基于单片机温度测试系统硬件设计 精品Word文件下载.docx
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电气工程及其自动化
班级:
电气
学生姓名:
指导教师:
论文提交日期:
2011年6月27日
论文答辩日期:
2011年6月28日
毕业设计(论文)任务书
电气工程及其自动化专业
电气0703班
学生:
王丽伟
毕业设计(论文)题目:
基于单片机的温度测试系统硬件设计
毕业设计(论文)内容:
了解单片机基本和温度传感器的基本原理,熟练使用单片机的温度传感器进行单片机温度测试系统硬件设计。
毕业设计(论文)专题部分:
通过运用单片机和温度传感器对温度进行测量;
设计单片机的温度测试系统硬件原理图和进行模拟实验。
起止时间:
2010年3月---2010年6月
梁禹签字2011年3月1日
教研主任:
签字年月日
学院院长:
签字年月日
摘要
近年来跟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,其中数字温度计就是一个典型的例子,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。
论文主要介绍了一个基于51单片机的温度信号采集显示系统的设计,主要叙述了单片机温度采集控制系统的硬件电路设计、调试过程。
本系统主要包括:
DS18B20温度传感器、控制电路、显示电路三大部分。
系统实现的功能是温度检测、数值显示。
温度传感器DS18B20对环境温度进行检测,通过单总线传递给单片机,单片机作为数据处理与控制单元,为了进行数据处理,单片机控制数字温度传感器,把温度信号通过单总线从数字温度传感器传递到单片机上。
单片机数据处理之后,发出控制信息改变报警和控制执行模块的状态,同时将当前温度信息发送到LED进行显示,发出控制信号达到控制蜂鸣器和发光二级管的目的。
即可实现温度信号采集转化,显示与报警功能!
该系统设计和布线简单、体积小、重量轻、性价比高、扩展方便。
采用适当的技术将模拟的温度量转化为数字量在原理上虽然不困难但成本较高,还会遇到其它方面的问题。
因此对单片机温度控制系统的研究有重要目的和意义.本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比,具有读数方便,测温范围广,测温准确,其输出温度采用数字显示,主要用于对测温比较准确的场所,或科研实验室使用。
关键词:
单片机;
温度采样;
AT89C51;
显示
Abstract
Inrecentyears,Shouldbebasedonthespecifichardwarealongwiththecontinuousimprovementofpeople'
slivingstandard,single-chipcontrolisundoubtedlyoneoftheobjectivespursued,itgivespeopletheconveniencecannotbenegative,inwhichdigitalthermometerisatypicalexample,butpeopleitsincreasinglyhighdemandforpeopletowork,scientificresearch,lifeandmoreconvenienttoprovidebetterfacilitieswillneedtostartfromthenumberofsingle-chiptechnology,alltowardthedigitalcontrol,intelligentcontrolofdirection.
Paperintroducesasingle-chipbasedon51showsthatthetemperaturesignalacquisitionsystemismainlydescribedinsingle-chiptemperaturecontrolsystemforacquisitionofhardwarecircuitdesignandsoftwaredevelopment,debuggingprocess.Ofthesysteminclude:
temperatureacquisition,controlcircuit,signalamplificationcircuit,mostthree.Systemisthetemperaturefunctionsofdetection,numericaldisplay.DS18B20temperaturesensortodetecttemperatureontheenvironment,asinglebustransfertothesingle-chip,single-chipmicrocomputerasthedataprocessingandcontrolunit,inordertocarryoutdataprocessing,asingleControlthenumberoftemperaturesensors,thetemperaturesignalfromasingle-busdigitaltemperaturesensoronthetransmissiontothesingle-chipmicrocomputer.Single-chipdataprocessing,theissueofcontrolinformationandcontroltochangethealarmstatusoftheimplementationofmodules,atthesametime,currenttemperatureinformationissenttotheLEDdisplay,theissueofcontrolsignalstocontrolLEDandbuzzerspurposes.Temperaturesignalacquisitioncanberealizedintoshowsandalarmfunctions!
Designandlayoutofthesystemissimple,smallsize,lightweight,cost-effective,easytoexpand.Useofappropriatetechnologiestosimulatethetemperatureofthevolumeintoadigital,althoughinprincipleisnotdifficultbutthecostishigher,butalsoencounteredotherproblems.Therefore,single-chiptemperaturecontrolsystemhasanimportantpurposeandsignificanceofthedesignintroducedindigitalthermometerwithatraditionalthermometer,comparedwithareadingofconvenience,awiderangeoftemperaturemeasurement,temperaturemeasurementaccuracy,theoutputofthetemperaturedigitaldisplay,themainformoreaccuratetemperaturemeasurementsites,orresearchlaboratory.
Keywords:
Single-chip;
temperaturesampling;
showing
第一章序言
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,其中数字温度计就是一个典型的例子,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。
温度的测量是日常生活和工业生产中常遇到的问题,而日常生活中常用的普通的温度计不能和计算机接口,也就不能实现现代的工业控制。
本设计是通过MCS-51单片机和DS18B20转换芯片,实现对环境温度的采集、模/数转换、处理、显示过程。
要求综合运用所学主要课程的知识,并要求查询有关技术资料和书籍,得到本设计所要的技术数据和相关知识。
1.1温度计的检测方法
目前国内使用的温度计虽然品种繁多,应用范围也较广,但它的检测技术基本是以下几种方法:
(1)利用物体热胀冷缩原理制成的温度计。
如:
玻璃温度计,双金属温度计,压力式温度计
(2)利用热电效应技术制成的温度检测元件。
利用此技术制成温度检测元件主要是热电偶,热电偶是发展较早,比较成熟,至今仍为应用最广泛的检测元件。
(3)利用热阻效应技术制成的温度计①热电阻测温元件②半导体测温元件③陶瓷热敏元件
(4)利用热辐射原理制成的高温计热辐射高温计通常分为两种:
一种是单色辐射高温计,一般称光学高温计;
一种是全辐射高温计,它的原理是物体受热辐射后,物体本身的性质,能将它吸收,透过或反射。
而受热物体放出的辐射能的多少,与它的温度有一定的关系。
热辐射式高温计就是根据这种热辐射原理制成的
1.2正在研究的检测技术
(1)晶体管温度检测元件半导体温度检测元件是具有代表性的新集成电路温度检测元件利用硅晶体管基极一发射极间电压与温度关系(即半导体PN结的温度特性)进行测温,并把测温、激励、信号处理电路和放大电路集成一体,封装于小型管壳内,即就构成了集成电路温度检测元件目前,国内外也进行了生产。
(2)核磁共振温度检测器所谓核磁共振现象是指具有核自旋的物质置于静磁场中时,当与静磁场垂直方向加以电磁波,会发生对某频率电磁波的吸收现象。
利用共振吸收频率随温度上升而减小的原理研制成的温度测器,称为核磁共振温度检测器。
这种检测器精度极高,可以测量出千分之一开尔文,而且输出的频率信号适于数字化运算处理,故是一种性能十分良好的温度检测器。
在常温下,可作理想的标准温度计之用。
1.3国内外温度检测技术的动向与趋势
温度检测的动向与趋势随着工业生产效率不断提高,自动他水平与范围也不断扩大,因而对温度检测技术的要求也愈来愈高,一般可以归纳以下几方面:
(1)扩展检测范围
现在工业上通用的检测温度范围为一200~300℃,而今后要求能测量超高温与超低温尤其是液化气体的极低温度检测更为迫切,如10K以下的温度检测是当前重点研究课题。
(2)扩大测温对象温度检测技术将会由点测量发展到线、面、甚至立的测量。
应用范围将同工业领域延伸到环境保护,家用电器、汽车工业及航天工业领域。
(3)发展新型产品利用老的检测技术生产出适应于不同场合、不同工况要求的新型产品,以满足于用户需要。
同时利用新的检测技术制造出新的产
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