《智能测温仪》毕业设计论文

1金华职业技术学院JINHUAPOLYTECHNIC毕业教学环节成果（2013届）题目智能测温仪的设计与制作学院信息工程学院专业应用电子技术专业班级应电101学号201031010030110姓名杨义指导教师郑惠群2013年5月25日1金华职业技术学院毕业教学成果目录摘要................................................................3引言................................................................51控制方案选择.....................................................61.1智能测温仪的功能..............................................61.2系统方案简介..................................................61.3系统控制方案：................................................62智能测温仪的基本结构与工作原理...................................62.1硬件结构......................................................62.2工作原理......................................................73硬件电路设计.....................................................73.1单片机最小系统的设计..........................................73.1.1主要性能参数..............................................83.1.2AT89C52管脚说明..........................................93.2数码管显示电路设计..........................................113.3数据采集电路设计............................................113.3.1DS18B20的内部结构与外形.................................123.3.2技术性能描述.............................................123.3.3DS18B20工作原理.......................................123.3.4DS18B20温度传感器使用中注意事项.......................133.4按键显示电路的设计...........................................143.4.1键盘电路..................................................143.5报警电路....................................................144软件电路设计.....................................................154.1系统软件介绍.................................................154.2温度程序.....................................................154.2.1读出温度子程序............................................154.2.2计算温度子程序............................................164.2.3显示程序.................................................174.3按键程序.....................................................175系统调试及性能分析...............................................19结论...............................................................19谢辞...............................................................20参考文献...........................................................21附件1：仿真电路图.................................................232附件2：元器件清单.................................................24附件3：PCB图.....................................................25附件4：实物图.....................................................263智能测温仪的设计与制作信息工程学院应用电子专业杨义摘要：本设计以AT89S51单片机为核心来设计温度控制系统和报警系统。温度信号由温度芯片DS18B20采集，并以数字信号的方式传送给单片机。这个智能测温仪主要的功能是能测量当前环境的温度如果温度高于或低于设定值则蜂鸣器会报警;其他则是可以自己设定报警温度的上限和下限。此设计采用模块化结构，主要模块有：数码管显示程序、键盘扫描及按键处理程序、温度信号处理程序、超温报警程序。关键词：温度传感器STC89C52测量报警4Intelligentthermometerdesignandproduction（MajorofAppliedElectronicTechnology，InformationandEngineeringCollege，Yangyi）Abstract：ThisdesignwithAT89S51asthecoretodesignthetemperaturecontrolsystemandalarmsystem.TemperaturesignalbythetemperaturechipDS18B20acquisition,anddigitalsignalsbymeansoftransfertothesinglechipmicrocomputer.Theintelligentthermometermainfunctionistomeasurethecurrentenvironmentaltemperatureifthetemperatureaboveorbelowthesetvalue,buzzerwillalarm;Theotheriscansetupyouralarmtemperatureupperlimitandlowerlimit.ThisdesignUSESamodularstructure,mainmodules:digitaltubedisplayprogram,keyboardscanningandkeyprocessingprogram,temperaturesignalprocessingprocedures,overtemperaturealarmingprogram.Keywords：ThetemperaturesensorSTC89C52measurementalarm5引言随着我国社会科技和经济的不断发展，对温度的测量与控制在现代工业、农业、生活中也是运用的越来越广泛。智能化的仪器仪表通常都有自动零点调整和仪表满度的校正，因此可以减小测量误差，同时可实现一表多用。智能型温度测量仪可配不同类型、不同分度号的温度传感器，故又称为温度万用表。温度传感器有四种主要类型检测器(RTD)和IC温度传感器。IC温度传感器又包括模拟输出和数字输出两种类型。接触式温度传感器的检测部分与被测对象有良好的接触每个企业为了能把智能型温度测量仪这一产品做到能发挥最大作用和最全的功能，都在积极的研发新的产品。从而大量的产品不断的在生活里面世并且应用到各个领域里。DS18B20型数字式温度传感器就是其中的一种。随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展温度与我们的生活息息相关，在工业生产过程中需要实时测量温度，在农业生产中也离不开温度的测量。因此温度对发展起到了举足轻重的作用。本文所介绍的智能温度测量系统是基于DS18B20型数字式温度传感器，采用数字式温度传感器为检测器件，进行单点温度检测，用四位数码管显示温度值。在STC89C52单片机的控制下，对环境温度进行实时控制。同时，当温度高于或低于设置的上下限值时报警器则会发出报警，并且我们还能设置控制的上下限值。61控制方案选择1.1智能测温仪的功能（1）温度值用数码管显示，测温范围-30°C~125°C，测温误差大于0.1°C（2）温度的实时测量与显示（3）支持正负温度的显示（精度为0.1°C）（4）正负温度辨别（正温度红灯亮，负温度绿灯亮）（5）软件预设上限温度32°C，下限温度10°C（6）支持手动按键配置温度上下限K1、K2、K3、K4（7）超过温度上下限即实现报警功能，报警灯闪烁，蜂鸣器震动并发声警示1.2系统方案简介用DS18B20来采集温度，，DS18B20是采用1—wire总接口的数字温度计测量温度范围为-30°C~125°C，精度为0.1°C，在使用传统的数码管显示，DS18B20可与芯片相连，以串行方式将数据送到处理器，经处理器处理后直接显示。1.3系统控制方案：方案一：采用了最简单的方式，就是将传感器输出的信号，经过D/A转换后直接显示。方案二：用DS18B20来采集温度，，DS18B20是采用1—wire总接口的数字温度计测量温度范围为-30°C~125°C，精度为0.1°C，在使用传统的数码管显示，DS18B20可与芯片相连，以串行方式将数据送到处理器，经处理器处理后直接显示。方案三：采用AD590作为温度采集的传感器，经放大后，再由ADC0809送到单片机处理，最后在由显示器将温度显示出来最后我选择了方案二。因为第一直接用DS18B20采集数据，直接用数码管显示出来，同时这个电路图也比较方便。2智能测温仪的基本结构与工作原理2.1硬件结构智能温度测量仪的硬件由单片机主机电路、复位电路、报警电路、按键、接口和显示电路组成。如图2-1所示。7图2-1硬件结构主机电路以单片机为核心,用来储存数据和程序,并进行一系列的运算和处理。利用按键盘可以实现功能的切换,而接口则用于连接数字的显示模块、报警模块、复位模块。2.2工作原理智能型温度测量仪由DS18B20温度传感器多采用单片机实现数据采集。处理时，将DS1820信号线与单片机一位口线相连，微处理器CPU对输入的数据进行加工处理、分析、计算后，将运算结果存入读写存储器中。同时，将数据显示到数码管并且通过报警系统来监测温度是否超过上限或低于下限；而按键程序通过存入读写存储器中来完成上限或下限报警值的设置和上下限的值切换。3硬件电路设计3.1单片机最小系统的设计单片机最小系统是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统。它包括两方面的内容