51单片机的多通道温度采集处理系统设计+仿真图+源码(2)
温度是现实生活中一个非常重要的物理参数，是实际应用中最常用的参数，并随着社会的进步和工业技术的发展，人们越来越重视温度因素。因为它涉及到日常生活、科学研究、工业生产、农业生产等，如在温室环境下家禽养殖业等，可以保证畜禽适宜的生长环境，使其健康成长和预防瘟疫；大型仓库、大粮仓监测与控制现状等。可以说，几乎80%的部门要考虑温度的因素。围绕温度的检测和控制，因为温度在现实生活中的重要性，使这些测量工具得到了广泛的应用。随着科学技术的发展，这种仪器的发展变化很快。特别是随着计算机技术的飞速发展，微机控制的嵌入式系统已广泛应用于工业控制领域，形成一个测量和控制仪表的智能化，实时性高，精度高，可控制温度，从而使仪器的结构发生了根本性的变化，但也有其更广泛的应用前景。
1.2 本课题的任务
该设计主要是实现对温度进行多通道采集处理并循环显示。整个系统由单片机控制，要能够接受温度传感器DS18b20的数据并显示出来。可以用键盘对温度的上下限进行设置，超过设定值就会报警。设计一种合理、可行的单片机系统，完成多通道温度的采集处理和显示的任务，并编写硬件驱动程序。
1.3 系统整体目标
利用单片机设计一个能够进行多通道温度采集处理的系统，该系统能够对多个通道的温度进行采集处理和显示，并且能够对异常情况进行报警。
2. 方案论证与选择
通过不同方案的介绍选择最优的方案。
2.1 方案设计
2.1.1 设计方案一
采用模拟的分立元件，如非线性元件像电容、电感或晶体管，实现多通道温度采集处理和显示，电路设计简单，操作简单，而且价格便宜，但采用分立元件分散，不便于集成的数字化，并且测量误差大。
2.1.2 设计方案二
该方案由AT89C51单片机、模拟温度传感器AD590、运算放大器、A/D转换器、键盘、LCD显示电路、集成功率放大器、报警器组成，方案二的框图如图1所示。
该方案采用模拟温度传感器AD590作为测量元件[1]，测量温度传感器转换成电流的变化，再利用电路转换成电压的变化，再通过运算放大器将信号进行适当的放大，通过模数转换器将模拟信号转换成数字信号，传送给单片机，单片机的温度值采用液晶显示，当温度超过设定值时，系统开始报警。
图1 方案二的框图
2.1.3 设计方案三
该设计采用主从分布式的思想设计的，由计算机（PC机），下位机（单片机）的多通道温度数据采集，由两个层次的分布式多通道温度采集处理组成的检测系统。方案三的框图如图2所示。
图2 方案三的框图
该系统采用RS-232串行通信标准，通过上位机（PC机）的控制下位机（单片机）进行现场温度采集。温度值可以返回到主控计算机进行数据处理，由显示器显示。也可以由下机位单独工作，实时显示当前温度值，对各通道进行控制。
下机位采用的是基于单片机的多通道温度采集处理的系统。以DS18b20温度传感器为温度采集装置，对4路温度信号进行采集后在8位数码管上显示。系统的抗干扰性好、设计灵活、方便。
2.2 方案的比较与选择
基于DS18b20的数字温度计的温度测量仪的硬件和软件开发过程，DS18B20将温度信号直接转换为数字信号，实现了与单片机的直接接口，从而消除了信号转换电路的需要。该系统电路简单，性能可靠，测量效率高，弥补了传统温度测量方法的不足。与方案1相比，在功能，性能，可操作性等方面都有较大的提高。与方案2相比，硬件电路简单，操作方便，具有较高的性价比。所以我用方案3完成了设计方案。