数字温度传感器测温显示系统毕业设计开题报告

数字温度传感器测温显示系统毕业设计开

题报告

数字温度传感器测温显示系统毕业设计开题报告

毕业设计题目

学生姓名：徐敬先

指导教师：王苏卫

1)课题的研究意义

随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现，能够独立工作的温度检测和显示系统应用于诸多领域，使得温度控制在生产生活领域有着广泛的应用。

温度是日常生活、工业、医学、环境保护、化工、石油等领域最常用到的一个物理量。测量温度的基本方法是使用温度计直接读取温度。最常见到的测量温度的工具是各种各样的温度计，例如：水银玻璃温度计，酒精温度计。它们常常以刻度的形式表示温度的高低，人们必须通过读取刻度值的多少来测量温度。利用单片机和温度传感器构成的电子式智能温度计就可以直接测量温度，得到温度的数字值，既简单方便，

有直观准确。本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用，该设计控制器使用单片机AT89S51，测温传感器使用DS18B20，采用LcD1602液晶显示能准确达到以上要求。

2）国内外发展状况

目前温度计的发展很快，从原始的玻璃温度计管温度计发展到了现在的热电阻温度计、热电偶温度计、数字温度计、电子温度计等等。主要温度仪表，如热电偶、热电阻及辐射温度计等在技术上已经成熟，但是它们只能在传统的场合应用，尚不能满足简单、快速、准确测温的要求，尤其是高科技领域。因此，各国专家都在有针对性地竞相开发各种新型温度传感器及特殊与实用测温技术，如采用光纤、激光及遥感或存储等技术的新型温度计已经实用化。

XX年起中国数字温度计及恒温器市场发展迅速，产品产出持续扩张，国家产业政策鼓励电子温度计及恒温器产业向高技术产品方向发展，国内企业新增投资项目投资逐渐增多。投资者对电子温度计及恒温器行业的关注越来越密切，这使得电子温度计及恒温器行业的发展需求增大。本文研究一种基于单片机温度

控制系统，以克服传统方法的不足。

3）研究内容和方法

采用数字式温度传感器为检测器件，进行单点温度检测。用LcD1602液晶直接显示温度值，单片机系统作为电子温度计的控制、显示系统。

本系统从以下三个方面来考虑：

检测的温度范围：0℃～100℃，检测分辨率℃。

用LcD1602来显示温度值。

超过警戒值要报警提示。

主要采用DS18B20温度传感功能，检测当前的温度值，通过液晶将当前温度值显示出来，当检测的温度值超过所设定的温度范围时，报警提醒，达到精确检测的目的。

本系统主要由四部分组成：

1）传感器数据采集部分即温度检测模块，如果采用热敏电阻，可满足40摄氏度至90摄氏度的测量范围，但是热敏电阻精度、重复性，可靠性差，对于检测1摄氏度的信号是不适用，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To－92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℃，被测

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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。

2）温度显示部分可选用LED数码管显示，也可选用LcD液晶显示。此模块选用LcD1602。

3）上下限报警调整模块通过按键设置报警温度，采用蜂鸣器报警。

4）单片机主板部分智能模块主要指单片机部分，它主要完成传感器信号的接收以及处理工作，本模块的设计首先要做好单片机的选型，考虑到性能以及成本选用AT89S52。

整个系统是以AT89S52控制下工作的。其工作过程是：首先温度按键设定上下极限温度范围，然后温度传感器DS18B20采集当前温度信号，单片机接收此信号，通过处理在液晶LcD1602显示当前温度值。若测得温度超过所设定的范围时，蜂鸣器发出报警信号。

鉴于此，本毕业设计所要完成的任务目标是：

设计电子温度计的信号检测部分

设计电子温度计的信号处理部分

设计电子温度计的主控制器部分

设计电子温度计的显示部分及报警部分

编写调试相关软件设计

实验平台的搭建

整机调试

4）全球传感器未来发展趋势及4大重要领域(转)

近年来，传感器技术新原理、新材料和新技术的研究更加深入、广泛，新品种、新结构、新应用不断涌现。其中，“五化”成为其发展的重要趋势。

一是智能化，两种发展轨迹齐头并进。一个方向是多种传感功能与数据处理、存储、双向通信等的集成，可全部或部分实现信号探测、变换处理、逻辑判断、功能计算、双向通讯，以及内部自检、自校、自补偿、自诊断等功能，具有低成本、高精度的信息采集、可数据存储和通信、编程自动化和功能多样化等特点。如美国凌力尔特(LinearTechnology)公司的智能传感器安装了ARm架构的32位处理器。另一个方向是软传感技术，即智能传感器与人工智能相结合，目前已出现各种基于模糊推理、人工神经络、专家系统等人工智能技术的高度智能传感器，并已经在智能家居等方面得到利用。如NEc开发出了对大量的传感器监控实施简化的新方法“不变量分析技术”，并已于

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今年面向基础设施系统投入使用。

二是可移动化，无线传感技术应用加快。无线传感技术的关键是克服节点资源限制(能源供应、计算及通信能力、存储空间等)，并满足传感器络扩展性、容错性等要求。该技术被美国麻省理工学院(mIT)的《技术评论》杂志评为对人类未来生活产生深远影响的十大新兴技术之首。目前研发重点主要在路由协议的设计、定位技术、时间同步技术、数据融合技术、嵌入式操作系统技术、络安全技术、能量采集技术等方面。迄今，一些发达国家及城市在智能家居、精准农业、林业监测、军事、智能建筑、智能交通等领域对技术进行了应用。如，从mIT独立出来的VoltreePowerLLc 公司受美国农业部的委托，在加利福尼亚州的山林等处设置温度传感器，构建了传感器络，旨在检测森林火情，减少火灾损失。

三是微型化，mEmS传感器研发异军突起。随着集成微电子机械加工技术的日趋成熟，mEmS传感器将半导体加工工艺(如氧化、光刻、扩散、沉积和蚀刻等)引入传感器的生产制造，实现了规模化生产，并为传感器微型化发展提供了重要的技术支撑。近年来，日本、美国、欧盟等在半导体器件、微系统及微观结构、速度测量、微系统加工方法/设备、麦克风/扬声器、