基于DS18B20的温度采集与智能控制系统设计与应用.docx

基于DS18B20的温度采集与智能控制系统设计与应用

目录

一、内容概览．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.2国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1.2.1温度采集技术发展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

1.2.2智能控制策略研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

1.3研究内容与目标．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

1.4论文结构安排．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

二、系统总体方案设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

2.1系统设计目标与要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

2.2系统整体架构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

2.2.1硬件系统框架．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

2.2.2软件系统架构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

2.3关键技术选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

2.3.1温度传感器选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

2.3.2通信协议确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

2.3.3控制算法设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

三、硬件系统设计与实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

3.1温度采集模块设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

3.1.1DS18B20传感器特性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

3.1.2传感器接口电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

3.1.3温度信号调理电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

3.2数据传输模块设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

3.2.1通信方式选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

3.2.2数据传输接口设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39

3.3控制执行模块设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42

3.3.1控制核心选型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

3.3.2执行机构选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44

3.3.3控制电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

3.4系统供电设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49

3.4.1电源方案选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50

3.4.2电源电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52

四、软件系统设计与实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52

4.1软件系统总体设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54

4.1.1软件功能模块划分．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．56

4.1.2软件流程设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．58

4.2温度采集程序设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．59

4.2.1DS18B20驱动程序．．．．．．．．．．．．．．．．．．