毕业论文--温度计控制系统设计

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1、武汉大学自考本科段毕业设计论文 温度计控制系统设计    专业：电子信息工程班级：设计者：指导老师：13摘要单片机以其体积小、重量轻、轻干扰能力强、对环境要求不高、高可靠性、高性能价格比、开发较为容易，在工业控制系统、数据采集系统、智能化仪器仪表、办公自动化等诸多领域得到极为广泛的应用。因此，单片机技术开发和应用的水平已经逐步成为一个国家工业发展水平的标志之一。现代科学技术的不断进步，使人们对温度计测量技术指标要求越来越高。回顾传统的温度计我们发现它们有反应速度慢、测量精度不高、误差很大、读数麻

2、烦等缺点；同时51单片机在现代电子产品中广泛应用以及其技术已经非常成熟，温度传感器DS18B20具有性能稳定、线性优良、灵敏度高、抗干扰能力强、使用方便等优点，广泛应用于冰箱、空调器、粮仓等日常生活中温度的测量和控制。基于以上问题我们就利用温度传感器DS18B20和单片机STC89C52RC设计了一款具有显示功能的电子温度计。基于51单片机和DS18B20数字温度传感器来进行温度测量的方法，包括温度传感器芯片的选取、单片机与温度传感器接口电路的设计，以及实现温度信息采集和数据传输的软件设计。DS

3、18B20数字温度传感器是单总线器件，与51单片机组成一个测温系统，具有线路简单、体积小等特点，而且在一根通信线上，可以挂接很多这样的测温系统，十分方便。由于采用较多的集成电路和功能模块化设计，所以系统硬件电路简单，便于实现。本课题研究的内容就是以单片机为主要控制元件，通过温度传感器实现对温度的测量，并通过数码管直接显示所测温度。关键词：单片机，温度传感器，数码管1313目录1引言12方案设计与论证12.1总体设计方案12.2方案二的总体设计框图22.3系统整体硬件电路63系统软件算法分析83.

4、1主函数83.2单总线初始化函数93.3字节读操作函数103.4字节写操作函数103.5温度计算函数114总结与体会12参考文献12131引言目前单片机已经渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的足迹，而在单片机的世界里，单片机8051系列是既具有经典性，又不乏生命力的一种单片机系列，因此许多的单片机学习书籍和公司都相续推出了单片机入门开发板或单片机教学开发平台，单片机实验系统主要是利用现成的单片机和外围一些接口电路进行实验，其工作主要集中在编辑和调试单片机的软件，控制其外围接

5、口设备的工作，学生所获得的知识也主要是单片机的软件编程能力，使学生硬件设计方面得到锻炼。随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现，能够独立工作的温度检测和显示系统应用于诸多领域。传统的温度检测都是以热敏电阻为温度敏感元件。热敏电阻的成本低，但需后续处理电路，而且可靠性相对较差，测温准确度低，检测系统也有一定的误差。与传统的温度计不同的是，本次设计的数字温度计使用的是美国DALLAS半导体公司推出的一种改进型智能温度传感器——DS18B20温度传感器，它能直接读出被测温度信息，并且可根据

6、实际要求通过简单的编程实现9~12位的数字值读数方式。2方案设计与论证2.1总体设计方案方案一：由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来。这种设计需要很好地解决引线误差补偿和放大电路零点漂移等问题。在接口上需要A/D转换，因而结构复杂且成本高，调试繁琐，测量温度的精度也很低。方案二：进而考虑到用数字集成温度传感器DS18B20，可以用单片机直接读出

7、温度信息，并且可根据实际要求通过简单的编程实现9~12位的数字值读数方式，另外现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。这种设计结构简单，成本低，调试方便，测量准确度可达±0.5℃。综上所述，选用方案二，利用数字可编程温度传感器测量温度。132.2方案二的总体设计框图温度计电路设计总体设计方框图如图1所示，控制器采用单片机STC89C52RC，温度传感器采用DS18B20，经译码器CD4511输出给3位LED数码管实现温度显示。图1　总体设计方框图2.2.1主控制器单片

8、机STC89C52RC具有低电压供电、体积小、速度快、寿命长、价格低等特点，可以完成ISP在线编程功能。2.2.2温度传感器DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现９～１２位的数字值读数方式。DS18B20的性能特点如下：●独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；●多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能；●无须外部器件；●可通过数据线供电，电