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1、毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 淮 阴 工 学 院毕业设计(论文)开题报告学 生 姓 名： 学 号： 专 业：电气工程及其自动化设计(论文)题目：基于单片机温度监测系统设计与实现指 导 教 师: 2010年2月27日 1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述文 献 综 述1、单片机及温度传感器的发展单片机诞生于20世纪70年代末，经历了SCM、MCU、SOC三大阶段。（1）SCM即单片微型计算机（Single Chip Microcomputer）阶段，主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。“创新模式”获得成功，奠定了SCM与通
2、用计算机完全不同的发展道路。（2）MCU即微控制器（Micro Controller Unit）阶段，主要的技术发展方向是：不断扩展满足嵌入式应用时，对象系统要求的各种外围电路与接口电路，突显其对象的智能化控制能力。（3）单片机是嵌入式系统的独立发展之路，向MCU阶段发展的重要因素，就是寻求应用系统在芯片上的最大化解决；因此，专用单片机的发展自然形成了SOC化趋势。随着微电子技术、IC设计、EDA工具的发展，基于SOC的单片机应用系统设计会有较大的发展。温度是一个基本的物理量，自然界中的一切过程无不与温度密切相关。温度传感器是最早开发，应用最广的一类传感器。从17世纪初人们开始利用温度进行测量
3、。温度传感器有四种主要类型：热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器(RTD)和IC温度传感器。IC温度传感器又包括模拟输出和数字输出两种类型。接触式温度传感器的检测部分与被测对象有良好的接触，又称温度计。 温度计通过传导或对流达到热平衡，从而使温度计的示值能直接表示被测对象的温度。一般测量精度较高。在一定的测温范围内，温度计也可测量物体内部的温度分布。但对于运动体、小目标或热容量很小的对象则会产生较大的测量误差，常用的温度计有双金属温度计、玻璃液体温度计、压力式温度计、电阻温度计、热敏电阻和温差电偶等。非接触式温度传感器的敏感元件与被测对象互不接触，又称非接触式测温仪表。这种仪表可用来测量运动物体、
4、小目标和热容量小或温度变化迅速（瞬变）对象的表面温度，也可用于测量温度场的温度分布。 2、AT89S52简介主要性能:与MCS-51单片机产品兼容 、8K字节在系统可编程Flash存储器、 1000次擦写周期、 全静态操作：0Hz33Hz 、 三级加密程序存储器 、 32个可编程I/O口线 、三个16位定时器/计数器、八个中断源 、全双工UART串行通道、 低功耗空闲和掉电模式 、掉电后中断可唤醒 、看门狗定时器 、双数据指针 、掉电标识符 。功能特性描述:AT89S52是一种低功耗、高性能 CMOS 8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非 易失性存储器
5、技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统 可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 AT89S52具有以下标准功能： 8k字节Flash，256字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位 定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口， 片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52可降至0Hz 静态逻 辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器
6、、串口、中断继续工 作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结， 单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。3、集成温度传感器AD590集成温度传感器AD590,其温度分辨率为0.3摄氏度。AD590输出的是模拟信号，当温度为0度时，输出电流273.2微安，并且电流变化量与温度变化量呈线性关系，温度每变化一度，输出电流变化1微安，该温度传感器的工作温度范围是-30度150度。如采用AD590作温度传感器，传感器外围电路比较简单，只需将采样电阻与AD590连接，然后对信号进行放大，再采用电压比较器对输出电压进行比较，电压比较器输出信号可直接作为PLC的输入信号。4、ADC0809
7、 A/D转换器ADC0809是采样分辨率为8位的、以逐次逼近原理进行模数转换的器件。其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。ADC0809的工作过程是：首先输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动 A/D转换，之后EOC输出信号变低，指示转换正在进行。直到A/D转换完成，EOC变为高电平，指示A/D转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当OE输入高电平时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。5
8、、研究意义温度的采集监测在日常生活中有着广泛的用途, 此次的温度监测器基于此而设计, 它的最大的优点在于可以测量显示当前温度，并将当前温度与预置温度进行比较，当当前温度超过预置温度时发出报警, 实现对历史数据进行监测、整理和分析的目的。该温度监测报警器功耗低, 能利用最少的资源对不同温度进行高精度的测量,信息性能可靠、操作便利, 复杂的工作通过软件编程来完成, 可以方便的获取结果,在实际的使用中获得了理想的效果。该设计实现了对箱体温度的实时控制，控制灵活、可靠、精度高，可满足产品初步老化测试的各项要求。在温度加热恒温的处理上，形成了一套完整的控制方案，可以移植应用于设备恒温、屋内暖气等许多方面
9、。因此，该设计的研究成果及设计理念能够很好的在别的设计中移植，做到了与实际的较好结合，具有较强的现实意义。参考文献1 张培仁,孙占辉,张欣等.基于C语言编程MCS-51单片机原理与应用.北京：清华大学出版社,20022 房小翠,王金凤.单片机实用系统设计技术.北京：国防工业出版社,19993 李昌禧.智能仪表原理与设计.北京：化学工业出版社,20044 南建辉,熊鸣,王军茹.MCS-51单片机原理及应用实例.北京：清华大学出版社,20035 李华.MCS-51系列单片机实用接口技术.北京航空航天大学出版社,19986 胡汉才.单片机原理及接口技术.北京：清华大学出版社,19967 王树勋,王朝
10、玉,张新发.MCS51单片微型计算机原理与开发.北京：机械工业出版社,19898 刘大茂.智能仪器（单片机应用系统设计）.北京：机械工业出版社,19979 楼然苗主编.51系列单片机设计实例. 北京：机械工业出版社，200210张洪润主编. 单片机应用设计200例.北京：科学出版社，200311杨将新主编.单片机程序设计及应用从基础到实践北京：机械工业出版社，200312 李玉锋、倪虹霞主编MCS-51系列单片机原理与接口技术北京：人民邮电出版社，200413喻宗泉, 喻晗编著单片机原理与应用技术北京：机械工业出版社，199814 何立民主编单片机应用系统设计北京：北京航空航天大学出版社，19
11、9015 李华主编.MCS-51系列单片机实用接口技术.北京:北京航空航天大学出版社,199316 邹丽新等主编.单片微型计算机接口技术.苏州:苏州大学出版社,200217 孙涵芳、徐爱卿主编.MCS-51单片机的原理与应用.北京:北京航空航天大学出版社,19962本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）1 要研究解决的问题如何测量温度;如何实现将所得的温度送显；如何实现将所测温度与设置温度对比；当所测温度超过预置温度时怎么样产生报警。2 拟采用的手段温度传感器1温度传感器2温度传感器3单片机按 键LED显示蜂鸣器报警A/D转换器图1 总体框架结构图2.1 硬件设计（一）温度测量部分
12、温度测量在本监测器中起到一个非常关键的作用,拟定选用集成温度传感器AD590测量室温。该温度传感器的工作温度范围是-30摄氏度150摄氏度,其温度分辨率为0.3摄氏度。（二）A/D转换电路拟定采用ADC0809 A/D转换器，采样分辨率为8位的、以逐次逼近原理进行模数转换的器件。其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。（三）主控制器拟定在该监测器中用AT89S52单片机作为主控制器,完成数据的存储与对比判断。（四）数码显示电路用4 位LED 实时显示系统温度。（五）蜂鸣器电路 利用高分贝蜂鸣器提供温度超过设定温度时的报警。2.
13、2 软件设计在程序的编写上，因C 语言本身具有简洁紧凑、灵活方便语法限制不太严格，程序设计自由度大，适用范围大，可移植性好等诸多优点可考虑选用C 语言作为编程语言。（一）温度测量模块此次拟选用AD590温度传感器，要实现多路测量，单片机要对众多在线的某一个温度传感器操作时, 首先要发出匹配命令, 紧接着单片机提供位序列, 然后针对某个具体读出其温度值。（二）A/D转换模块选用ADC0809作为A/D转换器，首先输入3位地址，并使ALE=1，将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。START上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动A/D转换，之后EOC输出信号变低，指示转
14、换正在进行。直到A/D转换完成，EOC变为高电平，指示A/D转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当OE输入高电平 时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。（三）数据存储模块接收并存储经过AD转换后传输过来的温度，然后将接收的温度与预置温度比较，判断当前温度是否超过预置温度，若超过则发出报警。（四）按键、显示模块该设计中按键总共需要4个,初步拟定将其接成22的矩阵式键盘。没有键按下时, 读入行全部为高电平, 每当有按键按下时, 逐列置低电平检测读入行的数据, 根据低电位的行列信息就可对应的找出键位。读入按键信号后, 对应改变相应的特征变量的值改变应进行的操作,
15、四个按键功能有循环显示三个温度传感器所测得的温度、显示温度传感器2的温度、显示温度传感器3的温度和复位。指导教师意见：1对“文献综述”的评语： 该生在毕业论文开题准备期间，收集资料阅读文献态度认真, 学习积极主动；出勤率较高。想法具备一定创新意识，能提出可行的实现方案；按时完成了文献阅读和毕业设计准备阶段所规定的任务。同意参加开题答辩。2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测： 本课题要求在对温度测控系统总体认识的基础上，充分利用学过的基本理论和相关知识，实现对温度测控系统的硬件电路和软件程序的设计，建议广泛查阅目前温度测控系统的最新文献，能够自行设计系统方案，并按照要求实现提出的方案，课题具有一定难度，工作量适中，预计在系统掌握相关理论和广泛查阅的基础上能够较好完成系统设计。年月日 指导教师： 所在专业审查意见： 负责人： 年月日
