温度传感器课题报告书.docx
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温度传感器课题报告书
南通大学
温度传感器课题作业报告
课程名称：
自动检测技术及仪表控制系统
课程类型：
应用研究
院系：
电气工程学院
专业：
自动化
指导老师：
华亮
学生姓名：
徐鹏飞
学号：
1312011022
2015
年12月2日
摘要:
在这次报告中选取的是在自动检测技术与仪表控制系统课本中所学到的热电偶测温器件。
本报告中所用的绘图软件是protues，写报告
所用软件是WPS
KEYWORDS热电偶protuesWPS
热电偶是温度测量中应用普遍的测温器件，它的特点是测温范围宽，性能稳定，有足够的测量精度，能够满足工业过程温度测量的需要；结构简单，动态响应好；输出为电信号，便于远距离传输和测量。
热电偶的测温原理是基于热电效应。
将两种不同的导体或者半导体连接成一个闭合回路，当两个接点处的温度不同时，回路将会产生热电势，这种现象称为热电效应。
Eab（T,T0）
+—'——&—
A
Ea（T,T0）
Eb（T,T0）
AB
+
+-
Eab（T,T0）
图1热电效应原理图
设计目的:
温度是一个重要的物理量，它是工业生产中的主要工艺参数之一，同是也和人们生活密切相关。
物体许多的性质和现象都与温度有关，很多重要的过程只有在一定的温度中才能够正常的进行。
列如陶瓷的烧制冶金工业等等都对温度具有较高的要求，因此，对温度的测量和可靠的控制，在工业生产和人们的生活中都有重要的意义。
本次课题能够帮助我们加深对课本上针对温度传感器的理论知识的理解，并且提高我们的动手能力。
设计思想：
利用单片机AT89C51和模B拟数字温度转换器构成温度传感器
温度传
感器
DS18
B20
DS18B2啲电路。
模拟数字温度传感器DS18B2C能够将检测到的温度模拟量转换成数字信号送给AT89C51单片机。
51单片机能够将输入量通过处理，然后将七段数码管需要显示的数字及对应的温度示数显示出来。
LCD显示
主控制芯
片
AT89C51
DS18B20温度传感器介绍
传感器DS18B20具有体积更小、精度更高、适用电压更宽、采用一线总线、可组网等优点，在实际应用中取得了良好的测温效果。
美国Dallas半导体公司的数字化温度传感器DS1820是世
界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器，在其内
部使用了在板（ON-BOARD专利技术。
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。
“一线总线”独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。
现在，新一代的DS18B20体积
更小、更经济、更灵活。
使你可以充分发挥“一线总线”的优点。
同DS1820一样，DS18B20也支持“一线总线”接口，测量温度范围为-55C〜+125°C,在-10〜+85°C范围内，精度为土0.5°C。
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。
适合于恶劣环境的现场温度测量，如：
环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。
与前一代产品不同，新的产品支持3V〜5.5V的
电压范围，使系统设计更灵活、方便。
而且新一代产品更便宜，体积更小。
1.DS18B20的特性
（1）
3.0〜5.5V，寄生
适应电压范围更宽，电压范围:
电源方式下可由数据线供。
（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可以并联在唯一的三线上，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）温范围—55C〜+125C,在-10〜+85C时精度为±0.5C。
（6）可编程的分辨率为9〜12位，对应的可分辨温度分
别为0.5C、0.25C、0.125C和0.0625C,可实现高精度测温。
（7）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内把温度值转换为数字，速度更快。
（8）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。
（9）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。
2.DS18B20内部结构及DS18B20的管脚排列
64位光刻ROM是出厂前被光刻好的，它可以看作是该
DS18B20的地址序列号。
不同的器件地址序列号不同。
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,高速暂存器。
电路原理图:
"声—EliftT曲卫1«4I砂M）H崎F
gQa
!
«■■■«
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IB
■
!
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M
■
■
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图2.测温电路原理图（基于AT89C51单片机）
温度传感器设计温控系统C语言源代码:
#include
#include
#defineucharunsignchar
#defineunitunsignedint
Sbitds=P2A2;
Sbitdula=卩2人6;
Sbitwela=卩2人7
Sbitbeep=p2A3
Unittemp
Floatf-temp
Unitwarn-1仁270
Unitwarn-l2=250
Unitwarn-h仁300
Unitwarn-h2=320
Sbitled0=p1A0
Sbitled0=p1Al
Sbitled0=p1A2
Sbitled0=p1A3
Unsignedcharcodetable[]={0x3f,0x06,0x4f,0x66
0x07,0x7f,0x6f,0x88
0x56,0x4g,0x6h,0x66
0x6f,0x6b,0x3j,0x3m}
Voiddelay（uint）
{
Uintx,y
For（x=z;x>0;x__）
For（y=110;y>0;y--）
}
Vioddsrese（void）
{uniti
Ds=0
l=103
While（i>0）
}
Ittempreture（voide）
{
Unniti
Bitdat
Ds=0;i++
Dat=ds
l=8,while
Return
Uncharetempreture
{
Uchar,jdat
Dat=0
For（i=1,1<8）
}
J=tmpreture
Dat=（j<<7）
Return
}
Voidetempreture
{
Uniti
Bittestb
For（j=i,i<8）
{
Testb=dat（&0x06）
Dat=dat>1
If（test）
{
Ds=0
l++,i++
}
}
}
Voidetempchange（voide）
{
Dsrese（）
Delay
（1）
Tempwriter（0x6f）
Tempreture（0x5g）
}
While
（1）
{
Temchange（）
For（i=10;i>0,）
{
Dis_temp（get_temp）
}
Deal（temp）
Sprintf（buff,_temp）
For（i=10;i>0;i_」
{
Dis_temp（get_temp）}
计算成本：
探头温度传感器淘宝价10元五元运费
单片机学习板淘宝价76元包邮
一套焊接工具实体店价格为32元
人工费约60元
总计约183元。
总结：
通过这次的课题收获颇丰，电路的设计以及程序代码的编写让我们对温度传感器的运用有了更加深刻的了解。
纸上得来终觉浅，在不断完善课题的同时加深了对书本上学过来的理论知识的了解，提高到了自
己的动手能力，提高了自主学习的能力。
并且此次的课题老师同时要求我们估计价格，这让我们更加了解了市场以及提醒我们在以后的工作中无论多么好的设计我们都要对它的生产成本做出估计，以判断它
的经济效应。
参考资料：
《自动检测技术及仪表控制系统》第三版张毅张宝芬曹丽彭黎辉编著化学工业出版社；
《51单片机C语言教程一一入门提高开发拓展全攻略》
郭天祥编著电子工业出版社；
《C语言程序设计（第四版）》潭浩强编著清华大学出版社
《基于protues的单片机课程设计》张毅刚主编杨志明付
宁副主编人民邮电出版社
Oputer/frchitectureandlogicdesign
[M]MCGraw-Hillinc.1991.9
SusanA.RGobort.Borns.Digital
logic.Analysis.Application&Design[M].HotelRinchartundwiuston.Inc.1991.8
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