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1、毕业设计（论文）材料之二（2）安徽工程大学机电学院本科毕业设计 ( 论文) 开题报告题目：基于单片机的LCD显示温度计的设计课 题 类 型：设计实验研究论文学 生 姓 名：高海洋学号： 3062102238 专 业 班 级：电子信息工程2072 教 学 单 位：安徽工程大学机电学院指 导 教 师：彭超开 题 时 间： 2011年 3 月 1 日开题报告内容与要求一、毕业设计（论文）内容及研究意义（价值）1、设计内容 本文是基于“单片机的LCD显示温度计”这一课题展开的。温度是生产过程 和科学实验中普遍二姐重要的物理参数之一，在生产过程中， 为了高效的进行生 产，必须对它的主要参数如温度、压力、
2、流量等进行有效的控制。本文从LCD 显示出发，基于 AT89C52 单片机及改进型智能温度传感器DS18B20 的应用，提出 并设计了 1602LCD显示的温度计。2、 研究意义 温度是一种最基本的环境参数， 人们生活与环境温度息息相关， 在工业生产 过程中需要实时测量温度， 在工业生产中也离不开温度的测量，因此研究温度的 测量方法和控制具有重要的意义。本论文介绍了一种以单片机为主要控制器件，以DS18B20 为温度传感器的 新型数字温度计。 主要包括硬件电路的设计和系统程序的设计。硬件电路主要包 括主控制器，测温控制电路和显示电路等，主控制器采用单片机AT89C52，温 度传感器采用美国DA
3、LLAS 半导体公司生产的DS18B20，显示电路采用 8 位共 阴极 LED 数码管， ULN2803A 为驱动的动态扫描直读显示。测温控制电路由温 度传感器和预置温度值比较报警电路组成，当实际测量温度值大于预置温度值 时，发出报警信号，即发光二极管亮。系统程序主要包括主程序，测温子程序和 显示子程序等。 DS18B20 新型单总线数字温度传感器是DALLAS 公司生产的单 线数字温度传感器 , 集温度测量和A /D 转换于一体,直接输出数字量 ,具有接口 简单、精度高、抗干扰能力强、工作稳定可靠等特点。 由于采用了改进型智能温度传感器DS18B20 作为检测元件，与传统的温度 计相比 ,本
4、数字温度计减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的特点。DS 18B20 温度计还可以在高温报警、 远距离多点测温控制等方面进行应用开发，具 有很好的发展前景。此外，还介绍了系统的调试和性能分析。二、毕业设计（论文）研究现状和发展趋势（文献综述） 测量温度的关键是温度传感器，温度传感器的发展经历了3 个阶段：传统的 分立式温度传感器、模拟集成温度传感器、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、网络化的方向发展。 在测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，将随被测温 度变化的电压或电流采集过来，进行A/D 转换后，就可以用单片机进行数据
5、的 处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D 转 换电路，因此感温电路比较麻烦。 进而考虑到用温度传感器，在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，可 以采用智能集成数字温度传感器DS18B20。DS18B20 是 DALLAS 公司生产的一线式数字温度传感器，具有3 引脚 TO92 小体积封装形式；温度测量范围为 55 125,可编程为 9 位12 位 A/D 转换精度，测温分辨率可达0.0625， 被测温度用符号扩展的16 位数字量方式串行输出； 其工作电源既可在远端引入， 也可采用寄生电源方式产生；多个DS18B20 可以接在一根线上， CPU 只需一根 端口线
6、就能与诸多DS18B20 通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引 线和逻辑电路。 总上所述，采用智能集成温度传感器DS18B20 设计数字温度计比较容易， 而且电路比较简单，软件设计也比较简单。所以，本设计以智能集成温度传感 器 DS18B20为例，介绍基于 DS18B20 传感器的数字温度计的设计，该设计适用 于人们的日常生活及工农业生产中用于温度的检测及控制。三、毕业设计（论文）研究方案及工作计划（含工作重点与难点及拟采用的途 径） 1、 研究方案 ： 1.1 方案一 由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在 将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行 A/
7、D转换后，就可以用单片机进 行数据的处理， 在显示电路上， 就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到 A/D 转换电路，其中还涉及到电阻与温度的对应值的计算，感温电路比较麻烦。 而且在对采集的信号进行放大时容易受温度的影响出现较大的偏差。1.2 方案二 进而考虑到用温度传感器，在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，所 以这是非常容易想到的，所以可以采用一只温度传感器DS18B20 ，此传感器，可 以很容易直接读取被测温度值， 进行转换，电路简单，精度高，软硬件都以实现， 而且使用单片机的接口便于系统的再扩展，满足设计要求。 从以上两种方案，很容易看出，采用方案二，电路比较简单，费用较低，可
8、靠性 高，软件设计也比较简单，故采用了方案二。温度计电路设计总体设计方框图如图1 所示，控制器采用单片机AT89S52 ， 温度传感器采用 DS18B20 ，用 3 位 LED数码管以串口传送数据实现温度显示。AT89S52 LED显示DS18B20 温 度 传 感 器单片机复位振荡电路总体设计方框图2、工作重点与难点 2.1 重点：在于利用最简化的电路、程序、元器件实现全部功能，最终程序的测 试及功能的实现。 2.2 难点： 电路图的设计及各模块之间的整合3、工作计划 第一部分（总体准备）：查相关的资料书籍，选择相应的单片机，本文选择 的是 AT89S52 单片机芯片。熟悉芯片的相关功能以及
9、用法，并且融入到毕业设 计中去，确定设计总思路。 第二阶段（硬件设计）：依据设定的功能分模块设计，如震荡电路、LED显 示电路、传感电路等。 第三阶段（程序设计）：先学习理解汇编语言的编程方法，再根据设计的硬 件电路进行分模块的编程调试，最终完成程序设计。 第四阶段（软件仿真）：软硬件设计好后 , 将软件载入芯片中进行仿真，仿真 无法完成时检查软件程序和硬件电路并进行修改直到仿真成功。 第五阶段（最后完善）：积极寻求指导老师的帮助，根据老师的提示进一步 修改论文，最后完善论文。3 月 1 日3 月 31 日，查阅资料，收集信息，完成开题 4 月 1 日4 月 30 日，查阅资料，完成电路图及原
10、理图 5 月 1 日5 月 31 日，编写程序，调试程序，撰写论文及修改 6 月，总结，修改论文，准备答辩四、主要参考文献（不少于10 篇，期刊类文献不少于7 篇，应有一定数量的外 文文献，至少附一篇引用的外文文献（3 个页面以上）及其译文） 1李光飞，楼然苗，胡佳文等.单片机课程设计实例指导.北京：北京航空航天 大学出版社 ,2004，105-125 2周月霞，孙传友 .DS18B20 硬件连接及软件编程 .传感器世界， 2001，12： 25-29 3马云峰 .单片机与数字温度传感器DS18B20 的接口设计 .计算机测量与控 制,2002,10（4）: 278-280 4凌玉华 .单片机
11、原理及应用系统设计.长沙：中南大学出版社 ,2006，222-228 5刘华东 .单片机原理与应用 .北京：电子工业出版社 ,2003，175-180 6王守刚 .电路原理图与电路板设计教程.北京：北京希望电子出版社，2000 7姚四改 .Protel99SE电子线路设计教程 .上海：上海交通大学出版社，2000 8肖金球 .单片机原理与接口技术 .北京：清华大学出版社 ,2004，160-168 9赵海兰 , 赵祥伟 . 智能温度传感器DS18B20 的原理与应用 .现代电子技术 , 2003, 14(3): 32-34 10 胡汉才 .单片机原理及系统 .北京: 清华大学出版社 ,2002
12、，28-38 11张志良 .单片机原理与控制技术 .北京: 机械工业出版社 ,2002，56-78 DS18B20 FEATURES Unique 1-Wireinterface requires only one port pin for communication Each device has a unique 64-bit serial code stored in an onboard ROM Multidrop capability simplifies distributed temperature sensing applications Requires no externa
13、l components Can be powered from data line. Power supply range is 3.0V to 5.5V Measures temperatures from 55C to +125C (67F to +257F) 0.5 C accuracy from 10C to +85 C Thermometer resolution is user-selectable from 9 to 12 bits Converts temperature to 12-bit digital word in 750ms (max.) User-definabl
14、e nonvolatile (NV) alarm settings Alarm search command identifies and addresses devices whose temperature is outside of programmed limits (temperature alarm condition) Available in 8-pin SO (150mil), 8-pin SOP, and 3-pin TO-92 packages Software compatible with the DS1822 Applications include thermos
15、tatic controls, industrial systems, consumer products, thermometers, or any thermally sensitive DESCRIPTION The DS18B20 Digital Thermometer provides 9 to 12bit centigrade temperature measurements and has an alarm function with nonvolatile user-programmable upper and lower trigger points. The DS18B20
16、 communicates over a 1-Wire bus that by definition requires only one data line (and ground) for communication with a central microprocessor. It has an operating temperature range of 55C to +125 Cand is accurate to 0.5 C over the range of 10C to +85C. In addition, the DS18B20 can derive powerdirectly from the data line (“parasite power”), eliminating the need for an external power
