温度测量系统设计

1温度测量系统设计学校学院：南华大学机械工程学院班级：测控082组员：学号：指导老师：2目录摘要.............................................................................................................................3一、系统设计任务与分工...........................................................................................41.1、设计任务........................................................................................................41.2、设计要求........................................................................................................41.3、任务分工……………………………………………………………………4二、温度测量系统器件简介.......................................................................................52.1、单片机............................................................................................................52.2、数码管............................................................................................................62.3、温度传感器（DS18B20）............................................................................62.4、MAX232........................................................................................................72.5、发光二极管....................................................................................................82.6、三极管VT.....................................................................................................92.7、电阻和电容....................................................................................................9三、系统的硬件设计.................................................................................................113.1、温度测量系统硬件电路连接图..................................................................113．2各电路模块分析.......................................................................................123.2.1、最小外围电路....................................................................................123.2.2温度传感器DS18B20电路.................................................................123.2.3、数码管显示电路................................................................................13四、系统的软件设计.................................................................................................154.1温度测量系统软件流程图.............................................................................154．2、温度测量系统各子模块.......................................................................154.2.1、定时器设置部分..............................................................................154.2.2、中断部分..........................................................................................164.2.3读取DS18B20温度部分....................................................................16五、程序清单.............................................................................................................19六、设计总结.............................................................................................................22七、心得体会.............................................................................................................23八、参考文献.............................................................................................................24附录A.......................................................................................................................25附录B.......................................................................................................................263摘要随着现代工业的逐步发展，在工业生产中，温度、压力、流量和液位是四种最常见的过程变量。其中，温度是一个非常重要的过程变量。例如：在冶金工业、化工工业、电力工业、机械加工和食品加工等许多领域，都需要对各种加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉的温度进行控制。然而，用常规的控制方法，潜力是有限的，难以满足较高的性能要求。采用单片机来对它们进行控制不仅具有控制方便、简单和灵活性大的优点，而且可以大幅度提高被测温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。因此，单片机对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的控制问题。在人类的生活环境中，温度扮演着极其重要的角色。温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关，因此温度控制是生产自动化的重要任务。对于不同生产情况和工艺要求下的温度控制，所采用的加热方式，燃料，控制方案也有所不同。无论你生活在哪里，从事什么工作，无时无刻不在与温度打着交道。自18世纪工业革命以来，工业发展对是否能掌握温度有着绝对的联系。在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等等行业，可以说几乎80%的工业部门都不得不考虑着温度的因素。温度测量系统的设计分为硬件电路设计和软件设计两部分，其中硬件部分使用Proteus进行搭建，在构成单片机最小系统的基础上进行功能扩展，并在其上进行电路的连接和仿真，实现系统的温度测量功能，软件部分则是用Proteus和Keil联调的方式最终完成软硬件的设计过程，在仿真的过程中，可以控制温度传感器DS18B20的温度值，模拟真实条件下，温度的测取工作。系统所显示的结果最终使用数码管进行显示，从而完成整个系统的设计过程。关键字：EDA设计单片机温度传感器4一、系统设计任务与分工1.1、设计任务设计一个简单的单片机开发板。该单片机开发板主要由89C52芯片、DS18B20温度传感器、双位数码显示管、串行通信的接口电路及简单的外围电路等组成。1)采用单片机及温度传感器设计温度检测系统；2）温度检测结果采用两位数码管显示；3）必须具有上电自检功能及外接电源，公共地线接口。1.2、设计要求1）熟悉此电路工作原理。2）掌握组装与调试方法。3）画出Protel原理图，PCB图。4）用proteus仿真。5）测量范围0~99摄氏度，精度误差小于1摄氏度。6）一份设计说明书。7）做出所设计的系统的实物。1.3、任务分工邓明：分析电路原理、画Protel原理图、用proteus仿真、完成设计说明书肖翊剑：焊接、调试5二、温度测量系统器件简介2.1、单片机单片机是典型的嵌入式系统，从体系结构到指令系统都是按照嵌入式应用特点专门设计的，能很好地满足面对控制对象、应用系统的嵌入、现场的可运行以及非凡的控制品质要求。STC89C52RC它完全兼容传统的8051，8031的指令系统，他的运行速度要比8051快最高支持达33MHz的晶体震荡器，在此系统中使用12MHz的晶振。STC89C52RC具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。因此单片机是发展最快、品种最多、数量最大的嵌入式系统。P1.0/T21P1.1/T2EX2P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78RESET9P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.5/T115P3.6/WR16P3.7/RD17X218X119GND20P2.021P2.122P2.223P2.324P2.425P2.526P2.627P2.728PSEN29ALE/PRO30EA31P0.732P0.633P0.534P0.435P0.336P0.237P0.138P0.039VCC40U189C51VCCVCCP00P01P02P