μA／K
正向電壓 ＋44V

表 2.2.1 AD590參數表

2.2.2 AD590的應用
AD590輸出阻抗達10MΩ，轉換當量為1μA/K。溫度—電壓轉換電路如圖 2.2.2所示：

圖 2.2.2 溫度—電壓轉換電路

溫度—電壓轉換分析：如圖 2.2.2所示，當將AD590置於水中時，根據水溫多少將提供恆流，方向如圖所示。由於在Uo輸出端接一電壓跟隨器從而增大輸入阻抗，電流幾乎全部流經電阻R。
由AD590轉換當量可知：
U01= UR=1μA/K×R=R×10-6/K (2 .2. 1)
在實際應用中可取R=10KΩ，則:
U01=10mV/K (2.2.2)
這樣可以實現溫度—電壓的轉換，取的所需電壓。

2．3 K—℃變換
2.3．1 K—℃變換減法電路
實現溫度—電壓轉換後，不能直接測量，仍需將絕對溫度轉換為攝氏度，即實現K—℃變換。絕對溫度（T）與攝氏度（t）之間的關系為：
T=t+273k （2.3.1）
由式 （2.2.2）與式 2.3.1可知要實現K—℃變換，必有：
Uo2=10mV/℃―2.73V (2.3.2)
該變換可用一個求和式加法器實現，如圖1.3.1所示：

圖 2.3.1 求和式加法器
求和式加法器分析：在理想運放的情況下，利用虛短與虛斷。有如下關系：

-UR/R2+U01/R1=U02/Rf1 (2.3.2)

設R2=R1=Rf1（2.3.3）

解式（2.3.2與式（2.3.3 ）得：
(1.3.5)
U02= （U01-UR） (2.3.4)

2.3.2 電壓的放大

放大器
設計一個反相比例放大器，使其輸出u03滿足100mV/℃。用數字電壓表可實現溫度顯示。

圖2.3.2

放大器的關系式：

U03/R4=U02/R3 ；
由R4/R3=10得

U03=10U02

2.4 比較器
2.4.1 電壓比較器原理：
由電壓比較器組成，如圖3所示。UREF為報警時溫度設定電壓，Rf2用於改善比較器的遲滯特性，決定了系統的精度。

由上式可知溫度與電壓之間的關系：
U=0.1V/ ℃
將放大後的電壓接直流電壓表，即可直接讀的溫度值,如:將AD590放入20℃的水中，可讀得電壓表的值為2V。
圖2.4.1(a)所示為一最簡單的電壓比較器，UR為參考電壓，加在運放的同相的輸入端，輸入電壓ui加在反相的輸入端。

(a) （b）
圖 2.4.1 電壓比較器原理原理圖
圖2.4.1 (b)所示為其傳輸特性。當Ui＜UR時，運放輸出高電平，穩壓管Dz反向穩壓工作。輸出端電位被其箝位在穩壓管的穩定電壓UZ，即Uo＝UZ。當ui＞UR時，運放輸出低電平，DZ正向導通，輸出電壓等於穩壓管的正向壓降UD，即 Uo＝－UD。因此，以UR為界，當輸入電壓ui變化時，輸出端反映出兩種狀態，高電位和低電位。
2.4.2 運算放大器比較器
以上介紹的是最簡單的電壓比較器原理。比較器是由運算放大器發展而來的，比較器電路可以看作是運算放大器的一種應用電路。圖2.4.2 由運算放大器組成的差分放大器電路，輸入電壓Va經分壓器R2、R3分壓後接在同相端，Vb通過輸入電阻R1接在反相端，RF為反饋電阻，若不考慮輸入失調電壓，則其輸出電壓Vout與Va、Vb及4個電阻的關系式為：
Vout=(1+RFR1 )( R3R2+R3 )Va- RFR1 Vb (2.4.1)
若R1=R2，R3=RF，則:
Vout= RFR1 (Va-Vb)， (2.4.2)
RF/R1為放大器的增益。當R1=R2=0(相當於R1、R2短 路)，R3=RF=∞(相當於R3、RF開路)時，Vout=∞。增益成為無窮大，其電路圖就形成圖 2.4.3 的樣子，差分放大器處於開環狀態，它就是比較器電路。實際上，運放處於開環狀態時，其增益並非無窮大，而Vout輸出是飽和電壓，它小於正負電源電壓，也不可能是無窮大。
因此為了實現報警功能，可在輸出電壓端接一個電壓比較器，利用電壓的大小關系起到報警作用。

2.4.3圖

2.4.3 比較器實例

在本實例中採用圖2.4.4比較器。其中電阻參數取：R3=R4=10KΩ，Rf2=1000KΩ，在圖 2.4.4所示VCC3為報警時的溫度設定電壓。R3，R4用於穩定輸入電壓，決定了系統的精度。而 Rf2用於報警設備的輸入電阻，用於控制輸入電流的大小。

圖2.4.4 水溫測試儀電壓比較器電路

2.5報警設備
LED發光二極體：
報警設備可用一個發光二極體來充當，發光二極體LED，它是英文light emitting diode（發光二極體）的縮寫。發光二極體發熱量小，耗電少。
發光二極體有很多優勢：
1. 電壓：LED使用低壓電源，供電電壓在6-24V之間，根據產品不同而異，所以它是一個比使用高壓電源更安全的電源，特別適用於公共場所。
2. 效能：消耗能量較同光效的白熾燈減少80%
3. 適用性：很小，每個單元LED小片是3-5mm的正方形，所以可以制備成各種形狀的器件，並且適合於易變的環境
4. 穩定性：10萬小時，光衰為初始的50%
5. 響應時間：其白熾燈的響應時間為毫秒級，LED燈的響應時間為納秒級
6. 對環境污染：無有害金屬汞
報警分析：
當加與U2端的電壓大於設定溫度Uref時，U3有了正向輸出，二極體LED導通，發光，報警完成。

水溫測量儀運作過程總析
將上述器件加以組合得到圖2.6.1所示：
水溫測量過程及報警分析：將AD590放入水中，將會產生相應大小的電流，電流經過Ro，在Ro兩端產生電壓，進而由一個運放組成的電壓跟隨器輸出。然而經過絕對溫度與電壓的轉換後還需要變換為攝氏度與電壓的關系。於是在電壓跟隨器後接一個求和加法器以達目的，即加上一個-2.73V的電壓。可以利用穩壓管和運放電路來提供所需要的-2.73V電壓。
之後可將電壓跟隨器的輸出電壓與上式所求得的電壓接至求和加法器的兩端。在加法器（放大器）作用之後，我們獲得電壓與溫度的直接關系。在U03端接一電壓表，即可讀的溫度值。比如水的溫度為12℃，則電壓表的示數為1.2V。
完成了電壓的讀取，還需進行電壓比較以達到報警的目的。在1.5節中已經討論了比較器的原理。設計所要求的報警溫度為50℃，即比較電壓為5V。所以應該在比較器比較端VCC3接5V的恆壓源。
當輸出電壓U03<5V時，U04<0。此時二極體截止。當輸出電壓>5V時，U04>0。此時二極體導通, LED發光。報警過程完成。在實際應用中，我們取VCC1=12V。

第三章 水溫測量儀的模擬與製作

3.1 模擬軟體簡介
EWB是一種電子電路計算機模擬軟體，它被稱為電子設計工作平台或虛擬電子實驗室，英文全稱為Electronics Workbench。EWB是加拿大Interactive Image Technologies公司於1988年開發的，自發布以來，已經有35個國家、10種語言的人在使用。EWB以SPICE3F5為軟體核心，增強了其在數字及模擬混合信號方面的模擬功能。SPICE3F5是SPICE的最新版本，SPICE自1972年使用以來，已經成為模擬集成電路設計的標准軟體。EWB建立在SPICE基礎上，它具有以下突出的特點：
（1）採用直觀的圖形界面創建電路：在計算機屏幕上模模擬實實驗室的工作台，繪制電路圖需要的元器件、電路模擬需要的測試儀器均可直接從屏幕上選取；
（2）軟體儀器的控制面板外形和操作方式都與實物相似，可以實時顯示測量結果。
（3）EWB軟體帶有豐富的電路元件庫，提供多種電路分析方法。
（4）作為設計工具，它可以同其它流行的電路分析、設計和制板軟體交換數據。
（5）EWB還是一個優秀的電子技術訓練工具，利用它提供的虛擬儀器可以用比實驗室中更靈活的方式進行電路實驗，模擬電路的實際運行情況，熟悉常用電子儀器測量方法。

3.2 模擬電路的建立
我們用EWB建立電路模型，由於沒有AD590，我們可以利用一個恆流源代替AD590提供電流，比擬溫度的采樣。被減電壓2.73V我用了一個2.73V的電池來代替。電路模型如圖3.1.1，圖3.1.2所示：

3.3模擬效果分析
設置好電路以後，我們開始模擬。由於我們用了一個恆流源代替了AD590，即用電流源比作電壓的獲得。
1，取電流源電流值為200uA，即絕對溫度200K，轉換為攝氏度為-73℃。電壓表讀值為-7.3。可見與理論值相同，此時溫度比50度小。比較器輸出為負值。二極體不導通。圖中二極體未發光（雙箭頭所示）。
2，取電流源電流值為333uA，即絕對溫度333K，轉換為攝氏度為60℃.電壓表為6V。與理論相同，由於溫度比50度大，電壓U2>VCC3.比較器輸出正值，由於理想運放的緣故。圖中電壓表讀出值為19.8V是一個不確定正值。二極體在U3的作用下導通，發光（雙箭頭）.
由此可見理論值與實際值符合得很好。溫度能夠測得。

❺ 在線溫度監控系統是怎麼回事

：課題簡介：利用單片機技術和數字溫度感測器相結合，對溫度在線監測，一旦溫度高於要求，控制步進電機正轉；溫度低於要求，控制步進電機反轉，以實現控制功能。 技術指標：設計一種基於熱敏電阻或DS18B20溫度控制晶元實現的高精度低成本溫度控制器。測量精度：+-0.5oC控制精度：+-1.0oC 題目要求：掌握單片機知識；了解步進電機基本知識；熟悉數字溫度感測器熱敏電阻或DS18B20資料；具有軟、硬體設計基礎。

❻ 設計一個溫度測量系統設計一個智能溫度測量系統，並寫出報告。具體要求如下，不要復制過來的！幫幫忙啊！

你好，這個設計我們有，但是你要很詳細的沒有，你也知道的工程技術人員，少理論知識，你就用二通道的溫度感測器就可以了，可以發些資料給你或去儀器儀表世界網上面也有不少的，如果不滿意我再發給你吧。

❼ 誰有關於LED顯示時鍾溫度檢測控制器的畢業設計啊,借來參考一下,非常感謝

www.ledshow.net也是一個led網站
摘 要
本系統是從實際應用角度出發，針對當前市場上流行的LED產品的應用領域而設計製作的多功能電子顯示屏，可用於商場導購促銷顯示、新聞與廣告顯示、車站機場班次時間資訊顯示等。
本簡易16行*64列LED電子顯示屏根據題目設計要求，硬體部分主要包括SPCE061A單片機系統、16塊8*8LED點陣顯示模塊構成16*64點陣、顯示驅動電路、SPR4096存儲器、PCF8563實時時鍾電路、鍵盤輸入控制器等部分，還外擴了液晶顯示、溫度實時檢測、無線通訊、電機驅動屏幕旋轉等電路，。本系統不僅能夠實現數字、字母、漢字等預存信息的切換顯示，同時還可以實現信息的定時循環、上下左右滾屏、LED顯示亮度連續可調、實時時間顯示、實時溫度顯示、無線遙控、顯示屏旋轉等擴展功能。另外，本系統可以和PC機通訊，通過PC機串口對顯示信息進行更新。

關鍵詞：LED電子顯示屏 SPCE061A 串列通信
Abstract
The LED lattice display system is a kind of new information display media with the rapid development of the computer, micro-electronics, photoelectron technology.
This 16*64 LED display system includes SPCE061A MCU system, sixteen 8*8 LED lattice moles, display driving circuit, SPR4096 memory mole, PCF8563 as the real-time clock chip, keyboard controller et. In addition, it includes LCD circuit, real-time temperature detective, RF communication circuit. This system can display the numbers, letters, Chinese characters. It can display the information timely and circularly, up-rollingly, down rollingly left-rollingly, right-rollingly. The lightness of the displaying information can be adjusted continuously. Further more, this system can be remote controlled and communicate with PC by COM1 to update the display information.

Keywords: LED lattice display system SPCE061A serial communication

目 錄
一、方案比較 4
1、控制系統 4
2、點陣信息提取方案 4
3、顯示驅動電路 5
二、硬體設計與論證 5
1、主控制單片機 6
2、LED顯示驅動電路 6
3、數據存儲器 8
4、鍵盤液晶顯示模塊 9
5、無線通信模塊 9
6、時鍾電路的設計 10
7、溫度檢測 10
8、列印機的選擇 11
9、旋轉底盤的設計 11
三、系統的軟體設計 11
1、主程序流程圖 12
2、點陣字模信息提取程序流程圖 12
3、LED各顯示程序 12
4、串列通信程序 12
5、PC機客戶程序 12
四、系統功能測試 16
1、測試及製作中所用儀器 16
2、鍵盤各鍵功能 16
3、單元模塊電路測試 16
4、系統整體功能測試 16
五、總結 17
一、方案比較
1、控制系統
LED點陣電子顯示屏的設計一般有兩種方案：
方案一：採用可編程邏輯器件作為核心控制器產生LED點陣的行、列驅動信號。由於該系統不僅要實現信息的顯示，還要具備鍵盤控制器、顯示亮度連續可調、實時時鍾顯示、與PC機通訊等功能及其他發揮功能，這就要求需要用中大規模的PLD，設計多個介面電路，開發周期長，不易進一步擴展，同時系統的成本會急劇上升（相對於第二種方案）。因此，本設計並未採用這種方案。
方案二：採用單片機系統來實現。鑒於SPCE061A單片機比傳統的51系列8位單片機具有更加豐富的資源，而且數據處理速度快，同時「61板除了具備單片機最小系統電路外還包括有電源電路、音頻電路（含MIC輸入部分和DAC音頻輸出部分）、復位電路等，體積小，可靠性高。本系統的設計採用雙單片機系統，一個主要用於完成多功能顯示控制功能，另一個主要用於實時時鍾顯示、實時溫度檢測顯示、無線通訊以及其他的擴展發揮部分功能，這樣提供了充足的內部空間和更多的外部介面；同時由於安裝和調試工作可以並行進行，極大地縮短了總體設計和製造的時間。
2、點陣信息提取方案
要用LED點陣來顯示數字、字母和漢字等信息，首先要能夠提取出其字模數據，即一個16*8的點陣數字、字母的字模數據共有16個位元組，一個16*16的點陣漢字的字模數據共有32個位元組。首先要確定點陣信息提取方案。
方案一：固定漢字顯示，就是將要顯示的語句中全部漢字的字母數據依次提取出來，按順序存放在存儲器中，當有顯示任務時，直接取出字模數據送至顯示器即可。這種方法佔用空間少，程序實現簡單，顯示速度快。本系統中對10組預存信息的點陣信息的提取和存儲就是採用這種方案。但是，要想顯示大量的漢字信息或直接對顯示信息進行更新，則幾乎是不可能的事。因此，要實現這樣的功能就要採用第二種方案。
方案二：將標準的點陣信息字模數據的字型檔文件（本系統中採用漢字型檔文件HZK16、ASCII碼庫文件ASC16）裝入外擴ROM存儲器，採用與PC機相同的編碼（機內碼），先進行基於PC機的預處理，提取需顯示內容的機內碼，通過串口發給單片機，單片機首先進行判斷，若是ASCII碼，則直接計算出起始地址，在ASC16文件中指定位置取出連續的16個位元組即為其字模信息；若為漢字，單片機將機內碼轉換為區碼和位碼，再計算出起始地址，在HZK16文件中指定位置取出連續的32個位元組即為其字模信息，然後送到顯示器去顯示。另外，PC機與單片機之間串口通信只是傳輸機內碼，而不是傳輸字模信息，傳輸信息量小，不需要復雜的通信協議。這樣既可以減輕單片機的負擔，而且可以根據要求隨時改變顯示內容，非常簡單靈活。
3、顯示驅動電路
常用的顯示驅動方式有三種：
方案一：串列控制驅動，這種方式的好處是單元內的線路連接簡單，給印刷電路板的設計帶來方便，減少了布線的密度，方便以後的製作與調試，而且相對提高了每個單元的可靠性；
方案二：並行控制驅動，將顯示數據通過並行(一般為8位)方式送入驅動電路，這樣的好處是：相對於串列控制而言，數據的刷新速度快，在處理同等數量的數據時，對處理速度要求可以大大降低，從而提高了系統的穩定性，但也正因為「並行」使單元內的數據線路的連接更加復雜，布線後的排錯難度大大增加；
方案三：採用專用集成電路（ASIC）直接驅動，由於這種專用集成電路是集行控制、列控制和外圍驅動於一體，使系統的穩定性更為可靠，特別適合戶外的大型或者超大型顯示屏。因為這種類型的顯示屏對圖像顯示要求高，不僅要保證圖像的一致性，而且要保證圖像的穩定、高亮。
本次設計的顯示屏僅為16行*64列，更適合採用串列控制這種方式，這樣做既省去了並行控制驅動在製版過程中十分復雜的布線，又因為沒有採用專用集成電路在一定程度上降低了整個系統的成本。
二、硬體設計與論證
根據以上的系統方案比較與分析，本設計的系統總體組成框圖如圖1所示：
圖1 系統的總體組成框圖
系統整體由三大部分構成：
以單片機1#為核心的模塊一：包括16*64LED點陣、驅動電路、STR4096存儲器、無線數傳模塊、旋轉底盤、光電感測器、音箱、列印機。實現功能：主要用來實現點陣的顯示，包括特定標語庫內容的顯示，適時時間顯示、適時溫度顯示，並實現上下左右滾屏等各種花樣顯示；存儲器用來存儲漢字和ASCII碼的點陣庫，並實現掉電不丟失功能；無線模塊實現標語庫更新和接受設置信息；底盤可實現顯示屏的左右轉動，擺動幅度可調；在商場導購中，光電感測器用於檢測人員進出，可與自動門配合使用，音箱播放「歡迎光臨」等語音信息；在廣告牌應用中，列印機用於名片列印。
以單片機2#為核心的模塊二：包括4*4鍵盤、液晶、無線數傳模塊。實現功能：該部分實現遙控器的功能，可以遙控設置顯示屏的滾動模式，選擇標語庫，設置時間，設置擺頭幅度；實現標語庫的更新。（鍵盤使用說明見附錄一）
以上位PC機為核心的模塊三：包括上位機軟體和MAX232。實現功能：上位機主要實現標語庫的數據更新，上位機軟體通過MAX232將更新內容（漢字或者ASCII碼的機內碼）送到單片機2#，然後無線傳輸到單片機1#實現數據更新。
以下是各單元電路的具體設計：
1、主控制單片機
採用凌陽公司的16位單片機SPCE061A作為主控制器。由於SPCE061A內置有2K字的SRAM和32K字的內存FLASH，能滿足本系統數據處理及LED點陣顯示所需數據的存儲要求；CPU時鍾頻率高達49.152MHz，能滿足刷新速度要求。另外，「61板」功能較強、性價比高，具有體積小、集成度高、易擴展、功耗小等優點，簡化主控制系統的硬體電路設計，可靠性高，而且凌陽單片機具有C語言風格的匯編語言，有與標准C兼容的C語言，C語言函數可以與匯編函數互相調用，使其開發更加容易，實現整個系統更加簡單。
2、LED顯示驅動電路
本次設計中16行*64列LED電子顯示屏的製作以及其顯示驅動電路的設計製作都是非常關鍵的部分。下面主要介紹一下顯示驅動電路的設計。
本LED點陣屏採用動態掃描的方式顯示，即逐行掃描，工作時先將一行點陣字模通過列驅動輸出，然後運用解碼器選中對應行，使該行得以顯示，接著再送下一行數據，再選中下一行有效，直到16行全被掃描一遍。至此，一幅完整的文字信息就顯現出來。然後在反復掃描這16行直至顯示新的信息。採用這種方式的優點是耗電少，成本低，壽命長，但是也存在顯示亮度及內容顯示穩定的問題。根據視覺滯留原理，根據視覺滯留原理，每屏的完整的顯示時間應控制在20ms之內，即50Hz，人眼看上去才不會覺得閃爍。由於要掃描16 行的點陣，所以每行的時間絕不能超過20ms÷16=1.25ms，同時也不是每行的掃描時間越短越好，因為LED的亮度同電流的大小和維持時間的長短有關。LED點陣塊的單點靜態電流一般在10mA左右，由於占空比是1/16，所以單點的動態電流最大可以達到160mA。在維持時間恆定的情況下，電流越大（不超過額定電流），點陣亮度也越亮，而在電流恆定的情況下，需要一段維持時間來保持亮度。試驗表明當輸入LED的電流為15mA時，維持時間至少需要1ms，否則LED呈微亮狀態。由於設計時設置SPCE061A單片機的時鍾頻率為24MHz，而每次傳送移行的字模數據有64位，經計算傳輸所需的時間小於1ms，這樣就能充分利用列驅動74HC595的鎖存功能，即在它接收下一行待顯示的數據，還沒有鎖存新數據的這段時間來顯示本行的內容，這樣就不需要額外加延時來增加顯示屏的亮度。採用這個方法就不要再增加LED的列驅動器件，從而使整個硬體結構更簡化，成本降低。
行信號的處理是由四十六解碼器CD4514來完成解碼，輸出為高。由於顯示屏行的組成是多個模塊並聯而成的，因而行驅動得功率要求比較大，而且我們進行行掃描時需要所選行為低，故加反相驅動器ULN2803來滿足要求。
列信號的處理列信號的處理主要由8片8位帶鎖存的串入並出移位寄存器74HC595來完成。從單片機IO口串列輸出的64位點陣數據隨著移位時鍾的作用逐位移動到對應位置，在接收到鎖存信號後，將數據並行輸出至LED的列線，最後在行驅動信號作用下點亮一行LED象素。
顯示掃描電路的電路圖如圖2所示。

圖2 LED顯示掃描驅動電路
3、數據存儲器
設計題目要求能增大到10組預存信息，且顯示信息具有掉電保護功能，同時考慮到要把漢字點陣字型檔文件HZK16（261K位元組）和ASCII碼點陣字型檔文件ASC16（4K位元組）裝入到ROM存儲器中，以便根據機內碼在字型檔中定址，找到對應的字模，提取後再送到點陣顯示屏顯示。因為SPCE061單片機的內存Flash只有32K，還要存放程序，因此需外擴數據存儲器。我們選擇了凌陽「61板」的配套模組SPR4096。SPR4096是一個高性能的4M-bit（512K位元組）FLASH，分為256個扇區，每個扇區為2K位元組。SPR4096串列介面的工作頻率可達5MHz，數據存取速度和存儲容量都能夠達到我們的要求。硬體圖連接如圖3所示：

圖3 SPR4096硬體連接圖
4、鍵盤液晶顯示模塊
為使用鍵盤作為顯示屏控制器，實現多功能顯示控制，我們使用智能型鍵盤顯示控制晶元HD7279A作為4*4鍵盤與單片機之間的介面，其與微處理器僅需4條介面線，採用串列通信方式，佔用CPU埠少，同時HD7279得到鍵盤碼後通過中斷服務程序把按鍵信息送給單片機，使單片機可以騰出更多時間質性其他操作。設計中我們需要用液晶模塊顯示遙控單片機菜單的各信息。在本系統中選用了OCM4×8C模塊，可以顯示字母、數字元號、中文字型及圖形，具有繪圖及文字畫面混合顯示功能，既可採用並行介面，又可採用串列介面，連線較為方便。HD7229、OCM4×8C與單片機連接原理圖如圖4所示。
5、無線通信模塊
在本設計中，我們採用了兩塊61板，1#板主要用於完成控制LED顯示屏，2#板主要用於鍵盤液晶控制、實時時鍾、實時溫度檢測顯示、與PC機通訊以及其他的擴展發揮部分功能。兩板之間採用無線通訊進行數據傳輸。為滿足系統的要求我們選擇了SRWF-1型微功率無線數傳模塊，該模塊的特點是：高抗干擾能力和低誤碼率、完善的通訊協議、數據實時同步、看門狗實時監控、傳輸距離遠、低功耗及休眠功能高可靠性，體積小、重量輕。

圖4 鍵盤顯示電路
SRWF-1型模塊提供2個串口3種介面方式，COM1為TTL電平UART介面，COM2由用戶自定義為標準的RS-232/RS-485介面（用戶只需拔/插短路器再上電即可改變介面類型）。SRWF-1提供的兩個串口，在使用時注意以下事項：（1）對於空中接收的數據，SRWF-1通過串口轉送給終端設備時，COM1和COM2同時輸出，即用戶如果在COM1和COM2各連接了1個設備，他們都可同時收到數據；（2）對於由終端設備送來，准備向空中發射的數據，SRWF-1隻能正確接收COM1或COM2其中1個串口送來的數據，否則將造成數據通訊混亂。如終端設備在向COM1發送1個0x12（數據正在傳送）時，再向COM2發送1個0x34，模塊將收到一個數據串0x12，0x34。
圖5 SRWF-1與用戶設備介面電路
註：沒有使用的引腳可以懸空不連。但不能連接長懸空線，以免引入干擾。
6、時鍾電路的設計
系統要求實現實時時間的顯示，這里我們選用串列日歷時鍾晶元PCF8563，，與單片機的連線大為減少，極大的節省了單片機的系統資源。PCF8563與單片機的介面電路如圖6所示。而且該部分電路還加了掉電保護功能，在主供電系統意外斷電時，即Vcc為0V時，D1截止， 3.6V備用電源通過D2繼續給PCF8563供電,保證8563的正常運行。
圖6 PCF8563時鍾電路
7、溫度檢測
本系統擴展了實時溫度檢測顯示功能，選用DS18B20一線式數字溫度感測器，通過單片機讀取當前環境溫度可通過鍵盤切換顯示時間和溫度。

圖6 DS18B20與單片機的介面電路
8、列印機的選擇
本系統還擴展了列印機功能，在廣告牌應用中用來列印名片等相關信息。我們選擇了北京市興偉機電應用技術研究所研製的微型熱敏/針打列印機。通過通用的ESC/P列印命令實現字元的列印。

圖7 列印機介面控制時序圖
9、旋轉底盤的設計
針對應用的需要，系統擴展了顯示屏旋轉功能，用普通小型直流電機提供動力，由變速箱減速並加大驅動能力，實現顯示屏幕左右擺動，並且幅度可調。

圖8 直流電機驅動電路

三、系統的軟體設計
本系統的軟體部分主要包括主程序、點陣字模信息提取程序、LED各顯示程序、串列通信程序以及PC機客戶程序等。
1、主程序流程圖
見圖8。
2、點陣字模信息提取程序流程圖
見圖9。
3、LED各顯示程序
LED顯示屏的顯示方式有靜止、上下滾屏、左右滾屏等多種方式。其中上下滾屏顯示程序類似，左右滾屏顯示程序類似，其他多花樣的顯示方式程序都是在此基礎上進行改動而來的。因此主要給出靜態顯示、上移顯示、左移顯示這三種典型方式的程序流程圖，見圖10、圖11、圖12。
4、串列通信程序
每當向PC機客戶程序里輸入新顯示內容並發送給單片機時，單片機就產生串列中斷，接受待顯示信息的機內碼，然後再利用點陣字模信息提取程序得到點陣數據送到LED顯示屏顯示。單片機接受數據採用中斷的方式。串列中斷程序流程圖見圖13。
5、PC機客戶程序
本系統的PC機客戶程序是採用Visual Basic 6.0進行開發的，主要利用其串列通信控制項MSComm，其主要流程圖及運行效果見圖14、圖15。

圖8 主程序流程圖 圖9 點陣字模信息提取程序流程圖

圖10 靜態顯示程序流程圖 圖11 上移顯示程序流程圖

圖12 左移顯示程序流程圖

圖13 串列中斷程序流程圖 圖14 PC機客戶程序流程圖

圖15 PC機客戶控製程序的界面
四、系統功能測試
1、測試及製作中所用儀器
GDS-820C型雙蹤數字示波器、UNT-T型台式數字萬用表、
SK1731SL2A直流穩壓電源、F10型數字合成函數信號發生器、
聯想PC、烙鐵等
2、鍵盤各鍵功能
1 2 3 4
5 6 7 8
9 0 ./+ C/-
確定 上 下 取消
「0—9」 ：數字鍵；
「. /+」 ：小數點/數據加1；
「C/-」 ： 刪格/數據減1；
「確定」 ：進入菜單，保存設置
「取消」 ：返回上一級菜單
「上」 ： 菜單上翻，插入點左移
「下」 ： 菜單下翻，插入點右移
3、單元模塊電路測試
1）LED點陣測試：用程序實現所有點陣全部點亮，顯示部分點陣塊無法完全點亮，更換點陣塊後顯示正常。
2）無線數傳測試：由單片機#2無線發送1000位元組數據，單片機#1接收並存儲，通過開發環境查看接收數據，發送一百次，成功接收100次，經測試系統穩定；
3）與上位機通信測試：上位機循環發送1000位元組數據，單片機接收並校驗，接受成功後送液晶顯示，然後停止發送，經測試接收時間相對於人的反映時間可以忽略。測試20次，成功接受20次。
4）鍵盤液晶測試：用鍵盤控制菜單進出，上下翻頁，鍵盤無抖動，液晶無閃爍。
4、系統整體功能測試
各單元模塊整合後，系統上電,顯示屏上顯示預存信息,通過2#機上的鍵盤可以成功控制1#機上的顯示,包括預存信息切換顯示、翻頁、上下滾屏、左右滾屏、對流、展開等各花樣顯示方式、LED顯示屏亮度連續可調，能成功地顯示出字母、數字、漢字等信息，通過按鍵可以控制顯示實時時間、實時溫度等信息，而且斷電後，重新開機，預存的顯示信息與時間均可掉電保護。通過PC機的客戶程序發送需更新信息數據到2#機，由2#機通過無線數傳模塊發送給1#機，可以成功地更新顯示內容。
經過多次測試，整個系統工作穩定可靠，能夠實現上述所有功能。
五、總結
我們製作的這套LED點陣電子顯示屏系統不僅完成了題目要求的基本功能和發揮功能，還在實時溫度檢測顯示、無線遙控、顯示方式等方面有所創新。本系統以凌陽16位單片機SPCE061A為核心部件，最終完成了競賽題目中要求的各項任務，包括可以控制16*64LED點陣顯示屏實現信息的左右滾屏、顯示屏亮度連續可調、實時時間和實時溫度的顯示等，在設計過程中，力求硬體線路簡單，充分發揮軟體在編程方面靈活的特點，來滿足系統設計的要求。
在競賽的過程中，我們遇到了許多突發性的不太好解決的問題，例如，在整個系統的調試過程中，我們體會到無論是硬體還是軟體的調試都要注意模塊化，要從最底層開始，逐級通過後才能進行下一步的工作；同時在聯合調試的過程中，應注意各模塊之間的時序配合問題，有時都是正確的模塊程序卻因為按照不恰當的順序來執行從而導致程序運行結果完全出錯。
通過這次比賽，我們深深的體會到了團隊間的共同協作的重要性，提高了自己的動手能力和解決問題的能力。

❽ 基於單片機的溫度監測系統設計的總體大概的講一下測溫和無線傳輸顯示的過程

感測器DS18B20具有體積更小、精度更高、適用電壓更寬、採用一線匯流排、可組網等優點，在實際應用中取得了良好的測溫效果[7]。
美國Dallas半導體公司的數字化溫度感測器DS1820是世界上第一片支持 「一線匯流排」介面的溫度感測器，在其內部使用了在板（ON-B0ARD）專利技術。全部感測元件及轉換電路集成在形如一隻三極體的集成電路內。「一線匯流排」獨特而且經濟的特點，使用戶可輕松地組建感測器網路，為測量系統的構建引入全新概念。現在，新一代的DS18B20體積更小、更經濟、更靈活。使你可以充分發揮「一線匯流排」的優點。 同DS1820一樣，DS18B20也支持「一線匯流排」介面，測量溫度范圍為-55°C～+125°C，在-10～+85°C范圍內，精度為±0.5°C。現場溫度直接以「一線匯流排」的數字方式傳輸，大大提高了系統的抗干擾性。適合於惡劣環境的現場溫度測量，如：環境控制、設備或過程式控制制、測溫類消費電子產品等。與前一代產品不同，新的產品支持3V～5.5V的電壓范圍，使系統設計更靈活、方便。而且新一代產品更便宜，體積更小[8]。
1. DS18B20的特性 [9]
（1）適應電壓范圍更寬，電壓范圍：3.0～5.5V，寄生電源方式下可由數據線供。
（2）獨特的單線介面方式，DS18B20在與微處理器連接時僅需要一條口線即可實現微處理器與DS18B20的雙向通訊。
（3）DS18B20支持多點組網功能，多個DS18B20可以並聯在唯一的三線上，實現組網多點測溫。
（4）DS18B20在使用中不需要任何外圍元件，全部感測元件及轉換電路集成在形如一隻三極體的集成電路內。
（5）溫范圍－55℃～＋125℃，在-10～+85℃時精度為±0.5℃。
（6）可編程的解析度為9～12位，對應的可分辨溫度分別為0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可實現高精度測溫。
（7）在9位解析度時最多在93.75ms內把溫度轉換為數字，12位解析度時最多在750ms內把溫度值轉換為數字，速度更快。
（8）測量結果直接輸出數字溫度信號，以「一線匯流排」串列傳送給CPU，同時可傳送CRC校驗碼，具有極強的抗干擾糾錯能力。
（9）負壓特性：電源極性接反時，晶元不會因發熱而燒毀，但不能正常工作。
2.DS18B20內部結構及DS18B20的管腳排列
64位光刻ROM是出廠前被光刻好的，它可以看作是該DS18B20的地址序列號。不同的器件地址序列號不同。DS18B20內部結構主要由四部分組成：64位光刻ROM,溫度感測器,非揮發的溫度報警觸發器TH和TL,高速暫存器。
DS18B20的引腳定義：
(1)DQ為數字信號輸入/輸出端
(2)GND為電源地
(3)VDD為外接供電電源輸入端（在寄生電源接線方式時接地）
另外,站長團上有產品團購,便宜有保證

❾ 模電課程設計——溫度測量電路

我幫你設計原理圖吧設計方案選擇你自己列吧原理很簡單的