《温度传感器毕业设计(论文)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《温度传感器毕业设计(论文)（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、摘要摘要单片机技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的 技术,本文将介绍一种基于单片机控制的数字温度器，本温度计属于多功能温度计，可以设 置上下报警温度，当温度不在设置范围内时，可以报警。 随着现代工农业技术的发展及人们对生活环境要求的提高，人们也迫切需要检测与控 制温度。本文通过采用蜂鸣器作为电声元件的温度报警器的设计，阐明了该装置进行设计 与制作的具体过程及方法。这种温度报警器结构简单，可操作性强，应用广泛。工作时， 温度测量范围为 538。当前环境温度若超过设定的高温临界温度，由单片机发出报警 信号，从而防止带来的不必要的损失。 造成高温火灾有：电气线路短路、
2、过载、接触电阻过大等引发高温或火灾；静电产生 高温或或火灾；雷电等强电侵入导致高温或火灾；最主要是机房内电脑、空调等用电设备 长时间工作，导致设备老化，空调发生故障，而不能降温；因此机房内所属的电子产品发 热快，在短时间内机房温度升高超出设备正常温度，导致系统瘫痪或产生火灾，这时温度 报警系统就会发挥应有的功能。关键词关键词:STC89C51 单片机，数字控制，温度计，DS18B20，AT24C02ABSTRACTSingle chip technology has spread to we live, work, scientific research, each domain, has b
3、ecome a mature technology, this paper introduces a kind of based on single chip microcomputer control digital temperature device, the thermometer belongs to the multi-function thermometer, can set up and down the temperature alarm, when the temperature is not set range, you can call the police.With
4、modern industrial and agricultural technology and the development of people to the improvement of the living environment requirements, and people urgently need to test and control the temperature. Through the use of components of the buzzer as acoustic temperature alarm design, it is expounded that
5、the device for the design and production of the specific processes and methods. The temperature alarm simple structure, the maneuverability is strong, wide application. Work, temperature measurement range for 5-38 C. The current environment temperature if more than the high temperature of setting th
6、e critical temperature, issued a warning signal by single-chip microcomputer, thus preventing bring unnecessary losses.High temperature caused by fire are: electric short circuit, overload, contact resistance by too high temperature or fire; Electrostatic generation high temperature or or fire; Ligh
7、tning and lead to high temperatures or high voltage into the fire; The main room is in air conditioning equipment such as computer, electricity work long hours, cause of old equipment, air conditioning fault, and cant cooling; So the telecom room belongs to electronic products fever fast, in a short
8、 time, computer room temperature beyond normal temperature equipment, cause the system to produce paralysis or fire, when temperature alarm system will play its function.Keywords: STC89C51 microcontroller, digital control, thermometer, DS18B20, AT24C02目目 录录摘要 .1ABSTRACT.2目 录 .3第一章设计要求与方案论证.41.1 设计要求
9、 .41.2 系统基本方案选择和论证 .41.2.1 单片机芯片的选择方案和论证 41.2.2 温度传感器设计方案论证 51.2.3 掉电保持方案论证 51.3 电路设计最终方案决定 6第二章主要元件介绍.62.1 STC89C51 介绍 62.1.1 STC89C51 主要功能及 PDIP 封装62.1.2 STC89C51 引脚介绍 62.1.3 单片机最小系统： 82.2 DS18B20 传感器介绍.82.2.1 DS18B20 概述.82.2.2 DS18B20 引脚介绍.92.2.3 DS18B20 的内部结构.102.2.4 DS18B20 的程序流程图.112.3 数码管介绍 1
10、12.3.1 数码管概述 122.4 AT24C02 简介 122.4.1 I2C 总线说明 13第三章程序流程图.16结论 .17参考文献 .18致 谢 .19附录 A 电路原理图.20附录 B C 语言程序.21第一章第一章 设计要求与方案论证设计要求与方案论证1.1 设计要求设计要求基本范围 0-99 ；精度误差小于 0.1 ；数码管直读显示；扩展功能：可以任意设定温度的上下限报警功能，并可以掉电保持上下限温度值。1.2 系统基本方案选择和论证系统基本方案选择和论证1.2.1 单片机芯片的选择方案和论证单片机芯片的选择方案和论证由于单片机具有以下的很多优点，被我们选定为制作该作品的首选芯
11、片 单片机特点： （1）高集成度，体积小，高可靠性 单片机将各功能部件集成在一块晶体芯片上，集成度很高，体积自然也是最小的。芯 片本身是按工业测控环境要求设计的，内部布线很短，其抗工业噪音性能优于一般通用的 CPU。单片机程序指令，常数及表格等固化在 ROM 中不易破坏，许多信号通道均在一个 芯片内，故可靠性高。 （2）控制功能强 为了满足对对象的控制要求，单片机的指令系统均有极丰富的条件:分支转移能力，I/O 口的逻辑操作及位处理能力，非常适用于专门的控制功能。 （3）低电压，低功耗，便于生产便携式产品 为了满足广泛使用于便携式系统，许多单片机内的最低工作电压仅为 1.8V3.6V，而 工作
12、电流仅为数百微安。 （4）易扩展 片内具有计算机正常运行所必需的部件。芯片外部有许多供扩展用的三总线及并行、 串行输入/输出管脚，很容易构成各种规模的计算机应用系统。 （5）优异的性价比 单片机的性能极高。为了提高速度和运行效率，单片机已开始使用 RISC 流水线和 DSP 等技术。单片机的寻址能力也已突破 64KB 的限制，有的已可达到 1MB 和 16MB，片内的ROM 容量可达 62MB，RAM 容量则可达 2MB。由于单片机的广泛使用，因而销量极大， 各大公司的商业竞争更使其价格十分低廉，其性能价格比极高。 方案一: 采用 STC89C51 芯片作为硬件核心。STC89C51 内部具有
13、 8KB ROM 存储空间,512 字 节数据存储空间，带有 2K 字节的 EEPROM 存储空间，与 MCS-51 系列单片机完全兼容, STC89C51 可以通过串口下载。 方案二: 采用 AT89S51。AT89S51 片内具有 8K 字节程序存储空间，256 字节的数据存储空间没 有 EEPROM 存储空间，也与 MCS-51 系列单片机完全兼容，具有在线编程可擦除技术。 两种单片机都完全能够满足设计需要，STC89C51 相对 ATS89C52 价格便宜，且抗干扰 能力强。考虑到成本因素，因此选用 STC89C51。1.2.2 温度传感器设计方案论证温度传感器设计方案论证利用物质各种
14、物理性质随温度变化的规律把温度转换为电量的传感器。这些呈现规律 性变化的物理性质主要有体。温度传感器是温度测量仪表的核心部分，品种繁多。按测量 方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电 偶两类。 现代信息技术的三大基础是信息采集(即传感器技术)、信息传输(通信技术)和信息处理 (计算机技术)。温度传感器的发展大致经历了以下三个阶段；(1)传统的分立式温度传感器 (含敏感元件)；(2)模拟集成温度传感器/控制器；(3)智能温度传感器。国际上新型温度传感 器正从模拟式向数字式、由集成化向智能化、网络化的方向发展。在 20 世纪 90 年代中期 最早推出的智能温
15、度传感器，采用的是 8 位 A/D 转换器，其测温精度较低，分辨力只能达 到 1C。国外已相继推出多种高精度、高分辨力的智能温度传感器，所用的是 912 位 A/D 转换器，分辨力一般可达 0.50.0625C。由美国 DALLAS 半导体公司新研制的 DS1624 型高分辨力智能温度传感器，能输出 13 位二进制数据，其分辨力高达 0.03125 C，测温精度为0.2C。为了提高多通道智能温度传感器的转换速率，也有的芯片采用高 速逐次逼近式 A/D 转换器。目前，智能温度传感器的总线技术也实现了标准化、规范化， 所采用的总线主要有单线(1-Wire)总线、I2C 总线、SMBus 总线和 s
16、pI 总线。温度传感器作 为从机可通过专用总线接口与主机进行通信。 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/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，感温电 路比较麻烦。 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，就可以满足设计要求。 从以上两种方案，两种都完全能够满足设计需要，很容易看出，采用方案二，电路比 较简单，软件设计也比较简单，故采用了方案二。1.2.3 掉电保持方案论证掉电保持方案论证为了方便使用，本设计采用串行 E2PROMI2C-BUS 的存储器件 AT24C02，由于其具有接口方便，体积小，数据掉电不丢失等特点，在仪器仪表及工业自动化控制中得到大量的应用。本设计就是采用此功能。1.3 电路设计
