毕业论文：基于单片机的无线温度监控系统_精品.doc

1. 引言 ２ 1.1. 设计背景及意义 ２ 1.2. 系统简介及组成 ２ 2. 系统器件选择及论证 ３ 2.1. 控制器部分 ３ 2.1.1. Msp430系列单片机概述 ３ 2.1.2. MSP430硬件特点 ３ 2.1.3. 所应用的主要功能 ４ 2.2. 系统显示模块 ５ 2.2.1. 12864点阵液晶显示屏简介 ５ 2.2.2. 12864显示屏的技术特点 ５ 2.3. 无线模块 ５ 2.3.1. NRF2041无线模块简介 ５ 2.3.2. NRF2401外部接口 ６ 2.4. 传感器模块 ６ 2.4.1. Ds18b20温度测量模块简介 ６ 2.4.2. DS18b20结构示意 ６ 2.5. 上位机部分 ７ 3. 硬件连接与设计 ７ 4. 软件设计 ７ 4.1. 人机交互环节 ７ 4.1.1. 设计原理 ７ 4.1.2. 人机交互环节流程图： ８ 4.2. 温度采集部分 ８ 4.2.1. 程序流程图 ８ 4.2.2. 滤波算法 ９ 4.3. 数字PID控制算法 ９ 4.3.1. 位置式算式及PID参数 ９ 4.3.2. 算法流程图： １０ 4.4. 控制PWM脉宽输出 １０ 4.4.1. 脉宽调制波产生 １０ 4.5. PC上位机监控程序设计 １１ 4.5.1. 上位机监控程序简介 １１ 4.5.2. 功能模块 １１ 5. 致谢 １５ 6. 参考文献 １５ 基于单片机的无线温度监控系统 自动化专业学生 李盛葆 指导教师 李坤 摘要： 关键词： The Supervise Control Wireless System Based On MCU Student majoring in Automation Li Shengbao Tutor Li Kun Abstract： ××××××（五号Times New Romar，200—300个实词）××××××××××××××××××××××…… Key words: ×××；××××；×××××；×××（3-5实词个，五号Times New Romar）  引言 设计背景及意义 温度是表征物体冷热程度基本物理量，在工业生产、日常生活中的各个领域中，其测量和控制都占有重要的地位，如何精确的测量温度并快速、准确、稳定的控制被控对象的温度变量是一个经久不衰的研究课题。 在工业环境中，温度的过高或者过低会导致设备损坏，造成生产危险；军事应用中，温度的异常会影响材料的组织结构和性能……工业领域中，锅炉的炉温、电机的轴温、工业冷却水的水温、化学反应的温度等等，都是我们需要精确测量并严格控制的。当然，在民用领域，新型的智能家居系统也需要通过测量室内温度，而通过一系列控制算法控制制冷制热系统的运转而使室温适宜人的居住。 单片机等嵌入式技术的蓬勃发展、集成电路的微型化、仪器仪表的智能化为现代温度测量控制大大促进了温度监控技术的发展。新一代计算机控制系统能够实现实时数据采集、实施决策控制、实时控制输出，其实时数据能够实时显示，并且可以查看历史记录，操作人员可以根据实际情况选择手动或自动调节控制器的输出。在热工、化工、机械、冶金等部门已经广泛应用。 系统简介及组成 本设计基于msp430系列低功耗单片机作为主控制器，利用ds18b20数字式低功耗温度传感器采集现场温度，然后利用nrf2401系列无线射频传输芯片将温度信息传送回主控制器，并在液晶显示器上显示。主控制器并可以与PC机经过RS232连接，接收到的温度历史信息可以在PC机上显示，并保存。 通过比较给定值与测量变送值的偏差，利用PID算法，控制器输出控制量给被控对象电炉，根据控制量的大小加热炉可以通过加热来使实际温度值逐渐逼近给进值。另外系统也允许用户手动调节控制量来控制加热器的温度。 整个系统的特点在于： 低功耗性：主控制器、测量变送元件、无线传输模组都是低功耗的 精确性：传感器ds18b20精确度可达0.1度 无线性：2.4G无线射频技术可以保证数据快速无损传输 用户友好性：PC机和液晶监控屏双重显示，用户可根据自己需要对系统进行自定义设置 系统整体框图如下所示： 图 11 系统器件选择及论证 控制器部分 Msp430系列单片机概述 MSP430 是德州公司新开发的一类具有16位总线的带FLASH 的单片机,由于其性价比和集成度高,受到广大技术开发人员的青睐。它采用16位的总线,外设和内存统一编址,寻址范围可达64K,还可以外扩展存储器.具有统一的中断管理,具有丰富的片上外围模块，可以在线对单片机进行调试和下载,且JTAG 口直接和FET(FLASH EMULATION TOOL)的 相连,不须另外的仿真工具,方便实用,而且,可以在超低功耗模式下工作,对环境和人体的辐射小,可靠性能好,加强电