溫度控制課程設計--數(shù)字溫度測量系統(tǒng)

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1、綜合課程設計論文實訓課題：數(shù)字溫度測量系統(tǒng)專業(yè)班級：應用電子技術（1）班摘要隨著社會的進步和工業(yè)技術的發(fā)展，人們越來越重視溫度因素，許多產(chǎn)品對溫度范圍要求嚴格，而目前市場上普遍存在的溫度檢測儀器大都是單點測量，同時有溫度信息傳遞不及時、精度不夠的缺點，不利于工業(yè)控制者根據(jù)溫度變化及時做出決定。在這樣的形式下，開發(fā)一種能夠同時測量多點，并且實時性高、精度高，能夠綜合處理多點溫度信息的測量系統(tǒng)就很有必要。本課題以AT89C51單片機系統(tǒng)為核心，能對多點的溫度進行實時巡檢。DS18B20是一種可組網(wǎng)的高精度數(shù)字式溫度傳感器，由于其具有單總線的獨特優(yōu)點，可以使用戶輕松地組建起傳感器網(wǎng)絡，并可使多點

2、溫度測量電路變得簡單、可靠。本文結合實際使用經(jīng)驗，介紹了DS18B20數(shù)字溫度傳感器在單片機下的硬件連接及軟件編程，并給出了軟件流程圖。關鍵詞：溫度測量；單總線；數(shù)字溫度傳感器；單片機目錄一、引言二、數(shù)字溫度計的結構及功能介紹1.單片機STC80C52RC2.DS18B20數(shù)字溫度傳感器3.顯示器的選擇三、設計原理及原理圖四、設計程序流程圖五、總結六、附錄1.程序代碼2.仿真一、引言本系統(tǒng)利用DS18B20進行測溫，基于單片機AT89S52進行溫度控制，具有硬件電路簡單，控溫精度高、功能強，體積小，簡單靈活等優(yōu)點，可以應用于控制溫度在-55℃到+125℃之間的各種場合，可以實現(xiàn)溫度的實時采

3、集、顯示功能。溫度是一種最基本的環(huán)境參數(shù)之一，日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常要檢測溫度。傳統(tǒng)的方式是采用熱電偶或熱電阻，但是由于模擬溫度傳感器輸出為模擬信號，必須經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)獲得數(shù)字信號后才能與單片機等微處理器接口，使得硬件電路結果復雜，制作成本較高。美國DALLAS公司生產(chǎn)的DS18B20為代表的新型單總線數(shù)字式溫度傳感器以其突出優(yōu)點廣泛使用于倉庫管理、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)制造、氣象觀測、科學研究以及日常生活中。本文提出用DALLAS公司生產(chǎn)的DS18B20數(shù)字溫度傳感器和89S52單片機構成的多路測溫系統(tǒng)，采用單總線的方式（一根數(shù)據(jù)線，在一個I/O口上），可以在單總線上掛接多個18B20，在單

4、片機控制下巡回檢測多點溫度，并可以設置高、低溫度超限報警等功能。二、結構及功能介紹1、單片機STC80C52RCa、該系統(tǒng)采用MCS-51系列單片機AT89C51作為控制核心，該系統(tǒng)可以完成運算控制、信號識別以及顯示功能的實現(xiàn)。由于用了單片機，使其技術比較成熟，應用起來方便、簡單并且單片機周圍的輔助電路也比較少，便于控制和實現(xiàn)。整個系統(tǒng)具有極其靈活的可編程性，能方便地對系統(tǒng)進行功能的擴張和更改。MCS-51單片機特點如下：可靠性好單片機按照工業(yè)控制要求設計，抵抗工業(yè)噪聲干擾優(yōu)于一般的CPU，程序指令和數(shù)據(jù)都可以燒寫在ROM上，因此可靠性高。易擴充單片機有一般電腦所必須的器件，如三態(tài)雙向總線

5、，串并行的輸入及輸出引腳，可擴充為各種規(guī)模的微電腦系統(tǒng)控制功能強單片機指令除了輸入輸出指令，邏輯判斷指令外還有更豐富的條件分支跳躍指令。b、單片機主機系統(tǒng)電路AT89C51單片機是屬于51系列單片機里的。它的內(nèi)部自帶2K字節(jié)可編程FLASH存儲器的低電壓、高性能COMS8位微處理器。AT89C51單片機還與IntelMCS-51系列單片機的輸出管腳和指令相互兼容。由于AT89C51將多功能8位CPU和閃速存儲器結合在單個的芯片里，所以，AT89C51構成的單片機系統(tǒng)是所有系統(tǒng)里結構最簡便，價格最便宜，使用效率最高的控制系統(tǒng)，它還節(jié)省了外部的RAM與ROM和接口器件，削減了硬件方便的開銷。節(jié)

6、省了制造成本，提高了系統(tǒng)的性價比。c．主要芯片的介紹本課題采用單片機AT89C51控制的數(shù)字溫度測量與顯示系統(tǒng)，其功能的實現(xiàn)主要通過軟件編程來完成，采用單片機AT89C51，它是低功耗、高性能的CMOS型8位單片機。片內(nèi)帶有4KB的Flash存儲器，且允許在系統(tǒng)內(nèi)改寫或用編程器編程。且AT89C51的使用壽命很長，數(shù)據(jù)保留時間也較長，可以達到十年的時間。就是因為這一些類的特性，與優(yōu)點。所以本次設計我才會選擇使用這一類的單片機來作為我實現(xiàn)此系統(tǒng)的工具?！纹瑱C主機系統(tǒng)圖根據(jù)設計的要求，要利用溫度傳感器實時溫度。當溫度高于設定的溫度時（60℃），當溫度高于設置報警的上限值時風扇轉(zhuǎn)同時紅色led

7、亮，當?shù)陀跁r繼電器以留出接口。同時要求能設定溫度。畢業(yè)設計的主要任務是能對溫度進行自動的檢測和控制。設計中采用單片機來控制溫度，因此要有溫度的顯示電路，溫控電路，報警電路等幾個部分。要實現(xiàn)系統(tǒng)的設計要用到的知識點有單片機的原理及其應用，溫度傳感器的原理和應用，及顯示電路的設計等。·2、DS18B20數(shù)字溫度傳感器2.1DS18B20簡介新的“一線器件”DS18B20體積更小，適用電壓更寬、更經(jīng)濟，做為一線總線數(shù)字化溫度床