智能仪器仪表结课报告温度测控系统.doc

《智能仪器仪表结课报告温度测控系统.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、沈阳工学院智能仪器仪表（课程论文）题目：温度测控系统院系：信息与控制学院专业：班级学号：学生姓名：指导教师：成绩：2013年6月13日摘要温度检测在工业控制过程中应用广泛，本文结合实际使用需求及课程的要求，讲述了一种实现一路温度检测显示并发送给上位机进行控制的温度测控系统设计方案。该方案以AT89C51单片机、温度传感器DS18B20为基础，主要包括对温度测量、液晶屏显示、串口通信、超限报警系统的硬件和软件的设计。本系统使用到的硬件主要包括有：德飞莱开发板、AT89C51单片机、温度传感器DS18B20、1602液晶显示屏、两

2、个LED灯、三个独立式按键。绘制电路原理图，并在开发板上安装与调试，最终设计完成了该系统的硬件电路。在软件编程上，采用了C语言进行编程，开发环境使用Keil4集成开发环境。开发了DS18B20测温程序、1602显示程序、串口通信程序、超限报警程序。在软件设计上根据硬件电路和测量系统所需要实现的功能，系统经过反复的模拟运行、调试、修改，最终编译通过。最后通过硬件与软件的密切配合完成了一路DS18B20温度测控系统的设计。关键词：单片机；温度传感器；显示屏目录1DS18B20温度传感器11.1数字温度传感器DS18B20介绍11.

3、1.1DS18B20的主要特性11.1.2DS18B20的外形和内部结构11.1.3DS18B20工作原理21.1.4高速暂存存储器41.2S18B20的工作时序图51.2.1初始化时序图61.2.2DS18B20写数据61.2.3DS18B20读数据71.3DS1820使用中注意事项821602液晶显示屏92.11602液晶显示屏概述92.1.1LCD1602管脚介绍92.1.2LCD1602特性102.21602的指令集102.31602的写操作时序113系统硬件的实现123.1温度测量部分（发送板）123.2上位机部分（

4、接收板）134系统软件的实现144.1发送板软件的实现144.1.1DS18B20部分144.1.21602部分144.1.3串口通信（发送）部分154.1.4主程序部分154.2接收板软件的实现16结论18附录A电路板原理图19附录B实物照片20附录C主程序清单（重要的程序清单）211DS18B20温度传感器1.1数字温度传感器DS18B20介绍1.1.1DS18B20的主要特性（1）适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电,温范围－55℃～＋125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃

5、；（2）独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯；（3）DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以实现组网多点测温；（4）DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内；（5）可编程的分辨率为9～12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可实现高精度测温；（6）在9位分辨率时最多在93.75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为

6、数字，速度更快；（7）测量结果直接输出数字温度信号，以"一线总线"串行传送给CPU，同时可传送CRC校验码，具有极强的抗干扰纠错能力；（8）负压特性：电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁，但不能正常工作。1.1.2DS18B20的外形和内部结构DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的外形及管脚排列如图1.1所示，DS18B20内部结构图如图1.1所示：图1.1DS18B20的外形及管脚排列图图1.2DS18B20内部结构图1.1.3DS

7、18B20工作原理DS18B20的读写时序和测温原理与DS1820相同，只是得到的温度值的位数因分辨率不同而不同，且温度转换时的延时时间由2s减750ms。DS18B20测温原理如图1.3所示。图中低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给计数器1。高温度系数晶振随温度变化其振荡率明显改变，所产生的信号作为计数器2的脉冲输入。计数器1和温度寄存器被预置在－55℃所对应的一个基数值。计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当计数器1的预置值减到0时，温度寄存器的值将加1，计数器1的预置将重

8、新被装入，计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到计数器2计数到0时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度。图1.3中的斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于修正计数器1的预置值。　图1.3DS18B20测温原