《毕业论文范文——基于单片机的数字温度计设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《毕业论文范文——基于单片机的数字温度计设计（55页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、哈尔滨理工大学学士学位论文 - I - 基于单片机的数字温度计设计基于单片机的数字温度计设计 摘要摘要 随着国民经济的发展，人们需要对各中加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉 中温度进行监测和控制。采用单片机来对他们控制不仅具有控制方便，简单和 灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大的 提高产品的质量和数量。 在日常生活及工业生产过程中，经常要用到温度的检测及控制，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。在生产过程中，为了高效 地进行生产，必须对它的主要参数，如温度、压力、流量等进行有效的控制。 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
2、础，技术 已经比较成熟。传统的测温元件有热电偶和二电阻。而热电偶和热电阻测出的 一般都是电压，再转换成对应的温度，这些方法相对比较复杂，需要比较多的 外部硬件支持。我们用一种相对比较简单的方式来测量。 我们采用美国 DALLAS 半导体公司继 DS18B20 之后推出的一种改进型智能 温度传感器 DS18B20 作为检测元件，温度范围为-55125 C,最高分辨率可达 0.0625 C。DS18B20 可以直接读出北侧温度值，而且采用三线制与单片机相连， 减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的特点。 本文介绍一种基于 AT89C51 单片机的一种温度测量及报警电路,该电路采 用 DS18B
3、20 作为温度监测元件，测量范围 0-+100，使用 LED 模块显示， 能设置温度报警上下限。正文着重给出了软硬件系统的各部分电路，介绍了集 成温度传感器 DS18B20 的原理，AT89C51 单片机功能和应用。该电路设计新颖、 功能强大、结构简单。 关键词关键词：温度测量；温度测量；DS18B20；AT89C51 哈尔滨理工大学学士学位论文 - II - Design of Digital Thermomer Based on SCM Abstract Along with national economy development, the people need to each hea
4、ting furnace、the heat-treatment furnace、in the reactor and the boiler the temperature carry on the monitor and the control. Not only uses the monolithic integrated circuit to come to them to control has the control to be convenient, simple and flexibility big and so on merits, moreover may enhance l
5、arge scale is accused the temperature technical specification, thus can big enhance the product the quality and quantity. In daily life and industrial production process, often used in the detection and control of temperature, temperature is the production process and scientific experiments in gener
6、al and one of the important physical parameter. In the production process, in order to efficiently carry out the production, to be its main parameters, such as temperature, pressure, flow control, etc. Temperature control in the production process of a large proportion. Temperature measurement is th
7、e basis of temperature-controlled, more mature technology.Traditional thermocouple and temperature components are the second resistor.The thermocouple and thermal resistance are generally measured voltage, and then replaced by the corresponding temperature, these methods are relatively complex, requ
8、iring a relatively large number of external hardware support. We use a relatively simple way to measure. We use the United States following DALLAS Semiconductor DS1820 improved after the introduction of a smart temperature sensor DS18B20 as the detection element, a temperature range of -55 125 C, up
9、 to a maximum resolution of 0.0625 C. DS18B20 can be directly read out the temperature on the north side, and three-wire system with single-chip connected to a decrease of the external hardware circuit, with low-cost and easy use. The introduction of a cost-based AT89C51 MCU a temperatur measurement
10、 circuits, the circuits used DS18B20 high-precision temperatur sensor, measuring scope 0-+100,can set the warning limitation, the use of seven segments LED that can be display the current temperature. The paper focuses on providing a software and hardware system components circuit, introduced the th
11、eory of DS18B20, the founctions and applications of AT89C51 .This circuit design innovative, powerful, can be expansionary strong. Keywords：Temperatur measurement； DS18B20; AT89C51 哈尔滨理工大学学士学位论文 - III - 目录目录 摘要I AbstractII 第 1 章 绪论.5 1.1 课题背景及研究意义.5 1.2 国内外现状.5 1.3 课题的设计目的.6 1.4 课题的主要工作.6 1.5 本文研究内容
12、.6 第 2 章 开发工具 Proteus 与 Keil.8 2.1 Proteus 软件8 2.1.1 Proteus 简介.8 2.1.2 4 大功能模块.8 2.1.3 ISIS 智能原理图输入系统10 2.1.4 Proteus 简单应用.10 2.2 Keil 软件.11 2.2.1 Keil 软件简介11 2.2.2 Keil 软件调试功能11 2.3 本章小结.12 第 3 章 系统概述.13 3.1 方案选择.13 3.1.1 方案一13 3.1.2 方案二14 3.2 系统设计原理.14 3.3 系统组成.14 3.4 DS18B20 温度传感器与单片机的接口电路15 3.5
13、 本章小结.16 第 4 章 系统硬件设计.17 4.1 80C51 单片机的介绍.17 4.1.1 80C51 单片机主要特性18 4.1.2 80C51 单片机管脚图19 4.1.3 80C51 单片机的中断系统21 4.1.4 80C51 单片机的定时/计数器.21 4.2 LCD 液晶显示器简介21 4.2.1 液晶模块简介22 4.2.2 液晶显示部分与 89C51 的接口.23 哈尔滨理工大学学士学位论文 - IV - 4.3 通讯模块.24 4.4 DS18B20 介绍25 4.4.1 温度传感器工作原理25 4.4.2 DS18B20 相关介绍.27 4.4.3 DS18B20
14、 使用中的注意事项.28 4.5 本章小结.28 第 5 章 系统软件设计.30 5.1 主程序设计.30 5.2 DS18B20 初始化31 5.3 数据测试.32 5.4 仿真结果.32 5.5 本章小结.34 结论.35 致谢.36 参考文献.37 附录 A.38 附录 B.45 附录 C.50 附录 D.51 哈尔滨理工大学学士学位论文 5 第第 1 章章 绪论绪论 1.1 课题背景及研究意义课题背景及研究意义 随着新技术的不断开发与应用，近年来单片机发展十分迅速，一个以微机 应用为主的新技术革命浪潮正在蓬勃兴起，单片机的应用已经渗透到电力、冶 金、化工、建材、机械、食品、石油等各个行
15、业。传统的温度采集方法不仅费 时费力，而且精度差，单片机的出现使得温度的采集和数据处理问题能够得到 很好的解决。温度是工业对象中的一个重要的被控参数。然而所采用的测温元 件和测量方法也不相同；产品的工艺不同，控制温度的精度也不相同。因此对 数据采集的精度和采用的控制方法也不相同。传统的控制方式以不能满足高精 度，高速度的控制要求，如温度控制表温度接触器，其主要缺点是温度波动范 围大，由于他主要通过控制接触器的通断时间比例来达到改变加热功率的目的， 受仪表本身误差和交流接触器的寿命限制，通断频率很低。近几年来快速发展 了多种先进的温度控制方式，如：PID 控制，模糊控制，神经网络及遗传算法 控制
16、等。这些控制技术大大的提高了控制精度，不但使控制变得简便，而且使 产品的质量更好，降低了产品的成本，提高了生产效率。本系统所使用的加热 器件是电炉丝，功率为三千瓦，要求温度在 4001000。静态控制精度为 2.43。 本设计使用单片机作为核心进行控制。单片机具有集成度高，通用性好， 功能强，特别是体积小，重量轻，耗能低，可靠性高，抗干扰能力强和使用方 便等独特优点，在数字、智能化方面有广泛的用途。 1.2 国内外现状国内外现状 温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛，但从国内生产的 温度控制器来讲，总体发展水平仍然不高，同日本、美国、德国等先进国家相 比，仍然有着较大的差距。成熟的温控产品主要以“点位”控制及常规的 PID 控 制器为主，它们只能适应一般温度系统控制，而用于较高控制场合的智能化、 自适应控制仪表，国内技术还不十分成熟，形成商品化并广泛应用的控制仪表 较少。随着我国经济的发展及加入 WTO，我国政府及企业对此都非常重视，对 相关企业资源进行了重组，相继建立了一些国家、企业的研发中心，开展创新 性研
