基于现场总线的单片机温度测量系统方案.doc

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1、 目 录 1, 绪论 3 1.1 设计总体说明4 1.2方案论证71.2.1 铂热电阻71.2.27 1.2.3 现场总线82、 总体设计13 2.1系统工作原理132.2系统方框图14 2.3系统总体电路设计153、硬件设计15 3.1总体设计框架15 3.2温度传感器16 3.2.1传感器概述16 3.2.2传感器的静态特性17 3.2.3传感器的动态特性20 3.2.4传感器不失真检测转换条件20 3.2.5传感器的分类21 3.2.6电阻式温度传感器22 3.2.7传感器的选用23 3.3 A/D转换器23 3.3.1 A/D转换器的类型23 3.3.2 ADC性能指标24 3.3.3

2、选用ADC080925 3.4单片机28 3.4.1单片机概述28 3.4.2 AT89S51单片机29 3.5 CAN总线设计35 3.5.1 CAN总线硬件设计35 3.5.2 CAN总线软件设计37 3.6 CAN总线收发器39 3.6.1 82C250的主要特性29 3.6.2 82C250的功能框图29 3.6.3 功能描述40 3.7 显示电路424、软件设计43 4.1 系统程序设计44 4.2显示控制程序45 4.3按键检测子程序50结束语52附录:测量主程序533、 流程图57参考文献58致59 1、绪论改革开放以来,人们生活水平越来越高,城市农村建设迅猛发展,农业、工业发展

3、迅速,在城市里人们需要更多的园林建设来美化城市,改善生态环境,因此需要一个良好的温室系统来培育优良的苗木和花草,在农村,用温室种植蔬菜、花草等。在其它很多地方也会用到温室系统,如粮库需要一个好的温、湿度环境,让粮食不至于在长时间里变质。因此一个良好的智能温室系统,会给人们生活带来很大的帮助!温室系统是一个多方面智能监控系统,如温度系统、湿度系统、灌溉系统、系统、通风系统等。通过该系统进行温度测量,将数据实时显示和监控,要求系统温度偏差小于5,这样才能更加准确的提供一个良好的温度环境。当温度过高或者过低时,系统采取相应措施进行即时处理,恢复所要的理想温度围。温度是与人类的生活、工作关系最密切的物

4、理量,也是各门学科与工程研究设计中经常遇到和必须精确测定的物理量。从工业炉温、环境气温到人体温度;从空间、海洋到家用电器,各个技术领域都离不开测温和控温。因此,测温、控温技术是发展最快、围最广的技术之一。本文采用的是物理化学性能在高温和氧化性介质中很稳定,而且测量精度高、围宽的铂热电阻进行温度系统的测量。温度控制系统具有非线性、时滞以与不确定性。单纯依靠传统的控制方式或现代控制方式都很难达到高质量的控制效果。采用单片机进行温度控制不仅具有控制方便、简单和灵活性大等优点,而且可以大幅度提高被控温度的技术指标。此测量电路能测量0500的温度变化。用传感器测量温度,将被测量转换成电压,再转换为A/D

5、转换器能够识别的05V,经过单片机处理,并在四位LED数码管上显示所测量的温度值显示格式为:XX.XX。控温精度为正负0.5。AT89S51将所测数据通过CAN总线传送给上位机,作为工业的参考数据存储起来。目前现场总线控制系统是一个以智能传感器、自动控制、计算机、通信、网络技术为主要容的多学科交叉的新兴技术,在过程自动化、制造自动化,电力等领域都有广泛的应用前景。目前国的现场智能仪表中,可连接于FF总线系统的产品还没有得到推广。而国外进口产品价格较高,维修不方便。因此,对于此次设计的,可以和现有常规产品连接的系统是很有必要的。 设计总说明 本文以CAN总线为基础,CAN总线上的每一节点均可以作

6、为主节点主动地与其它节点交换数据,彻底解决了主从结构网络上只能有一个主节点、其余均为从节点的潜在危害,CAN网络中的节点(信息帧)可分优先级,这对实时控制系统无疑是极为有利的。由于本系统采用了CAN总线构成局域网因此程序设计具有很大的灵活性。根据系统特点将程序分为两部分:监控程序、现场LCD显示程序和测温程序。利用微型计算机作为监控模块的主机,监控程序可完成较完备的温度监控和数据管理功能如:特定点温度的采集和显示,整个系统温度的采集和显示,温度越限报警点的定位等;现场LCD显示程序主要完成对信息的接收、处理,并按照一定的规律将其显示出来;测温程序主要完成接收监控计算机发出的各种命令,采样信息等

7、功能根据CAN协议和CAN设备的要求,用铂热电阻的温度传感器进行温度采集,通过AT89S51芯片进行温度输入、显示、控制等。然后通过FB3050和CPU P89V51RD2完成通讯控制,AT89S51将所测数据通过CAN总线传送给上位机,作为工业的参考数据存储起来。设计了一个基于现场总线的温度测控系统。该系统具有结构简单、成本低廉、性能可靠等优点。 温度测量系统中,传感器采用铂热电阻的温度测控电路。信号采集电路采用对称的差动式电桥测量温度信号,铂热电阻器RES4和精密电阻器R3、R4与R5组成测量电桥。此信号再经放大器放大之后经A/D转换器接入单片机就构成了温度监控系统。再经过处理以后,由LED数码管显示数据。 温度测量系统可以通过传感器将被测量转换为O 到5V 的单路输入电压值,并在四位LED 数码管上显示温度值。本文将研究一种由CAN总线完成测控系统间数据通信、结构灵活、通用性号的温度测控系统,使用Pt100,并能方便的实现系统互联。将传感器的输出变换成标

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