多点温度测量系统设计方案

目录

第一章绪论 (1)

1.1 课题背景 (1)

1.2本课题研究意义 (2)

1.3本课题的任务 (2)

1.4系统整体目标 (2)

第二章方案论证比较与选择 (3)

2.1引言 (3)

2.2方案设计 (3)

2.2.1 设计方案一 (3)

2.2.2 设计方案二 (3)

2.2.3 设计方案三 (3)

2.3方案的比较与选择 (4)

2.4方案的阐述与论证 (4)

第三章硬件设计 (6)

3.1 温度传感器 (6)

3.1.1 温度传感器选用细则 (6)

3.1.2 温度传感器DS18B20 (7)

3.2.单片机系统设计 (13)

3.3显示电路设计 (16)

3.4键盘电路设计 (17)

3.5报警电路设计 (19)

3.6通信模块设计 (19)

3.6.1 RS-232接口简介 (19)

3.6.2 MAX232芯片简介 (20)

3.6.3 PC机与单片机的串行通信接口电路 (21)

第四章软件设计 (22)

4.1 软件开发工具的选择 (22)

4.2系统软件设计的一般原则 (22)

4..3系统软件设计的一般步骤 (23)

4.4软件实现 (23)

4.4.1系统主程序流程图 (23)

4.4.2 传感器程序设计 (24)

4.4.3 显示程序设计 (29)

4.4.4 键盘程序设计 (31)

4.4.5 报警程序设计 (33)

4.4.6 通信模块程序设计 (33)

第五章调试与小结 (35)

致谢 (36)

参考文献 (37)

附录 (38)

系统电路图 (38)

系统程序 (39)

摘要

随着社会的进步和工业技术的发展，人们越来越重视温度因素，许多产品对温度范围要求严格，而目前市场上普遍存在的温度检测仪器大都是单点测量，同时有温度信息传递不及时、精度不够的缺点，不利于工业控制者根据温度变化及时做出决定。在这样的形式下，开发一种能够同时测量多点，并且实时性高、精度高，能够综合处理多点温度信息的测量系统就很有必要。

本课题以AT89C51单片机系统为核心，能对多点的温度进行实时巡检。

DS18B20是一种可组网的高精度数字式温度传感器，由于其具有单总线的独特优点，可以使用户轻松地组建起传感器网络，并可使多点温度测量电路变得简单、可靠。本文结合实际使用经验，介绍了DS18B20数字温度传感器在单片机下的硬件连接及软件编程，并给出了软件流程图。

关键词：温度测量；单总线；数字温度传感器；单片

机

Abstract

As the industry and the society developing, the temperature becomes more and more important and a lot of products are sensitive to temperature. However, temperature measuring apparatus in the market now only can check and measure the temperature of one point, at the same time, the temperature information is not real time and the precision is low. It takes a great of troubles for the industry-controllers to make decision .In this situation, design and implement one applicable system which can watch measure and control the temperature and the measuring results is real time and the precision is great is more essential. In order to meeting this application, this paper talk about The Multiple-Point’s temperature Measuring System.

This system based on single chip computer, can inspect and control multiple temperatures in real time. As a kind of high-accuracy digital net temperature sensor，DS18 B20 can be used building a sensor net easily. It can also make the net simple and reliable with it's special 1-wire interface .This paper introduces the application of DS18B20 with single chip processor.

Key words：temperature measure；single bus；digital thermometer；single chip processor；

第一章绪论

1.1课题背景

在人类的生活环境中，温度扮演着极其重要的角色。无论你生活在哪里，从事什么工作，无时无刻不在与温度打着交道。自18世纪工业革命以来，工业发展对是否能掌握温度有着绝对的联系。在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等等行业，可以说几乎%80的工业部门都不得不考虑着温度的因素。

温度对于工业如此重要，由此推进了温度传感器的发展。

传感器主要大体经过了三个发展阶段：模拟集成温度传感器。该传感器是采用硅半导体集成工艺制成，因此亦称硅传感器或单片集成温度传感器。此种传感器具有功能单一(仅测量温度)、测温误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等，适合远距离测温、控温，不需要进行非线性校准，外围电路简单。它是目前在国内外应用最为普遍的一种集成传感器，典型产品有AD590、AD592、TMP17、LM135等；模拟集成温度控制器。模拟集成温度控制器主要包括温控开关、可编程温度控制器，典型产品有LM56、AD22105和MAX6509。某些增强型集成温度控制器(例如TC652/653)中还包含了A/D转换器以及固化好的程序，这与智能温度传感器有某些相似之处。但它自成系统，工作时并不受微处理器的控制，这是二者的主要区别；智能温度传感器。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。智能温度传感器内部都包含温度传感器、A/D转换器、信号处理器、存储器(或寄存器)和接口电路。有的产品还带多路选择器、中央控制器(CPU)、随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。智能温度传感器的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)；并且它是在硬件的基础上通过软件来实现测试功能的，其智能化程度也取决于软件的开发水平。

温度传感器的发展趋势。

进入21世纪后，温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展。

传感器在温度测控系统中的应用。

目前市场主要存在单点和多点两种温度测量仪表。对于单点温测仪表，主要采用传统的模拟集成温度传感器，其中又以热电阻、热电偶等传感器的测量精度高，测量范围大，而得到了普遍的应用。此种产品测温范围大都在-200℃~800℃之间，分辨率12位，最小分辨温度在0.001~0.01之间。自带LED显示模块，显