课程设计--- 智能温度测量系统的设计

《智能仪表技术》课程设计

题目：智能温度测量系统的设计

系别：机电工程系

专业：检测技术及应用

班级：

学生姓名：

指导老师：

完成日期：2012.10.28

《智能仪表技术》课程设计任务书班级10计量学生姓名指导教师

课程设计题目智能温度测量系统的设计

主要设计内容

本系统是一个基于单片机AT89C51的数字温度计的设计，用来测量环境温度，测量范围为-50℃—110℃度。整个设计系统分为4部分：单片机控制、温度传感器、数码显示以及键盘控制电路。整个设计是以AT89C51为核心，通过数字温度传感器DS18B20来实现环境温度的采集和A/D转换，同时因其输出为数字形式，且为串行输出，这就方便了单片机进行数据处理，但同时也对编程提出了更高的要求。单片机把采集到的温度进行相应的转换后，使之能够方便地在数码管上输出。LED采用四位一体共阴的数码管

主要技术指标和设计要求1．设计指标

DS18B20温度计，温度测量范围0~99.9摄氏度

可设置上限报警温度、下限报警温度

即高于上限值或者低于下限值时蜂鸣器报警

默认上限报警温度为38℃、默认下限报警温度为5℃

报警值可设置范围：最低上限报警值等于当前下限报警值

最高下限报警值等于当前上限报警值

将下限报警值调为0时为关闭下限报警功能

2．设计要求

1）基本范围0℃-99℃

2）精度误差小于0.5℃

3）LED数码直读显示

3．制作要求自行装配和调试，并能发现问题和解决问题。

4．编写设计报告写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。

主要参考资料及文献

[1]李朝青.单片机原理及接口技术（简明修订版）.杭州：北京航空航天大学出版社，1998

[2]李广弟.单片机基础［Ｍ］.北京：北京航空航天大学出版社，1994

[3]江力.单片机原理与应用技术 .清华大学出版社 .2006

[4]蔡美琴等．MCS一51系列单片机系统及其应用[M]．北京：高等教育出版社，1999．

[5]王树勋．MCS一51单片微型计算机原理与开发．北京：机械工业出版社，1995

[6] 周润景，张丽娜．基于PROTEUS 的电路及单片机系统设计与仿真[M]．北京:航空航天

大学出版社 ,2006.P321～P326

[7]王忠飞，胥芳．MCS-51 单片机原理及嵌入式系统应用[M]．西安：西安电子科技大学出

版社，2007．P268-273

目录

1 概述 (5)

1.1研究背景和研究意义： (5)

1.2本文研究内容: (5)

1.2.1设计目的： (5)

1.2.2设计要求： (5)

1.2.3设计原理： (6)

2 系统硬件模块的选择 (6)

2.1开发工具的选择: (6)

2.2单片机的选择 (7)

2.3温度传感器的选择 (10)

2.3.1DS18B20的介绍 (11)

2.3.2DS18B20工作原理 (11)

2.4显示模块的选择 (13)

3 系统硬件电路设计 (15)

3.1系统整体电路图 (15)

3.2单片机最小系统 (16)

3.3温度传感器系统 (17)

3.4报警电路设计 (20)

3.5显示电路设计 (21)

3.6电源电路设计 (22)

4 系统软件设计 (22)

4.1主程序 (23)

4.2读出温度子程序 (24)

4.3温度转换命令子程序 (24)

4.4计算温度子程序....................................................... ..25

课程设计总结 (27)

参考文献： (28)

1. 概述

1.1研究背景和研究意义：

随着科技的不断发展，现代社会对各种信息参数的准确度和精确度的要求都有了几何级的增长，而如何准确而又迅速的获得这些参数就需要受制于现代信息基础的发展水平。在三大信息信息采集(即传感器技术)、信息传输(通信技术)和信息处理(计算机技术)中，传感器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温度传感器技术，在我国各领域已经引用的非常广泛，可以说是渗透到社会的每一个领域，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。

本设计即用单片机对温度进行实时检测与控制，本文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AT89C51，测温传感器使用DS18B20，用4位共阳极LED数码管以串口传送数据,实现温度显示,能准确达到设计要求。本温度计属于多功能温度计,功能较强，可以设置上下限报警温度，且测量准确、误差小。当测量温度超过设定的温度上下限时，启动蜂鸣器和指示灯报警。

1.2本文研究内容:

1.2.1设计目的：

随着人们生活水平的不断提高,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，其中数字温度计就是一个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。

1.2.2设计要求：

1）基本范围0℃-99℃

2）精度误差小于0.5℃

3）LED数码直读显示