多点温度采集控制系统Word格式.docx
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毕业设计（论文）题目
课题内容性质
理论研究
课题来源性质
教师收集的结合生产实际的课题
论文
校内（外）指导教师
职称
工作单位及部门
联系方式
副教授
一、题目说明（目的和意义）：
单片机的应用领域非常广泛，在工业控制系统、数据采集系统和智能仪器仪表等领域都得到了大量的应用。
本系统采用温度测量和A/D转换于一体的数字温度传感器与51系列单片机构成多点温度测量系统。
系统硬件电路结构简单，传输距离远，可以很方便的实现多点测量可以对监测区域内进行多点温度采集、监控和显示。
通过本题目的研究和设计，使学生能够对单片机应用系统的设计方法包括总体方案论证，系统硬件设计，系统软件设计有一个整体的认识。
二、设计（论文）要求（工作量、内容）：
要求学生能够熟练掌握单片机及其接口的应用；
利用相应汇编语言编写出功能模块程序；
具备熟练使用Protel印刷电路板软件绘制硬件原理图、PCB板设计的基本能力。
此外参加设计的学生还应用做到：
1．每周主动和指导教师联系，定期汇报毕业设计进展、听取指导教师意见，并要求有书面报告材料。
2．撰写毕业论文（1万字）。
3．答辩前一周将毕业论文终稿和设计结果交指导教师审定。
4．每个学生必须独立完成毕业设计（论文）；
5．毕业设计（论文）书写规范、文字通顺、图表清晰、测试数据完整、结论明确；
6．毕业设计（论文）应有中英文摘要（150—200字）；
7．毕业设计（论文）正文前附《毕业设计（论文）任务书》，后附参考文献；
8．毕业设计（论文）要求文字打印，统一格式，统一封面，装订成册（详见毕业设计撰写要求）。
三、进度表
日期
内容
第15周
第16-17周
第18周
第19周
第20周
下学期1、2周
通过调研，借助网络、书店、图书馆查阅相关资料，制定设计计划，进行需求分析。
包括功能分析、接口电路的选择等，要求以书面形式交指导老师。
要求通过小组答辩方可进行下一阶段设计。
学习并掌握Protel印刷电路板软件。
包括原理图的绘制，PCB板的制作等。
及时向指导老师汇报学习中出现的问题。
根据需求设计系统的电路原理图要求以书面形式交指导老师。
通过老师审查后方可进行下一阶段设计。
在硬件电路的基础上编写相应的功能模块程序以电子文档及时提交指导老师，并通过老师审查后方可进行下一阶段设计。
绘制硬件原理图的PCB图，系统硬件电路的诊断与检查，通过仿真器在调试程序。
对毕业设计进行总结，认真阅读毕业设计（论文）的书写要求，撰写毕业论文。
将毕业论文以书面与电子文档两种形式，提交指导教师批阅。
进一步完善毕业论文，提交终稿，论文答辩。
完成日期
答辩日期
四、主要参考文献、资料、设备和实习地点及翻译工作量：
（一）参考文献
[1]先锋工作室编著.《单片机程序设计实例》.清华大学出版社，2003.1
[2]LM75ADATASHEETPHILIP.
[3]高锋编著.《单片微机应用系统设计及实用技术》.机械工业出版社,2004.4
[4]夏路易，石宗义编著.《电路原理图与电路板设计教程》.北京希望电子出版社，2002.6
[5]何立民编著.《单片机应用系统设计》.北京航空航天大学,1990.1
[6]尹雪飞，陈克安.《集成电路速查大全》.西安电子科技大学出版社，1997.10
（二）设备和设计地点
Pentium微机二台，电子信息工程系实验室或学生自习室
（三）翻译工作量
英文摘要250单词以内，关键词5—8个词。
指导教师签字
教研室主任签字
主管系领导签字
年月日
注：
本任务书要求一式两份，一份系部留存，一份报教务处实践教学科。
摘要
在日常生活和工业控制过程中经常需要进行多路温度测量并对温度的结果进行分析，以做出相应的处理。
数字式多路温度采集系统则是我们常见的。
数字式多路温度采集系统由主控制器、温度采集电路、温度显示电路、报警控制电路及键盘输入控制电路组成。
它利用单片机AT89C51做控制及数据处理器、智能温度传感器DS18B20做温度检测器、LED数码显示管做温度显示输出设备。
硬件电路比较简单，成本较低，测温范围大，测量精度高，读数显示直观，使用方便。
关键词：
温度；
传感器；
单片机；
控制
Abstract
Inthedailylifeandintheindustrycontrolledprocess,frequentlyneedstocarryonthemulti-spotstemperaturesurvey,andcarriesontheanalysistothetemperatureresult,makescorrespondingprocessing.digitalmultiplextemperatureacquisitionsystemisourcommon.thedigitalmulti-channeltemperaturegatheringsystembythemastercontrolregulator,thetemperaturegatheringelectriccircuit,thetemperaturedisplaycircuit,reportstothepolicethecontrolcircuitandthekeyboardentrycontrolcircuitiscomposed.Itmakesthecontrolandthedataprocessor,intelligenttemperaturesensorDS18B20usingmonolithicintegratedcircuitAT89C51makesthetemperaturedetector,theLEDnumericalcodedisplaytubemakesthetemperaturedemonstrationoutputunit.Thehardwareelectriccircuitquiteissimple,thecostislow,thetemperaturemeasurementscopeisbig,andthemeasuringaccuracyishigh,readingdemonstrationisdirect-viewing,easytooperate.
Keywords:
temperature;
sensor;
monolithicintegratedcircuit;
control
一、综述
温度是一种最基本的环境参数，人们的生活与环境温度息息相关，因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。
温度测量装置的关键是温度传感器，温度传感器的发展经历了三个发展阶段：
（1）传统的分立式温度传感器，
（2）模拟集成温度传感器，（3）智能集成温度传感器。
目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式，从集成化向智能化、网络化的方向飞速发展。
本人选择数字式多点温度采集系统设计。
系统主要技术指标：
（1）2路温度采集电路及以上；
（2）采集测温范围为-50～+110℃；
（3）温度精度，误差在0.1℃以内；
（4）显示模块，采用LED数码管显示。
二数字式多路温度采集系统硬件电路设计
按照系统设计功能的要求，系统由5个模块组成：
主控制器、温度采集电路、温度显示电路、报警控制电路及键盘输入控制电路。
数字式多路温度采集系统总体电路结构框图如图1所示。
图2.1数字式多点温度采集系统结构框图
采用智能温度传感器（DS18B20）采集环境温度并进行简单的模数转换；
单片机（AT89C51）执行程序对温度传感器传输的数据进行进一步的分析处理，转换成环境对应的温度值，通过I/O口输出到数码显示管（LED）显示；
由键盘输入控制选择某采集电路检测温度及显示；
报警电路对设定的最高最低报警温度进行监控报警。
2.1温度采集电路设计
温度采样处理电路由温度传感器、放大电路、A/D转换电路等组成。
采用分块结构的温度采样处理电路，其硬件电路结构复杂，也不便于数据的处理。
采用智能温度传感器采样处理电路，能够方便的进行温度的采集及简单的数据处理。
并且可以达到设计的技术指标要求。
本系统选择智能温度传感器DS18B20作为温度采集电路的核心器件。
由DS18B20及辅助电路构成温度采集电路。
2.1.1DS18B20简介
（1）DS18B20的性能特点
DS18B20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温度传感器相比，它能够直接读出被测温度，并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，可以在93.75ms至750ms内完成相应9位至12位的数字量转换。
它的测温精度可达到0.0625℃/LSB。
它的测温范围是-55～+125℃。
从DS18B20读出或写入信息仅需要一根口线，温度变换功率来源于数据总线，总线本身也可以向所挂接的DS18B20供电，无需额外电源。
因而选用DS18B20是恰当的。
（2）DS18B20的外形和内部结构
DS18B20采用3脚PR-35封装，其外形和内部结构框图分别如图2、图3所示。
图2.2DS18B20外形结构图2.3DS18B20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。
64位光刻ROM的位结构图如图4所示。
64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码。
开始8位（28H）是产品类型标号，接着的48位是该DS18B20自身的序列号，最后8位是前面56位的循环冗余校验码。
图2.464位ROM结构
DS18B20温度传感器的内部存储器包括一个非易失性的可电擦除E2PRAM和一个高速暂存RAM。
E2PRAM包括存放高温度和低温度的触发器TH、TL和结构寄存器。
非易失性温度报警触发器TH和TL，可通过软件写入用户报警上下限。
高速暂存RAM的结构为9字节的存储器，结构图如图5所示。
头2个字节包含测得的温度信息。
第3、4字节是TH和TL的拷贝，每次上电复位时被刷新。
第5字节为配置寄存器，用于确定温度值的数字转换分辨率。
第6、7、8字节保留未用，表现为全逻辑1。
第9字节读出前面所有8字节的CRC码，可用来检验数据，从而保证通信数据的正确性。
第5字节配置寄存器各位的定义如图6所示；
低5位一直为1，TM是测试模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式；
R1和R0决定温度转换的精度位数（即设置分辨率），定义方法见表1。
图2.5高速缓存RAM结构
图2.6配置寄存器
表1DS18B20分辨率的定义规定
R1
R0
分辨率/位
温度最大转换时间/ns
1
9
10
11
12
93.75
187.5
375
750
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