基于DS18B20的多点温度测量系统的设计文档格式.docx
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4。
2.测温范围:
-20℃~+80℃。
3.精度为0.5℃。
4.显示方式:
采用液晶显示,同时显示路数和温度。
5.显示格式:
高位为符号位,2-4位显示整数部分,第5位是小数点,小数点后保留2位最后一位显C。
6.数据刷新频率:
每秒刷新1次。
7.实现PROTEUS多路的仿真。
拟
达
到
的
要
求
或
技
术
指
标
1、通过对电路的设计,掌握基于DS18B20的多点温度测量系统的设计原理,完成课题的设计和实现。
2、熟练掌握各模块的相关知识。
3、掌握用电路设计和实现一个系统的基本方法、过程、步骤和测调方法。
4、论文文档格式规范,并能准确反映课题的开发实现过程。
5、按学校对论文格式的相关规定撰写毕业论文。
毕业论文的内容应如实反映自己的工作情况。
6、学会撰写论文的方法和格式,为以后书写学术论文打下一定的基础。
7、了解学术研究的一般思路和基本方法。
进
度
安
排
起止日期
工作内容
2010年下学期16-19周
查阅资料,认识课题,撰写开题报告
寒假
学习相关资料,翻译外文资料
2011年上学期1-4周
毕业实习
5-8周
系统分析阶段
9-12周
课题制作阶段
13-15周
撰写论文
16周
毕业答辩
主
参
考
资
料
[1]陆子明.单片机设计与应用基础教程[M].北京:
北京国防工业出版社,2005,126~210.
[2]李军.51系列单片机高级实例开发指南[M].北京:
北京航空航天大学出版社,2004.
[3]刘瑞新,赵全利.单片机原理及应用教程[M].北京:
机械工业出版社,2003.
[4]冯建华,赵亮.单片机应用系统设计与产品开发[M].北京:
人民邮电出版社,2004.
[5]何立民.单片机高级教程[M].第一版.北京:
北京航空航天大学出版社,2001.
[6]丁明亮,唐前辉.51单片机应用设计与仿真--基于KeilC与Proteus[M].北京:
北京航空航天大学出版社,2009.
[7]杨素行模拟电子技术基础简明教程(M)清华大学电子学教研组
系(教研室)
意见
签名:
年月日
学院(部)主管领导意见
湖南工业大学
本科毕业设计(论文)开题报告
(2011届)
学院(部):
电气与信息工程学院
专业:
电子信息工程
学生姓名:
***
班级:
学号
指导教师姓名:
**
职称***
2011年1月15日
题目:
1.结合课题任务情况,查阅文献资料,撰写1500~2000字左右的文献综述
课题来源:
温度是一个和人们生活环境有着密切关系的物理量,也是一种在生产、科研、生活中需要测量和控制的重要物理量,是国际单位制七个基本量之一。
温度的变化会给我们的生活、工作、生产等带来重大影响。
其测量控制一般使用各式各样形态的温度传感器。
无论是从设计还是从应用角度看,温度传感器技术既是一门分散型技术,又是一门知识密集型技术。
它涉及的知识面宽,交叉学科多,应用条件杂,使用范围广。
随着现代计算机和自动化技术的发展,作为各种信息的感知、采集、转换、传输和处理的功能器件,温度传感器的作用日显突出,已成为自动检测、自动控制系统和计量测试中不可缺少的重要技术工具,其应用已遍及工农业生产和日常生活的各个领域。
本设计就是为了满足人们在生活生产中对温度测量系统方面的需求。
目的意义:
21世纪科学技术的发展日新月异,科技的进步带动了测量技术的发展,现代控制设备的性能和结构发生了巨大的变化,我们已经进入了高速发展的信息时代,测量技术也成为当今科技的主流之一,被广泛地应用于生产的各个领域。
对于本次设计,其目的在于:
(1)掌握数字温度传感器DS18B20的原理、性能、特点和使用方法,利用C51对系统进行编程;
(2)本课题综合了现代测控、电子信息、计算机技术专业领域方方面面的知识,具有综合性、科学性、代表性,可全面检验和促进学生的理论素养和工作能力;
(3)本课题的研究可以使学生更好地掌握基于单片机应用系统的分析与设计方法,培养创新意识、协作精神和理论联系实际的学风,提高电子产品研发素质、增强针对实际应用进行控制系统设计制作的能力。
国内外现状及水平:
传感器属于信息技术的前沿尖端产品,尤其是温度传感器被广泛用于工农业生产、科学研究和生活等领域,数量高居各种传感器之首。
温度传感器的发展大致经历了以下三个阶段;
(1)传统的分立式温度传感器(含敏感元件);
(2)模拟集成温度传感器/控制器;
(3)智能温度传感器。
目前,国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式、由集成化向智能化、网络化的方向发展,同时具有抑制串模干扰能力强、分辨力高、线性度好、成本低等优点。
随着我国四个现代化和经济发展,我国在科技和生产各领域都取得了飞速的发展和进步,发展以温度传感器为载体的温度测量技术具有重大意义。
2.选题依据、主要研究内容、研究思路及方案
选题依据
大学四年,系统学习了电子信息工程专业的课程,如《单片机原理与应用》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《C语言程序设计》、《EDA技术实用教程》、《电子测量技术》、《传感器与检测技术》、《电路基础》、《自动控制原理》、《微机原理及应用》、《信号与系统》、《数字信号处理》等,具备了设计电子产品的理论知识。
具有PROTEL99、PROTEUS电子电路计算机设计软件,自学了C51,具有较强的编程能力。
研究内容
1、主要内容
本设计是一基于DS18B20的多点温度检测系统的设计,它以单片机控制为核心,综合所学《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《单片机原理》、《现代测控技术》等专业课程的知识。
在本设计中要掌握智能温度传感器DS18B20的基本原理,学会利用C51进行程序设计,利用PROTEUS软件对系统进行仿真,并使用Protel对电路原理图,PCB版的布局布线进行绘制,最后进行毕业论文的编写。
2、工程技术方案
图1系统硬件电路方框
系统硬件电路框图如图1所示,基于DS18B20的多点温度测量系统由单片机最小系统、LCD显示电路、键盘电路、报警电路、数字温度传感器电路、电源电路六部分组成。
系统工作原理:
单片机根据DS18B20的单总线通信协议,向DS18B20发送温度转换命令,数字传感器DS18B20将内部转换的温度值由由协议通过模拟串口发送给单片机,LCD实时显示温度值。
当某一路的温度值高于设置的上限值时,报警器便开始报警,LCD显示相应的路数及温度值。
3.工作进度及具体安排
2010.12—2011.1对相关资料进行收集、整理,撰写开题报告
2011.3.1—2011.3.31毕业实习,做好设计前期准备工作
2011.4.1—2011.4.10查找和熟悉的工作原理和特点
2011.4.11—2011.5.10对基于系统进一步分析,进行硬件和软件设计,完成中期报告
2011.5.11—2011.5.25设计的控制电路,撰写毕业设计论文
2011.5.26—2011.6.8撰写毕业设计论文,修改和完善毕业设计
2011.6.8以后对整个设计进行总结,毕业答辩
4.指导教师意见
指导教师:
年月日
说明:
开题报告作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一,此报告应在导师指导下,由学生填写,将作为毕业设计(论文)成绩考查的重要依据,经导师审查后签署意见生效。
本科毕业设计(论文)中期报告
填表日期:
学院(部)
(公章)
班级
课题名称:
课题主要任务:
本设计以单片机为核心,根据DS18B20的单总线通信协议,向DS18B20发送温度转换命令,数字传感器DS18B20将内部转换的温度值由由协议通过模拟串口发送给单片机,LCD实时显示温度值。
1、简述开题以来所做的具体工作和取得的进展或成果
自开题以来积极复习单片机、数字电子技术、模拟电子技术等专业基础知识,并大量查阅了关于多点温度测量系统的设计方案。
借鉴了别人的优秀方案,结合自己的想法确定了自己的设计方案:
图1基于数字温度传感器测量系统方案
该方案使用了AT89C51单片机作为控制核心,以数字温度传感器DS18B20为温度测量元件,采用多个温度传感器对各点温度进行检测,通过4×
4键盘对正常温度的最大值进行设置,显示电路采用128×
64LCD,使用LM386作为报警电路中的功率放大器。
采用数字温度传感器DS18B20作为测为测温元件,具有如下特点:
(1)只要求一个端口即可实现通信。
(2)在DS18B20中的每个器件上都有独一无二的序列号。
(3)实际应用中不需要外部接任何元器件即可实现测温。
(4)测量温度范围在-55C到+125C之间。
(5)9~12位分辨率可调。
(6)内部有温度上、下限告警设置。
完成了系统原理图的设计:
图2系统原理图
系统主要由单片机最小系统、传感器电路、液晶显示电路、键盘电路、报警电路、电源电路组成,系统原理图如图2所示。
DS18B20是数字温度传感器,它的输入/输出采用数字量,以单总线技术,接收主机发送的命令,根据DS18B20内部的协议进行相应的处理,将转换的温度以串口发送给主机。
主机按照通信协议用一个IO口(P1.7)模拟DS18B20的时序,发送命令(初始化命令、ROM命令、RAM命令)给DS18B20,转换完成之后单片机读取温度值,在内部进行相应的数值处理,用128×
64LCD显示各点的温度。
在系统启动的时候,可以通过4×
4键盘设置各点温度的上限值,当某点的实际温度超过设置值时,报警器开始报警,液晶显示该传感器的路数、设置温度值、实际温度值以及路数和该路的状态,从面实现了对各点温度的测量和实时监控。
每个DS18B20有自己的序列号,因此本系统可以在一根总线上挂接了4个DS18B20,通过CRC校验,对各个DS18B20的ROM进行寻址,地址符合的DS18B20才作出响应,接收主机的命令,向主机发送转换的温度。
采用这种寻址技术,单片机使用一个IO口即能实现对四点环境的温度数据进行采集,使系统硬件电路更加简单,系统更加稳定。
完成部分程序的设计与编写,设计思路如流程图所示:
图3DS18B20写命令子程序流程图图4DS18B20复位子程序流程图
图5DS18B20读温度子程序流程图
2、下一步的主要研究任务,具体设想与安排
确定了系统设计方案,下一步要进行主要任务有:
(1)完善各模块电路设计:
键盘电路、显示电路、报警电路、电源电路等。
(2)继续进行主程序及各子程序的设计及编写。
(3)运用PROTEUS软件进行系统仿真,并分析仿真结果。
(4)完成毕业论文的编写与整理。
3、存在的具体问题
(1)系统电路的部分模块电路设计仍有缺陷,还有待结合程序进行调试完善。
(2)DS18B20读温度子程序无法读出,还有待查找出错误并进行修改。
4、指导教师对该生前期研究工作的评价
指导教师签名:
日期:
毕业设计(论文)指导教师评阅表
学院(部)(公章):
学号
专业
专业方向
姓名
评阅项目
标准
满分
得分
业务能力
与水平
有收集、综合和正确利用各种信息并获取新知识的能力。
能应用所学的基础理论与专业知识,独立分析和解决实际问题,完成了任务书规定的任务,所得结论具有应用或参考价值,工作中有创新意识。
30
论文质量
条理清晰,结构严谨;
文笔流畅,语言通顺;
方法正确,分析、论证充分;
设计、计算正确,工艺可行,设计图纸质量高,标准使用规范;
专业名词术语准确。
规范化
技术材料齐全,论文撰写符合《本科毕业设计(论文)撰写规范》的要求。
20
外语水平
英文摘要写作水平高。
10
工作态度
严肃认真,刻苦勤奋,善于与他人合作。
综合评价:
是否同意参加答辩:
同意按期答辩延期答辩不同意答辩
指导教师评定成绩
分值:
指导教师签字:
毕业设计(论文)评阅教师评阅表
评审项目
指标
选题
体现专业内容;
具有实际或理论意义;
难易程度合适。
工作量
完成任务书规定的内容,工作量饱满。
能应用所学的基础理论与专业知识,分析和解决实际问题,完成了任务书规定的任务,所得结论具有应用或参考价值,工作中有创新意识。
技术材料齐全,论文撰写符合规范要求。
针对论文提问:
1、
2、
3、
评分:
是否同意参加答辩
评阅人签名:
毕业设计(论文)答辩及最终成绩评定表
学号
答辩
日期
指导
教师
成绩评定
分值
评定
1
2
3
4
5
小计
课题介绍
思路清晰,语言表达准确,概念清楚,论点正确,实验方法科学,分析归纳合理,结论严谨,设计(论文)有应用价值。
表现
思维敏捷,回答问题有理论根据,基本概念清楚,主要问题回答准确、深入,知识面宽。
70
合计
100
答辩评分
答辩小组长签名:
答辩成绩a:
×
40%=
指导教师评分
指导教师评定成绩b:
30%=
评阅教师评分
评阅教师评定成绩c:
最终评定成绩:
分数:
等级:
答辩委员会主任签名:
最终评定成绩=a+b+c,三个成绩的百分比由各学院(部)自己确定。
(2011届)
本科毕业设计(论文)
基于DS18B20的多点温度测量系统设计
最终评定成绩
2011年5月
湖南工业大学本科毕业设计(论文)
电气与信息工程学院
电子信息工程
学号:
07401200103
2011年5月
摘要
本设计系统地介绍了基于DS18B20的多点温度测量系统的组成、设计方案、电路原理、程序设计以及系统仿真过程。
DS18B20多点温度测量系统是以AT89C51单片机作为控制核心,数字温度传感DS18B20为控制对象,运用C语言编程实现系统的各种功能。
该系统由单片机最小系统、传感器电路、报警电路、LCD显示电路、行列式键盘电路、电源电路六大部分组成。
借助PROTEUS软件,实现了系统电路设计和仿真。
它适用于电力工业、煤矿、森林、火灾、高层建筑等场所,还可以用于环境恶劣的工业控制现场。
通过DS18B20的单总线技术,系统实现了对远程环境的温度测量与监控。
关键词:
DS18B20,仿真,测量系统,PROTEUS,单片机
ABSTRACT
Thedesignsystematicallyintroducedthecomposition,thedesign,thecircuittheory,theprogramdesignandthesystemsimulationprocessofthemultipointtemperaturemeasurementsystemwhichbasedontheDS18B20.TheDS18B20multipointtemperaturemeasurementsystem,theAT89C51MCUasitscontrolcore,digitaltemperaturesensingDS18B20asitscontroltarget,usetheC-languageprogrammingsystemtorealizethefunctions.Thesystemcomposedofsixmajorcomponents,whicharethesmallestMCUsystem,thesensorcircuit,thealarmcircuits,theLCDdisplaycircuit,thekeyboard,thepowercircuit.ThesystemrealizethecircuitdesignandsimulationwithPROTEUSsoftware.Itappliestothepowerindustry,coal,forest,fire,high-risebuildingsandotherplaces,itcanalsoappliestoindustrialcontrolfieldwiththebadenvironment.ThroughthemonobustechnologyoftheDS18B20,thesystemachievethemeasurementandmonitoringofthelong-rangeenvironmentaltemperature.
Keywords:
DS18B20,simulation,measurementsystem,PROTEUS,MCU
第1章绪论………………………………………………………………1
1.1课题来源…………………………………………………………………………2
1.2课题研究的目的意义……………………………………………………………2
1.3国内外现状及水平………………………………………………………………2
1.4课题研究内容……………………………………………………………………2
第2章系统方案设计………………………………………………………2
2.1基于模拟温度传感器设计方案…………………………………………………2
2.2基于数字温度传感器设计方案…………………………………………………2
2.3方案论证…………………………………………………………………………2
第3章电路设计………………………………………………………………2
3.1工作原理…………………………………………………………………………2
3.2DS18B20与单片机接口技术……………………………………………………2
3.2.1DS18B20的引脚功能………………………………………………………2
3.2.2DS18B20与单片机接口电路………………………………………………2
3.2.3温度寄存器格式和温度/数据对应关系…………………………………2
3.2.4单片机对DS18B20的控制方法……………………………………………2
3.3键盘电路设计……………………………………………………………………2
3.3.1行列式键盘与单片机接口电路……………………………………………2
3.3.2键盘面板……………………………………………………………………2
3.4显示电路设计……………………………………………………………………2
3.4.1LCD引脚分布及功能………………………………………………………2
3.4.2单片机与图形液晶的接口电路……………………………………………2
3.5报警电路设计……………………………………………………………………2
3.6电源电路设计……………………………………………………………………2
第4章程序设计……………………………………………………………2
4.1系统资源分配……………………………………………………………………2
4.1.1系统硬件资源分配…………………………………………………………2
4.1.2系统软件资源分配…………………………………………………………2
4.2系统流程设计……………………………………………………………………2
4.2.1主程序流程设计……………………………………………………………2
4.2.2DS1
- 配套讲稿:
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- 特殊限制:
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- 关 键 词:
- 基于 DS18B20 多点 温度 测量 系统 设计
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