基于单片机的多点温度测量系统Word文档下载推荐.docx

基于单片机的多点温度测量系统Word文档下载推荐.docx

《基于单片机的多点温度测量系统Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于单片机的多点温度测量系统Word文档下载推荐.docx（41页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

2.1.1单片机技术的发展6

2.1.2单片机技术的应用6

2.2AT89C51简介7

2.2.1AT89C51主要特性8

2.2.2AT89C51管脚说明8

2.3DS18B20简介9

2.3.1DS18B20的结构和特点10

2.3.2DS18B20工作原理13

2.4Proteus软件简介16

2.4.1PROTEUS特点16

3硬件设计17

3.1硬件系统设计思想17

3.2单片机最小系统17

3.3温度测量模块19

3.4按键设置模块19

3.5显示模块20

3.5.2LCDLM016L引脚定义20

3.5.3LCD显示电路21

3.6报警模块22

4软件设计23

4.1系统软件设计思想23

4.2测温模块程序24

4.3显示模块程序25

4.4按键模块26

5系统调试27

6总结30

参考文献30

谢辞30

摘要

在日常生活及工业生产中，经常涉及到温度的测量及控制，温度是生产过程和科学实验中普遍而且重要的物理参数之一。

在工业生产过程中，为了高效地进行生产，常常会对其参数，如温度、压力、流量等进行合理的监测与控制。

温度控制在生产过程中占有相当大的比例。

温度测量是温度控制的基础，技术已经比较成熟。

该设计介绍了一种利用单片机AT89C51组成的高精度温度测量系统，从硬件和软件两方面介绍了单片机温度测量系统的设计思路。

着重介绍了硬件电路和程序框图，阐述了系统的工作原理、设计思想及实现方法。

系统由DS18B20温度传感器芯片测量当前的温度，并将结果送入单片机。

然后通过单片机对送来的温度进行计算和转换，并将此结果送入液晶显示模块。

最后，由1602液晶显示器将温度显示出来。

它可以实时显示和设定温度上下限，实现对当前温度的监测，当温度值超出上、下限时自动报警，实现了系统结构简单、性能可靠、控制精度高的要求。

关键词：

AT89C51单片机；

DS18B20温度传感器；

温度测量

Abstract

Thedetectionandcontroloftemperatureisoftenusedindailylifeandindustrialproductionprocess,temperatureisoneoftheimportantphysicalparametersoftheproductionprocessandscientificexperimentsgenerally.Duringtheproductionprocess,inordertocarryouttheproductionefficiently,wemustcontrolitsmainparameterswell,suchastemperature,pressureandsoon.Temperaturecontrolintheproductionprocessesalargeproportion.Temperaturemeasurementisthebasisoftemperature-controllingandamorematuretechnology.AprecisiontemperaturecontrolsystemusedAT89S51SCMandthehardwarecircuitandsoftwareofthissystemareintroduced.Schematicdiagramofthehardwareandproceduresisrelatedinemphasis.Workingprinciple,designandimplementationiselaborated.ThecurrenttemperatureismeasuredbyDS18b20temperaturesensorandtheresultsistransportedintoSCM.Then,thetemperatureiscalculatedandtheconversionresultsistransportedintotheliquidcrystaldisplaymodules1602onshow.Itcandisplaycurrenttemperaturewhichissetrandomlyandcontrolledflexibility,andthetemperaturecontrol.Whenthetemperatureisbeyondtheupperandlowerlimitsoftemperature,thealarmsystemstartsautomatically.Whatisrealizedinthissystemissimplestructure,reliableperformanceandhighprecisioncontrol.Thesystemisingoodscalability，high-resolution，widerange，anti-interferenceperformanceandsoon．

KeyWords：

AT89C51SCM；

DS18B20Temperaturesensor；

Temperaturedetection

1绪论

在工业生产中，压力、温度、流量等都是常用的被测参数。

温度往往是表征对象和过程状态最重要的参数之一，在工业生产的很多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行测量和控制。

采用单片机对温度进行测量不仅具有使用方便、简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被测温度的技术指标，从而大大提高产品的质量和数量。

目前应用的温度测量系统大多采用由模拟温度传感器、多路模拟开关、A／D转换器等模块组成的传输系统。

这种温度采集系统需要大量的测温电缆，才能把现场传感器的信号送到采集卡上．安装和拆卸繁杂，成本也相对较高，同时线路上传送的是模拟信号，易受干扰、易损耗，测量误差也比较大，不利于控制者根据温度变化及时做出控制决定。

针对这种情况，本文提出一种采用数字化单总线技术的温度采集系统，并利用Proteus和Keil软件对设计电路进行综合虚拟仿真，成功实现了温度实时监测。

1.1国内外温度测量技术发展状况

1.1.1温度测量技术简介

随着国内外工业的日益发展，温度测量技术也在不断的进步，目前用来进行温度测量的方法种类繁多，应用范围广泛，大致包括以下几种方法：

（1）利用物体热胀冷缩原理制成的温度计。

（2）利用热电效应技术制成的温度测量元件。

（4）利用热阻效应技术制成的温度计。

（5）利用热辐射原理制成的高温计。

（6）利用声学原理进行温度测量。

（7）利用红外测温技术。

1.1.2温度测量技术的发展

生产管理一体化、网络化是当今工业自动化控制领域的大趋势，要实现这些功能，必须借助于工业计算机、现场网络及开放的工业数据库。

利用先进技术手段监测各种复杂生产环境的被控参数如温度、流量及压力等，使生产和管理一体化，可以有效地提高生产和管理的自动化水平。

温度测量是一种利用微机来实现数据采集、数据通讯传输和数据分析处理的一门新技术，是在生产过程中记录和说明热加工产品与空气温度关系的技术，追踪测量得到的数据被显示为图表或数字。

这个过程最简单的形式就是它可以告诉生产者所生产的产品的温度、保持这个温度有多长时间以及在什么时间达到了什么温度。

通过分析数据，生产人员可以保证产品达到最好的质量、解决产品存在问题、优化生产工艺路线及节约能耗。

无论是在电子产品的生产、食品加工、还是在医疗器械生产方面，温度都是重要的控制指标，因此温度测量技术具有非常广阔的应用前景。

A国内外温度测量技术发展趋势

（1）扩展测量范围

现在工业上通用的温度测量范围为-200~3000℃，而今后要求能测量超高温与超低温。

尤其是液化气体的极低温度测量更为迫切，如10K以下的温度测量是当前重点研究课题。

（2）扩大测温对象

温度测量技术将会由点测温发展到线、面，甚至立体的测量。

应用范围己经从工业领域延伸到环境保护、家用电器、汽车工业及航天工业领域。

（3）发展新型产品

利用以前的测量技术生产出适应于不同场合、不同工况要求的新型产品，以满足用户需要。

同时利用新的测量技术制造出新的产品。

（4）适应特殊环境下的测温

对许多场合中的温度测量器有特殊要求，如防硫、防爆、耐磨等性能要求；

又如移动物体和高速旋转物体的测温、钢水的连续测温、火焰温度测量等。

（5）显示数字化

温度仪表向数字化方向发展。

其最大优点是直观、无读数误差、分辨率高、测量误差小，因而有广阔的销售市场。

（6）标定自动化

应用计算机技术，快速、准确、自动地标定温度测量器。

根据上述要求，国内外温度仪表制造商将向以下几方面发展：

（1）继续生产量大面广的传统的温度测量元件，如:

热电偶、热电阻、热敏电阻等。

（2）加强新原理、新材料、新加工工艺的开发。

如近来已经开发的炭化硅薄膜热敏电阻温度测量器，厚膜、薄膜铂电阻温度测量器，硅单晶热敏电阻温度测量器等。

（3）向智能化、集成化、适用化方向发展。

新产品不仅要具有测量功能，又要具有判断和指令等多功能，采用微机向智能化方向发展，向机电一体化方向发展。

近年来，在温度测量技术领域，多种新的测量原理与技术的开发应用，已经取得了重大进展。

新一代温度测量元件正在不断出现和完善化。

从晶体管温度测量元件到集成电路温度测量元件、核磁共振温度测量器、激光、微波测温等等，这一现象表明温度测量技术正在高速发展并已经逐步进入高精尖的现代化发展领域。

1.2课题研究的意义和目的

1.2.1课题研究的意义

通过完成此次毕业设计可以使我们进一步熟悉和掌握单片机的内部结构和工作原理，了解单片机应用系统设计的基本方法和步骤。

通过使用51单片机，理解单片机在数字化仪表中的作用以及掌握单片机的编程方法。

通过设计一个简单的实际应用输入及显示模拟系统，掌握单片机仿真软件Proteus的使用方法。

掌握键盘和显示器在的单片机控制系统中的应用和掌握撰写综合设计报告的方法。

通过对本课题的研究，还可以进一步了解单片机及其应用技术、传感器等技术的发展及研究现状，紧跟时代脉搏；

可以进一步深化理论技术方面的知识，培养自身实践动手能力、分析研究及科技创新能力。

1.2.2课题研究目的

本课题基于单片机原理及其接口技术、Proteus仿真软件以及传感器应用等方面技术来实现对温度的测量。

系统的整体设计思想是以51单片机为控制核心，采用单线数字温度传感器DS18B20进行温度数据采集，利用单片机获取被测温度，实时显示当前温度，并与系统报警设定值进行比较，根据比较结果分别实现上下限报警功能。

1.3课题研究的内容及研究方法

系统总体设计思想是以单片机为控制核心，整个系统硬件部分包括温度测量部分、显示部分、键盘、报警部分及最小系统基本电路。

系统利用单片