基于单片机的DS18B20温度传感器测温系统设计毕业设计.doc

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1、基于单片机的DS18B20温度传感器测温系统设计毕业设计目录摘要IAbstractII第一章 绪论11.1课题背景11.2本课题研究意义21.3本课题的任务21.4系统整体目标3第二章方案论证比较与选择32.1引言32.2方案设计32.3方案的比较与选择4第三章硬件设计43.1STC89C52单片机简介43.2DS18B20介绍83.3系统电路设计163.4显示电路设计173.5按键电路设计173.6三点测温电路18第四章软件设计184.1 软件开发工具的选择184.2系统软件设计的一般原则194.3系统软件设计的一般步骤204.4

2、三路测温软件实现20第五章误差分析255.1误差产生255.2降低误差方法255.3挂接DS18B20个数论证26第六章调试与小结26致谢28参考文献29附录30一47第一章 绪论1.1课题背景在人类的生活环境中,温度扮演着极其重要的角色。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。温度对于工业如此重要,由此推进了温度传感器的发展。传感器主要大体经过了三个发

3、展阶段:模拟集成温度传感器。该传感器是采用硅半导体集成工艺制成,因此亦称硅传感器或单片集成温度传感器。此种传感器具有功能单一(仅测量温度)、测温误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等,适合远距离测温、控温,不需要进行非线性校准,外围电路简单。它是目前在国内外应用最为普遍的一种集成传感器,典型产品有AD590、AD592、TMP17、LM135等;模拟集成温度控制器。模拟集成温度控制器主要包括温控开关、可编程温度控制器,典型产品有LM56、AD22105和MAX6509。某些增强型集成温度控制器(例如TC652/65

4、3)中还包含了A/D转换器以及固化好的程序,这与智能温度传感器有某些相似之处。但它自成系统,工作时并不受微处理器的控制,这是二者的主要区别;智能温度传感器。能温度传感器(亦称数字温度传感器)是在20世纪90年代中期问世的。它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE)的结晶。智能温度传感器内部都包含温度传感器、A/D转换器、信号处理器、存储器(或寄存器)和接口电路。有的产品还带多路选择器、中央控制器(CPU)、随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。智能温度传感器的特点是能输出温度数据及相关的温度控制量,适配各种微控制器

5、(MCU);并且它是在硬件的基础上通过软件来实现测试功能的,其智能化程度也取决于软件的开发水平。温度传感器的发展趋势。进入21世纪后,温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展。传感器在温度测控系统中的应用。47目前市场主要存在单点和多点两种温度测量仪表。对于单点温测仪表,主要采用传统的模拟集成温度传感器,其中又以热电阻、热电偶等传感器的测量精度高,测量范围大,而得到了普遍的应用。此种产品测温范围大都在-200℃~800℃之间,分辨率12位,最小分

6、辨温度在0.001~0.01之间。自带LED显示模块,显示4位到16位不等。有的仪表还具有存储功能,可存储几百到几千组数据。该类仪表可很好的满足单个用户单点测量的需要。多点温度测量仪表,相对与单点的测量精度有一定的差距,虽然实现了多路温度的测控,但价格昂贵。针对目前市场的现状,本课题提出了一种可满足要求、可扩展的并且性价比高的单片机多路测温系统。1.2本课题研究意义随着科学技术的不断进步与发展,温度控制在工业控制、电子测温计、医疗仪器、家用电器等各种温度控制系统中广泛应用,且由过去的单点测量向多测量发展。目前温度传感器有模拟和数字两

7、类传感器,为了克服模拟传感器与微处理器接口时需要信号调理电路和A/D转换器的弊端,大多数多点测温控制系统采用数字传感器,并大大方便了系统的设计。比较有代表性的数字温度传感器有DS18B20、MAX6575、DS1722、MAX6635、SMT160-30等。在传统的温度测量系统设计中,往往采用模拟技术进行设计,这样就不可避免地遇到诸如引线误差补偿、多点测量中的切换误差和信号调理电路的误差等问题;而其中某一环节处理不当,就可能造成整个系统性能的下降。随着现代科学技术的飞速发展,特别是大规模集成电路设计技术的发展,微型化、集成化、数字化

8、正成为传感器发展的一个重要方向。美国Dallas半导体公司推出的数字温度传感器DS18B20,具有独特的单总线接口,仅需要占用一个通用I/0端口即可完成与微处理器的通信;在-10~+85℃温度范围内具有0.5℃精度;用户可编程设定9~

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