智能温度数据采集单片机系统研发

3.0 闻远设计 2023-04-29 151 4 16.78KB 2 页 3光币

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智能温度数据采集单片机系统研发

0 引言

随着数字信息时代的不断发展，基于单片机的数据采集系统凭借结构紧凑、工作性能稳定、可

扩展性好、功能丰富等优点，得到了充分的重视和广泛的应用。人是恒温动物，人体的肝、

脾、胆以及血压、血液成分等会随着气温的变化受到不同程度的影响，舒适的气温有利于健

康。

本文针对室温对基于单片机的智能温度数据采集系统进行进一步分析和研究。该系统分为两部

分：室温的数据采集器和监控室内温度的上位 PC 机。采集器基于 STC15F2K61S2 单片机，实

现对室温的实时监测，显示及对相关设备进行控制，以达到控制室温的效果。

1 系统的总体设计

系统整个过程包括信号的采集、单片机对信号处理、采集数据的实时显示、温控设备的智能控

制，最后将采集数据上传至 PC 机存储分析，系统原理如图 1所示。系统包括前端的温度传感

器、单片机、按键、数码管显示、空调等温控设备、PC 机。其中，单片机是核心设备，主要

完成采集信号的处理和转换，将转化后的数据信息显示在数码管上。同时，根据温度变化自动

控制空调、风扇、暖气，并将数据存储到上位 PC 机的数据库内，可显示当天室温变化的情况

和历史变化趋势曲线，空调、暖气设备的使用状况。

1.1 单片机 I/Ο 口分配

对于单片机控制下的智能温度采集系统而言，单片机是系统设计的核心部分，合理使用单片机

的I/Ο 口资源是系统设计成功与否的关键。本系统将单片机的 P0,P2 口分别用于控制数码管的

字位码和字形码，P1.0 口用于将传感器检测的模拟信号输入至单片机内部的 A/D 转换器，P3.0

和P3.1 与上位 PC 机实现串口通信，P3.2~P3.4 接按键，P3.5~P3.7 接温控设备。

1.2 A/D 转换模块

将温度传感器采样的信号进行数据采集，由单片机同时触发启动转换过程，转换完毕后读入单

片机，并进行进一步的信号处理。本系统使用的 ADC 转换器模块为 STC15 系列单片机内部集

成的 8路10 位高速 ADC 转换器模块，模拟信号输入端口设置在 P1 端口的 8个引脚上，本系统

仅使用 P1.0 作为模拟信号输入口。ADC 转换器模块涉及的主要寄存器有：

（1）ADC 控制寄存器 ADC_CONTR（见表 1 ）。

（2）A/D 转换中断有关的寄存器 IE （见表 2 ）。

EA: 总中断允许控制位，置 1 开总中断。

EADC:ADC 使能控制端，置 1开ADC 中断。

当EA =1,EADC =1 时,ADC 控制寄存器ADC_CONTR 中的 ADC_FLAG 是A/D 装换结束标

志位，也是 A/D 转换结束的中断请求标志位。

该模块中主要包括两部分程序：ADC 初始化程序和 ADC 中断服务程序。其中，初始化程序主

要用于将 P1 口设置为 ADC 的输入通道，启动 ADC 转换器，并开启 CPU 中断，等待 A/D 转换

结束的中断请求。程序设计流程如图 2 所示。

当A/D 转换结束后，ADC 转换器工作停止，同时相应的中断标志位 ADC_FLAG 被置为 1,程序

跳转至 ADC 中断服务程序入口，在 ADC 中断服务程序中，主要完成的工作为清除中断标志

位，并计算出 A/D 转换的数字量，然后重新启动 ADC 转换器。ADC 中断服务程序工作流程如

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摘要：

智能温度数据采集单片机系统研发0引言随着数字信息时代的不断发展，基于单片机的数据采集系统凭借结构紧凑、工作性能稳定、可扩展性好、功能丰富等优点，得到了充分的重视和广泛的应用。人是恒温动物，人体的肝、脾、胆以及血压、血液成分等会随着气温的变化受到不同程度的影响，舒适的气温有利于健康。本文针对室温对基于单片机的智能温度数据采集系统进行进一步分析和研究。该系统分为两部分：室温的数据采集器和监控室内温度的上位PC机。采集器基于STC15F2K61S2单片机，实现对室温的实时监测，显示及对相关设备进行控制，以达到控制室温的效果。1系统的总体设计系统整个过程包括信号的采集、单片机对信号处理、采集数据的实时...

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