基于单片机的温度测控系统的设计制作_开题报告

一、文献综述

（一）研究背景和意义

近年来，随着科学技术的发展,特别是通信技术、计算机技术和传感器技术的发展，将数据采集技术应用于温度测试领域，使人们对环境温度进行实时测控成为可能。温度测控系统涉及传感器、计算机、通信等多学科多领域，是国际上的前沿热点研究领域。在工、农业生产和日常生活中，各个环节都与温度紧密相联，温度的测量及控制占据着极其重要的地位。温度已成为大多数仪器正常工作的前提，而且对温度的要求也越来越注重。因此，关于温度检测和控制方法的研究越来越受到人们的重视。

随着人们的生活水平的不断提高，单片机控制是人们追求的目标之一，它给人们带来的方便也是不可否定的，其中温度检测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，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[1]。

本设计所介绍的温度测控系统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，更重要的是自身有超调控制功能。主要用于对测温要求比较准确的场所，或科研实验室使用。

检测是控制的基础和前提，而检测的精度必须高于控制的精度，否则无从实现控制的精度要求。不仅如此，检测还涉及国计民生各个部门，可以说在所有科学技术领域检测是无处不在。科学技术的发展和检测技术的发展是密切相关的。现代化的检测手段能达到的精度、灵敏度及测量范围，在很大程度上决定了科学技术的发展水平上遇到的问题。同时，科学技术的发展达到的水平，又为检测技术、传感器技术提供了新的手段。目前温度测控技术发展很快，从原始的温度传感器发展到了现在的热电阻温度传感器、热电偶温度传感器、数字温度传感器等。目前的温度测控系统中传感器是它的重要组成部分，它的精确度灵敏度基本决定了检测精度、测量范围、控制范围和用途等[2]。传感器应用极其广泛，目前已经研制出多种新型传感器。但是，作为应用系统设计人员需要根据要求选用适宜的传感器，并与自己设计的系统联系起来，从而构成性能优良的监控系统。

（二）国内研究现状

温度是一个重要的物理量，其检测方法多种多样，常用的有电阻式，热电偶式，PN结和石英谐振器类型等，它们都是基于温度变化引起的物理参数（如电阻、热电势等）。随着测量技术的不断发展，各种新的检测原理和技术的开发和应用，在实践中已经取得了重大进展。新一代温度检测元件在不断的出现和提高，下面予以介绍。

电阻温度传感器。传感器电阻作为温度敏感组件。根据不同的敏感材料可以分为热电阻式传感器和热敏电阻式传感器。热电阻式传感器一般由金属材料组成，如铂、铜、镍等；半导体材料制成的热敏电阻陶瓷设备，如锰、镍、钻等金属氧化物和其他化合物根据不同比例的烧结而成[3]。由于铂电阻测量温度范围宽，线性度好，精度高，误差小，结构简单。并且有一个统一的国际标准，因此铂电阻温度传感器已广泛应用于许多场合的温度测量和控制，测量精度可达0.001℃。

半导体器件和集成电路温度传感器。硅晶体管基极发射极间电压和温度用于检测温度，以及测温、激励、信号处理电路和放大电路集成，封装和小管壳，它构成了集成点温度检测元件。它体积小、重量轻、精度高，在常见的-50～150℃测温范围内。文献说明的是电流输出类型的温度传感器，它在0～20℃灵敏度可以达到1.06UA/℃，线性误差不超过±0.2℃，稳定性约为0.02℃/ 4 h。

热电偶温度传感器。它是基于“热电效应”的传感器。热电效应指的是两种不同导体构成闭合回路，如果两个不同的结点温度产生电动势的循环，形成热电流。热电偶温度传感器已被广泛用于温度测量。它具有结构简单，容易制造，使用方便，测量精度高等优点。热电偶的优点是体积小，可用于点温度和表温度的快速测量等。热电偶缺点是输出信号与温度示值间呈非线性关系，下限的敏感性较低。

石英谐振型温度传感器。采用LC或Y型切割的石英晶片的共振频率随温度变化的特性来制作。它利用UP技术，自动补偿石英晶片的非线性，所以测量精度很高，一般可以检测0.001℃，可作标准检测使用。

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二、^范文提纲

1 引言

1.1研究背景和意义

1.2国内研究现状

1.3主要研究内容

1.4^范文内容概述

2 温度测控系统的分析

2.1单片机的选择

2.2温度传感器的选择

2.3显示器件的选择

2.4小结

3硬件设计

3.1单片机最小系统

3.1.1电源模块

3.1.2时钟电路

3.2温度采集模块

3.3按键和显示模块

3.3.1按键

3.3.2数码管显示模块

3.4电机驱动电路

4软件设计

4.1软件系统概述

4.2初始化

4.2.1定时器初始化

4.2.2通信初始化

4.3温度采集程序

4.4数码管显示程序

4.5按键输入程序

5制作和调试

5.1硬件调试

5.1.1设置温度

5.1.2温度指示

5.2性能总结

6结论

致谢

参考文献

附录1  系统实物图

附录2  实验原理图

附录3  PCB图

附录4  源程序

附录5  重复率检测报告

三、参考文献

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[2] 王幸之，王雷.单片机应用系统抗干扰技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2008.

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