智能仪器课程设计--智能仪器课程设计

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1、淮海工学院课程设计报告书课程名称：智能仪器课程设计题目：智能多点温度计系（院）：电子工程学院学期：2014-2015-2专业班级：姓名：学号：评语：成绩：签名：日期：智能多点温度计摘要本文介绍了基于DS18B20和AT89C51的多点温度测量的方法和原理，利用DSI8B20单总线温度传感器和单片机与其它外围设备结合在一起实现温度的测量和显示。该设计主要分为以下三大部分：硬件设计、软件设计和整个系统的调试与实现。其中硬件设计主要是由proteus软件进行电路的设计与仿真；软件设计采用C语言编写实现。采用该解决方案，实现了基于DS18B20进行的各项软硬件的设计

2、、调试和处理，实现了多点温度测量和显示。关键词：温度测量；硬件；软件；温度传感器DS18B201绪论本章主要讨论本课题研究的现状及意义，设计选用的主要元器件简介及系统的设计及实现方案。1.1概述1.1.1课题研究的现状及意义在实际工业生产及日常生活中，为了避免局部的温度过高或过低，需要对某个空间内多个点的温度进行监测，如在粮库测温系统、智能建筑自控系统、冷库测温系统、中央空调系统等多种系统中都需要多点温度测量。为了改善监测人员的工作条件，监测人员一般需要远离监测对象。因此，多点温度远程监测在实际生产中具有重要的应用价值。1.1.2DS18B20温度传感器简介

3、DS18B20是Dallas半导体公司的数字化温度传感器，DS18B20通过一个单线接口发送或接受信息，因此在中央处理器和DS18B20之间仅需一条连接线（加上地线）。它的测温范围为-55～＋125℃，并且在-10～＋85℃精度为±0.5℃。除此之外，DS18B20能直接从单线通讯线上汲取能量，除去了对外部电源的需求。每个DS18B20都有一个独特的64位序列号，从而允许多只DS18B20同时连在一根单线总线上；因此，很简单就可以用一个微控制器去控制很多覆盖在一大片区域的DS18B20。这一特性在HVAC环境控制、探测建筑物、仪器或机器的温度以及过程监测和控

4、制等方面非常有用。图1.1是DS18B20的引脚排列，表1.1是DS18B20的引脚说明，图1.2是DS18B20的方框图。64位只读存储器储存器件的唯一片序列号。高速暂存器含有两个字节的温度寄存器，这两个寄存器用来存储温度传感器输出的数据。除此之外，高速暂存器提供一个直接的温度报警值寄存器（TH和TL），和一个字节的的配置寄存器。配置寄存器允许用户将温度的精度设定为9，10，11或12位。TH，TL和配置寄存器是非易失性的可擦除程序寄存器（EEPROM），所以存储的数据在器件掉电时不会消失。因为DALLAS公司生产的温度传感器DS18B20具有单总线传输、

5、接线简单、精度高、价格低等优点，所以本设计决定选用数支温度传感器DS18B20实现多点温度的测量。DS18B20引脚详细说明8引脚SOIC封装*T0-92封装符号说明51GND接地。42DQ数据输入/输出引脚。对于单线操作：漏极开路。当工作在寄生电源模式时用来提供电源。33VDD可选的VDD引脚。工作于寄生电源模式时VDD必须接地。*所有表中未提及的脚均都无连接。表1.1温度传感器DS18B20引脚说明表图1.1温度传感器DS18B20引脚排列图1.2温度传感器DS18B20方框图1.2系统方案设计以单片机接口原理，DS18B20芯片功能与接口设计等理论知识

6、为基础，设计出完整的系统原理图。根据原理图，将硬件系统资源通过proteus仿真。根据系统功能，设计编写固件程序，下载后进行调试，通过DS18B20及LED显示正常工作实现系统的多点温度测量。本课题涉及的理论知识主要是DS18B20多点温度测量原理及LED显示原理，重点在于硬件设计，难点在于编程和整机的调试。经过论证，在实现设计要求的前提下，控制器选取AT89C51；而且这款单片机支持在线编程，通过串口下载程序，这给程序的下载和使用带来方便。电路设计采用proteus，程序设计采用C语言进行编程，软件仿真采用KeilμVison4。系统的组成框图如下图所示。

7、它主要由四部分组成：多点温度测量温度显示单片机驱动温度报警图1.3系统的组成框图1.3预期结果通过硬件电路的设计和软件程序的编写实现以下功能：1、完成硬件电路的设计，让整个系统供电正常；2、完成软件程序的编写，单片机能独立控制电路板上元件工作；3、通过系统硬件与软件的调试，所有DS18B20能正常测量环境温度，LED能正确显示各点温度；4、利用C语言编程实现对单片机硬件的操作，培养在此方面工程开发的能力。2硬件电路设计本设计的硬件电路设计分为单片机驱动电路设计、温度显示模块电路设计、温度测量模块电路设计及温度报警电路设计。单片机驱动电路是单片机正常运作的条件

8、，即单片机最小系统。温度显示模块是本系统设计的显示装