摘 要本文主要选用STC公司的51系列单片机为下位机的控制核心，采用PC中的为上位机。前者主控温度的读取，后者主控人机交互界面的显示和报警。并且采用DHT11作为温度传感器件，单片机将向DHT11温度传感器发出检测指令，而上位机将显示下位机的温度检测结果，还能够在超出预定温度值时完成报警。整个系统主要包括温湿度检测模块、单片机最小系统模块、按键控制模块、USB-TTL模块、PC上位机。其中，温湿度检测模块负责对对温度进行检测；单片机最小系统模块负责对温湿度模块产生的结果进行相应的读取；USB-TTL模块主要负责对单片机采集到的数据进行传输。PC上位机主要负责对温度数据的显示以及对温度范围的判断报警。经调试，本系统能够采集温度并且能够根据上位机设定的温度报警阈值进行报警。
目 录
第1章 课题分析与方案选择 1
1.1课题背景 1
1.2 课题分析 1
1.1.1 设计的主要内容 1
1.1.2设计的任务和内容 1
1.3系统总体方案描述 1
1.4本章小结 2
第2章 技术原理分析 3
2.1 温度测量原理 3
2.1.1 温度简介 3
2.1.2 热电阻测温原理 4
2.2 USBTTL传输原理 4
2.2.1 USB传输协议 4
2.2.2 中串口模块介绍 5
2.3 Modbus协议 6
2.4DHT11串口介绍 6
2.5 本章小结 8
第3章 硬件电路设计 9
3.1 单片机模块设计 9
3.2 温度传感器模块的设计 10
3.3 USBTTL模块 10
3.4 本章小结 11
第4章 软件设计 12
4.1 软件总体设计 12
4.2 上位机串口程序设计 14
4.3 上位机温度显示和报警程序设计 15
4.4 下位机读取温度程序的设计 16
4.5 下位机的数据帧格式的设计 17
4.6 本章小结 18 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: &351916072& 

第5章 调试与结果分析 19
5.1 界面调试与分析 19
5.2 串口通信调试与分析 21
5.3 报警程序的调试与分析 22
5.4 本章小结 22
第六章 结束语 23
6.1本设计所完成工作 23
6.2问题与解决方法 23
6.3 展望 23
参考文献 24
致 谢 25
附录A 硬件原理图 26
附录B 硬件实物图 27
附录C 软件程序 28
课题分析与方案选择
1.1课题背景
温度传感器的发展可以概括为传统的分立式温度传感器、模拟集成温度传感器、智能温度传感器三个阶段。本世纪，温度传感器的发展突飞猛进，朝着精度更高，用途更广泛温度，功能更强的发面不断发展。传感器在中国已经有二三十年的发展进程了，但是由于我国在半导体行业起步晚，底子薄，导致在该方面处于起步阶段，落后发达国家二三十年的差距。目前国内所流行的传感器中例如DS18B20，AD595AQ，ADT7420等，均为国外生产制造，国内所具备自主知识产权的公司凤毛麟角。同国外公司相比，我国的传感器无论在数量还是种类方面都不能满足市场的需求。大部分需求只能依靠进口渠道来满足。但是尽管我国在传感器这方面还处于发展中阶段，但是我国的相关企业和研究所正不断的前行，不断的缩短差距。相信在不久的将来，我们一定会凭借智慧与汗水在传感器领域位列世界前列。
1.2 课题分析
1.1.1 设计的主要内容
以单片机和PC为上下位机，设计一基于的温度检测系统。系统利用温度检测模块，将检测到温度大小转化成数字量，下位机通过单总线的方式，对温度数字量进行读取，存储到单片机内。再将下位机单片机机串口通过USBTTL模块接到PC上位机，上位机接收到数据后将温度的数值数据显示到的前面板上，系统还需要具有温度报警的功能。系统应包括温度采集模块、单片机最小系统模块、串口传输模块、显示模块。熟悉和掌握温度检测系统的理论和方法，发展趋势和现状。 熟悉单片机微控制系统主要技术特点。 掌握串口通信技术、定时器中断知识、编程知识。
1.1.2设计的任务和内容
搭建下位机硬件电路，完成基于平台的上位机设计以实现温度的实时观测。
（2）对基于的温度检测系统进行硬软件设计，并给出系统框图，完成系统调试。
1.3系统总体方案描述
本设计是基于的温度检测系统，该系统主要有温度采集模块、单片机最小系统模块、串口传输模块、显示模块等组成。以下位机以51单片机为核心芯片，通过对温度检测电路的检测，对数据进行处理、传送并在PC的上显示输出测温结果。系统设计的总体框图如图13所示。
/
图13 系统设计整体框图
各个部分的功能作用：
（1）PC：作为上位机，在 的前面板中进行对温度的显示、对温度是否所在范围进行报警。
（2）USBTTL模块：因为电脑的USB口不能直接和单片机的串口进行通信，所以需要一个模块负责在USB和TTL协议的传输数据的过程中协议进行转化，这个模块就是USBTTL模块。
（3）单片机从机最小系统：下位机，检测两个光电检测电路的输出，计数电机单位时间内转动的圈数。
1.4本章小结
本章节着重是课题的分析。对设计的主要内容进行了介绍。随后对系统的总体方案进行了描述，阐述了各个部分的功能作用。以便达到最好的设计要求。
第2章 技术原理分析
2.1 温度测量原理
2.1.1 温度简介
温度是度量物体热平衡条件下冷热程度的物理量，它反映了物体内部微粒无规则运动的平均动能，是国际单位制中的7个基本物理量之一。由于在很多情况下，不能直接测量，故是种特殊量。自然界中，很多物质的物理属性以及众多的物理效应均与温度有关，因此人们利用他们随温度的变化规律来间接测量温度。
根据感温元件与被测介质接触与否，温度测量方法可分为：接触式和非接触式。接触式测温方法是通过传导、对流和辐射等传热方式感受被测介质的温度。此方法虽然简单、方便，但其间的热阻及感温元件的热惯性都会影响测温的迅速、准确。非接触式测温法的感温元件不与被测物体相接处，目前最常用的是辐射法，它直接利用被测对象的辐射能与温度的对应关系来测量其温度。与接触式测温方法相比，非接触式测温法具有如下优点：1、动态响应快。2、适合特殊场合。3、测温范围理论上无上限，其下线也随技术发展在向中低温扩展。由于非接触式测温法必须获得被测量对象的热辐射强度，因此存在以下缺点：1、受中间介质影响大。2、接收到的辐射能常常不能直接得出被测对象的实际温度，需要进行修正。

原文链接：http://www.jxszl.com/jxgc/zdh/444942.html