公路温度采集与存储系统
目录
一、 引言 5
（一） 公路温度采集器的发展背景与现状 5
（二） 主要设计内容 5
二、 公路温度采集器的方案设计 6
（一） 方案框图设计及元器件选择 6
（二） LCD1602液晶屏简介 6
（三） DS18B20温度传感器简介 7
（四） DS1302实时时钟芯片简介 7
（五） AT24C02型EEPROM简介 7
三、 系统硬件设计 8
（一） 公路温度采集器的主控电路设计 8
1. STC89C51单片机简介 8
2. 最小系统电路设计 8
（二） 参数显示电路设计 9
（三） 公路温度检测电路设计 10
（四） 实时时间输出电路设计 10
（五） 数据保存电路设计 11
（六） 按键电路设计 11
四、 系统软件设计 12
（一） 公路温度采集器的主程序设计 12
（二） 液晶屏显示程序设计 13
（三） 公路温度检测程序设计 14
（四） 时间产生程序设计 14
1. 写入时间流程 15
2. 读取时间过程 15
五、 公路温度采集器调试 16
（一） 实物安装 16
（二） 遇到的问题 17
总结与展望 18
参考文献 19
致 谢 20
附录一 原理图 21
附录二 PCB图 22
附录三 元件列表 23
实物图 24
附录四 程序 25
引言
公路温度采集器的发展背景与现状
温度采 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ^351916072^
集已经成为工业对象控制中的一种重要参数，温度指标也越来越多地影响着生产效率和能源消耗。中国公路事业的勘探质量大幅度上升，温度采集作为其中一项勘探内容，具有很大的市场竞争力。通过单片机作为主控核心并结合其他传感器，实现一款性能高于市面上大多数系统的公路温度采集器系统，且使得平均成本得到大幅度下降。
当前效果最高的一些公路温度采集与存储系统控制系统产品采用的是以32位内核处理器作为主控的具备超快运算速度的系统，因为它的内核能够在单位时间中对32比特的二进制数据进行与此同时运算，所以相较于市面上绝大多数16位内核产品来说要快得多。公路温度采集与存储系统的综合性能是目前市场上相关产品的制胜重要因素，当前一些16位处理器相对于32位产品具有更低的成本，从而它比32位产品获取更多的使用者，但随着32位微处理器的生产研发价格正在不断减小，其公路温度采集与存储系统控制系统必将带来更大的竞争力。
主要设计内容
以公路温度采集与存储系统控制系统的研究现状为背景，提出了一款能够通过STC89C51单片机作为主控核心的公路温度采集与存储系统控制系统，该系统具有比市场上很多相关产品更低的电量消耗和成本，下列为将要实现的研究内容：
1.设计参数显示电路，通过对LCD1602液晶屏的驱动，将待显示的参数通过单片机送入液晶屏内部；
2.配置DS18B20传感器电路，将采集到的温度参数送入STC89C51单片机内部进行处理；
3.配置报警电路，通过单片机的高低电平驱动从而实现报警；
4.设计DS1302计时电路，通过该电路的工作为系统提供RTC时间数据；
5.设计AT24C02型EERPOM电路，使得系统能够在掉电情况下对数据进行保存；
6.温度记录周期为10分钟，每隔十分钟将采集到的公路温度数据保存在AT24C02型EEPROM芯片中；
7.用户可以通过操作按键获得记录到的公路温度数据，历史数据保存记录条数为10条；
公路温度采集器的方案设计
方案框图设计及元器件选择
图1为温度采集与存储系统控制系统的硬件框图，主要由主控电路、显示电路、报警电路、数据存储电路、时间基准电路、温度传感器电路以及按键电路组成。公路温度采集与存储系统控制系统的单片机最小系统电路由复位电路、时钟电路和STC89C51单片机芯片组成，它是整个系统的关键核心，实现对LCD1602、DS18B20、有源蜂鸣器、DS1302实时时钟芯片和AT24C02型EEPROM等电子元件控制。
参数显示电路用于实现系统参数的显示，温度传感器电路用于实现环境温度的检测，报警电路用于实现在温度达到极值时发出报警信号的功能，显示电路用于实现北京时间计时的功能，AT24C02电路设计用于实现存储数据的功能。
图1 公路温度采集与存储器硬件框图
LCD1602液晶屏简介
图2是LCD1602外观图。选择LCD1602元器件作为本文的显示部分，芯片工作电压为4.5V~5.5V，采用标准的14或16脚接口，显示质量高，体积小，功耗低，集成度高。出厂前生产厂家已将字库芯片、缓存器、液晶控制器、总线、稳压模块和液晶点阵板合成在LCD1602液晶屏模块里面，使用人员在应用时只要进行简要的硬件电路构建即可实现LCD液晶屏的全部功能，它的使用方便性和高性能等优势使LCD液晶屏在过去一段时间内已经吸引了非常多的用户。
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图2 LCD1602实物图
DS18B20温度传感器简介
DS18B20传感器是温度智能控制系统中一种经常用到的高性能温敏器件，图3为DS18B20传感器模块外观图。AD590作为一种高端温度传感器能够实现更高精度的温度测量，并且温度测量范围也更为宽泛，之所以不采用AD590进行测量，因为AD590是一个感温电流源，它的输出信号为电流信号，并不能被单片机直接使用，该特性不适合本系统。该器件相对于目前市场上其它的温敏器件模块来说，含有温度检测精度高的特点，检测精度不受硬件电路布局以及连接方式等因素影响等优势，这个器件在电源供电方面选用正5V直流电压，电源和控制系统中的其它芯片或模块能够互相兼容。
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