基于单片机温度监控设计毕业设计论文

目录

第一部分设计任务与调研 (1)

第二部分设计说明 (5)

第三部分设计成果 (8)

第四部分结束语 (10)

第五部分致谢 (11)

第六部分参考文献 (12)

第一部分设计任务与调研

1.主要任务

温度控制广泛应用于人们的生产和生活中，人们使用温度计来采集温度，通过人工操作加热、通风和降温设备来控制温度，这样不但控制精度低、实时性差，而且操作人员的劳动强度大。即使有些用户采用半导体二极管作温度传感器，但由于其互换性差，效果也不理想。因此在某些行业中对温度的要求较高，由于工作环境温度不合理而引发的事故时有发生。对工业生产可靠进行造成影响，甚至操作人员的安全。为了避免这些缺点，需要在某些特定的环境里安装数字温度测量及控制设备。所以设计一个由于采用了新型单片机对温度进行控制，以其测量精度高，操作简单。可运行性强，价格低廉等优点，特别适用于生活，医疗，工业生产等方面的温度测量及控制。本文选择DS18B20作为本系统的温度传感器，选择单片机AT89S51为测控系统的核心来完成数据采集、处理、显示、报警等功能。本设计是一个数字温度测量及控制系统，能测柜内的温度，并能在超限的情况下进行控制、调整，并报警。保证环境保持在限定的温度中。

2.设计的思路、方法

本设计是一个数字温度控制系统，利用流过热敏电阻电流随温度线性变化的关系。将电流的变化转化为电压的变化，能测量温度，并能在超限的情况下进行控制、调整，并报警。在对温度进行检测的过程中，温度传感器是测量温度的主要载体，利用温度传感器DS18B20将温度信息传输到放大电路，将其转换到毫伏级电压信号后，将相应的弱电压信号逐渐放大到单片机可以处理的可控范围之内，再通过A/D转换器将电压信号转变成数字信号发送到AT89S51单片机上。经过51单片机处理，将把温度在显示电路上显示，本系统显示器为点阵字符LCD，1602液晶模块。本系统除了显示温度以外还可以设置一个温度值，对所测温度进行监控，当温度高于或低于设定温度时，开始报警并启动相应程序（温度高于设定温度时，风扇开；当温度低于设定温度时，加热器开）。

在对温度控制系统进行设计的过程中，设计的目的是为了对温度进行实时、准确地控制，以便解决生活中对温度无法实现控制的难题。针对这种状况，温度值显示可以采用十进制的数码来实现，从而方便人们对温度进行监测。同时，提

前输入人工设定的温度范围。一旦温度超出，当温度高于设定的温度时（60℃），打开降温装置进行调整使温度在设定的范围内。当温度低于设定的温度时（5℃），打开升温装置进行调整使温度在设定的范围内。

3.与本课题相关的资料（影片、图片等）。

图1—1 系统框图

图1—2 AT89C51

图1—3 系统框图

图1—4 DS18B20

4.调研的目的

温度是一种最基本的环境参数，人民的生活与环境的温度息息相关，在工业生产过程中需要实时测量温度，在农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装置具有重要的意义。温度是一个十分重要的物理量,对它的测量与控制有十分重要的意义。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:如大气及空调房中温度的高低,直接影响着人们的身体健康;在大规模集成电路生产线上,环境温度不适当,会严重影响产品的质量。测温技术在生产过程中，在产品质量控制和监测，设备在线故障诊断和安全保护以及节约能源等方面发挥了着重要作用。而随着人们生活水平的不断提高,科技不断发达，单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的。单片机在测控领域中具有十分广泛的应用，它既可以测

量电信号，又可以测量温度湿度等非电信号。由单片机构成的温度检测、温度控制系统可广泛应用于很多领域。单片机在工业控制、尖端武器、通信设备、信息处理、家用电器等各测控领域的应用中独占鳌头。今天，我们的生活环境和工作环境有越来越多称之为单片机的小电脑在为我们服务。时下，家用电器和办公设备的智能化、遥控化、模糊控制化己成为世界潮流，而这些高性能无一不是靠单片机来实现的。而另一个目标便是传感器。由于传感器能将各种物理量、化学量和生物量等信号转变为电信号，使得人们可以利用计算机实现自动测量、信息处理和自动控制，但是它们都不同程度地存在温漂和非线性等影响因素。所以设计一个由于采用了新型单片机对温度进行控制，以其测量精度高，操作简单。可运行性强，价格低廉等优点，特别适用于生活，医疗，工业生产等方面的温度测量及控制。

5．总结

目前的智能温度传感器(亦称数字温度传感器)是在20世纪90年代中期问世的，它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE)的结晶，特点是能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微控制器(MCU)。社会的发展使人们对传感器的要求也越来越高，现在的温度传感器正在基于单片机的基础上从模拟式向数字式，从集成化向智能化飞速发展。因此本设计应用性比较强。

第二部分设计说明

1 理论分析

温度控制广泛应用于人们的生产和生活中，人们使用温度计来采集温度，通过人工操作加热、通风和降温设备来控制温度，这样不但控制精度低、实时性差，而且操作人员的劳动强度大。即使有些用户采用半导体二极管作温度传感器，但由于其互换性差，效果也不理想。因此在某些行业中对温度的要求较高，由于工作环境温度不合理而引发的事故时有发生。对工业生产可靠进行造成影响，甚至操作人员的安全。为了避免这些缺点，需要在某些特定的环境里安装数字温度测量及控制设备。本文采用DS18B20温度传感器来设计的，是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE)的结晶。该传感器具有微型化、封装简单、低功耗、高性能抗干扰能力、测量范围广、强易配处理器等优点，可使系统测量更加精确，电路更加简单。可应用于家用电器、汽车、冷库等领域。

2 设计方案

1.利用热敏电阻与温度的变化为线性，我们将温度的变化转为电压的变化，通过A/D转换输出后进入单片机系，通过软件控制，将电压对应于温度的数值通过查表的方式得出结果，在LED上显示。如下图

图2—1 模块