智能仪器课程设计报告

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1、智能仪器原理与设计实验报告专业10级电子信息工程班级1班姓名王雪莹学号100102011119指导老师夏银桥日期2013年11月21日星期四16一、主要内容温度传感器DS18B20采集环境模拟信号，其输出送入AT89C51，单片机在程序的控制下，将处理过的数据送到移位寄存器74LS164，经74LS164输出后驱动三位数码管显示。当被测温度高于18℃时，单片机发出控制信号使降温电扇以自然风的形式旋转，温度越高转速越快，温度36℃以上时风扇全速工作，点亮此功能指示灯。二、基本要求（1）设计测量温度范围－55℃~＋125℃的智能测温系统，要求数码管实时显示测量温度，单片机根据温度高低确定风

2、扇转速（2）画出程序框图（3）有完整的整机电路图（protel绘制）（4）完成格式正确、内容完整的实验报告三、参考文献王祁，智能仪器设计基础.北京：机械工业出版社，200916目录一、前言4二、系统组成41、设计思路52、系统的性能指标：53、系统的主要功能：5三、电路组成及工作原理51、温度传感器功能模块62、AT89C51单片机83、74LS164移位寄存器124、晶振电路125、复位电路136、键盘电路137、显示电路148、稳压电路149、显示电路1510、风扇控制电路15四、课程设计心得与体会16五、参考文献16六、整机电路图1716智能温度测量系统的设计一、前言温度是一种基

3、本的环境参数，人民的生活与环境的温度息息相关，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。因此研究温度的测量方法和装置具有重要意义。测量温度的关键是温度传感器，温度传感器的发展经历了三个发展阶段：传统的分立式温度传感器、模拟集成温度传感器、智能集成温度传感器。目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式，集成化向智能化、网络化的方向飞速发展。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，在89C51单片机的控制下，对环境温度进行实时控制的装置。该系统测量范围宽、测量精确度高，该系统可广泛适用于人民的日常生活和工、农业生产的温度测量。二、系统组

4、成智能温度测量系统主要由数字温度计、单片机控制电路、数字式温度显示电路、风扇降温电路、键盘电路、串口通信电路等六部分组成。系统原理框图如下：单片机（AT89C51）数字温度计（DS18B20）八位串入/并出移位寄存器（74LS164）风扇降温系统(75BF-3)键盘电路（四个按钮开关）数字式温度显示(LD-5461AS)图1智能温度测量系统原理框图161、设计思路智能温度测量系统的设计思路：用数字温度传感器DS18B20采集环境模拟信号，并在其内部进行A/D转换，将转换后的数字信号送AT89C51单片机，AT89C51单片机在程序的控制下，将处理过的数据送到八位串入/并出移位寄存器74

5、LS164，经74LS164输出后驱动三位数码管显示出环境温度。当被测温度高于18℃时，单片机P2.3脚发出信号PC817光电耦合器使降温电扇以自然风的形式旋转，温度越高转速越快，温度36℃以上时风扇全速工作，点亮此功能指示灯。2、系统的性能指标：温度测量范围：－55℃－＋125℃温度测量精度：±0.5℃电路板工作温度：0℃－＋70℃3、系统的主要功能：（1）根据温度变化自动调节风扇的转速，转速变化量：温度每变化2℃将改变风扇的转速并使指示灯向右移动一位点亮；温度低于18℃时风扇不工作，（2）风扇工作在自然风状态：风速从小到大，一个周期约5秒钟，点亮此功能指示灯。（3）风扇工作在定时状

6、态：定时时间为30分钟；60分钟；120分钟；240分钟，用四位二进制发光二极管指示灯指示定时时间，并且，风扇根据第1条功能工作。（4）用十个发光二极管模拟指示风扇当时的转速情况，即十个全亮则风扇全速运行，前五个亮刚风扇处于半速运行。三、电路组成及工作原理智能温度测量系统原理图如图2所示，16图2智能温度测量系统原理图主要元器件：1、温度传感器功能模块美国DALLAS公司生产的数字化温度传感器DS1820是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器，使用户可轻松地组建温度传感器检测网络，为检测系统的构建引入全新的概念。DS1820特点如下：（1）DS1820在与微处理器连接时仅需要一

7、条传输线即可实现两者之间的双向通讯。（2）DS1820支持多点组网络功能，多个DS1820可以并联在唯一的三线上，实现组网多点测量。（3）DS1820在使用中不需要任何外围元件，其传感元件及A/D转换电路都集成在一只形如三极管的芯片内。（4）工作电压+3~+5.5V，温度测量范围为－55℃～＋125℃,在-10°C~+85℃时，精度为±0.5°C；（5）DS1820可把温度信号直接转换成串行数字信号供单片机处理，16测量结果以9~12位数字量方