基于单片机的温度数据监测装置设计_开题报告

课题研究的意义

单片微型计算机是随着超大规模集成电路技术的发展而诞生的，由于它具有体积小、功能强、性价比高等特点，所以广泛应用于电子仪表、家用电器、节能装置、军事装置、机器人、工业控制等诸多领域，使产品小型化、智能化，既提高了产品的功能和质量，又降低了成本，简化了设计。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。

温度数据采集在工业领域具有广泛的应用，随着传感器技术等一系列相关技术的不断地发展，为智能温度采集系统功能、精度的提高和抗干扰能力的增强提供了条件。在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和室内中的温度进行检测和控制。采用51单片机来对温度数据进行采集，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且能大幅度提高被测温度的技术指标，从而能够大大提高产品的性能和质量。

在人类的生活环境中，温度扮演着极其重要的角色。温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化和化学反应过程都与温度密切相关，因此，温度数据采集是生产自动化的重要任务。对于不同生产情况和工艺要求下的温度检测，所采用的加热方式，燃料，控制方案也有所不同。无论你生活在什么地方，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，至少80%的工业部门都不得不考虑着温度的因素。

课题研究的内容

研究设计以单片机为主芯片的温度数据采集系统。用于果蔬大棚温度的监测。以单片机为核心的主模块，包括显示与键盘控制以及相应的功能子模块的接口。通过接口可以有选择性的择取所需的功能模块进行所需的测量。采用DS18B20温度传感器、51单片机及LCD1602的硬件电路解决对室内温度的实时检测及显示，利用DS18B20温度传感器与单片机连接，利用软件与硬件电路配合来实现对监测及超出设定的上下温度的报警系统。

DS18B20温度传感器具有微型化、低功耗、高性能、抗干扰能力强、易配微处理器等优点，特别适合于构成多点温度测控系统，可直接将温度转化成串行数字信号供微机处理，而且每片DS18B20温度传感器都有唯一的产品号并可存入其ROM中，以便在构成大型温度测控系统时在单线上挂接任意多个DS18B20芯片。从DS18B20温度传感器读出或写入DS18B20温度传感器信息仅需要一根口线，其读写及温度变换功率来源于数据总线，该总线本身也能向所挂接的DS18B20温度传感器供电，而无需额外电源。DS18B20温度传感器能提供九位温度读数，它无需任何外围硬件即可方便地构成温度检测系统。

总体设计方案：

控制系统由硬件电路和软件程序两部分组成，其中硬件部分主要有温度采集电路、显示模块(液晶显示)、键盘接口、蜂鸣报警、单片机电路几部分组成。

（1）根据单片机测试系统的设计原则提出设计方案，构建总体硬件方案和完成系统所需的器件的选择。

（2）根据测控系统的要求，设计应用较为广泛的几个测量模块的硬件设计。

（3）在硬件设计基础上，进行整体系统流程设计和功能模块的软件设计，利用汇编语言进行编译、调试和仿真。

课题研究的目标

由51单片机控制温度数据采集系统的设计完成后，将实现以一种利用DS18B20的数字温度计设计方案。简要阐述了器DS18B20温度传感的性能指标、工作原理、时序以及工作过程。利用主板51单片机控制DS18B20进行数据采集并将数据送至液晶显示结果。

（1）温度传感器DS18B20的初始化和读取温度值

（2）按键识别和控制

（3）温度值数码显示

（4）超温度范围报警

二、^范文提纲

摘要

1 绪论

2 方案设计

2.1 方案设计

2.2 方案论证

3 硬件系统设计

3.1 工作原理

3.2 电路设计

3.2.1 DS18B20与单片机接口电路设计

3.2.2 键盘电路设计

3.2.3 显示电路设计

3.2.4 报警电路设计

4 软件系统设计

4.1 主程序流程图

4.2 测温模块流程图

4.2.1 温度的采集

4.2.2 多点温度测量

4.3键盘扫描流程图

4.4 显示模块流程图

5 安装与调试

5.1 元器件安装

5.2 调试

总结

参考资料

致谢

附录

三、参考文献

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[4] 李华，MCU-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，1993.6[5] 陈光东，单片机微型计算机原理与接口技术(第二版).武汉：华中理工大学出版社，1999.4[6] 徐淑华，程退安，姚万生. 单片机微型机原理及应用.哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1999.6.[7] 锻九州，放大电路实用设计手册.沈阳：辽宁科学技术出版社，2002.5[8] 马田华等，可编程单总线数字式温度传感器DS18B20的原理与应用.电子质量，2004.7[9] 于永学等，1-Wire总线数字温度传感器DS18B20及应用.电子产品世界，2003.12[10] 张胜全，DS18B20数字温度计在微机温度采集系统中的序编制.南京：南京大学出版社1998.3[11] 周晗晓，袁慧梅.单片机系统的印制板设计与抗干扰技术.电子工艺技术，2004.6

[12] 靳达编著，单片机应用系统开发实例导航，人民邮电出版社，2003