基于单片机的智能温度报警器的毕业设计开题报告

南京工程学院

自动化学院

本科毕业设计（论文）开题报告

题目： 智能温度报警器的设计

专 业： 自动化 班 级： 自动化084 学 号： 203080419 学生姓名： 贾科威

指导教师： 高金凤 讲师

2012年3月

本科毕业设计(论文)开题报告

二、硬件系统设计 1、 温度测量电路的设计 2、 按键子系统的设计 3、 报警子系统的设计 4、 显示子系统的设计

三、软件系统设计 1、 按键子程序设计 2、 显示子程序设计 3、 温度测量子系统程序设计 4、 报警子系统程序设计 5、 系统其它程序

毕业设 计的内 容和意 义

本课题研究的意义： 本课题研究的意义：

本课题“智能温度报警器的设计”是一个以单片机为控制核心的温度自动测 量系统。其研究意义如下： 1、它是一个单片机系统，对它的设计和制作可以灵活运用在单片机课程中 所学的知识，并使之得到巩固和提高。单片机在现实生活中应用非常普遍，掌握 这方面知识对今后从事此类工作的学生来说是一项不可或缺的技能。 2、它的测温部分采用了没过 Dallas 半导体公司的 DS18B20,一线式数字式 温度传感器，DS18B20 是新一代的测温器件，具有许多优点，它正在逐步取代传 统的测温元件------热敏电阻和热电偶。它的主要优点是把温度转换、A/D 转换和 数据的串行通讯集成为一体，而且它的体积很小，非常便于构成多点测温系统。 3、它的最终目标是完成一个实际应用的产品，所以它的设计开发过程完全 按照实际仪器产品的设计制造过程进行。研究课题的同时积累了很多实际经验， 对以后的实践会有很大帮助。

温度控制是工业控制的重要

组成部分， 而温度测量又是温度控制中相当重要 的一环。这次基于单片机的智能温度报警系统的设计是以单片机为核心，对采集 到的温度数据进行处理，并实现智能温度报警和上下限调节的目的。 本次设计，采用 AT89C51 单片机作为系统核心。下面将对其做一些介绍。 AT89C51 单片机是美国 ATMEL 公司生产的低电压， 高性能 CMOS 8 位单片 机，片内含有 4K bytes 可反复擦写的只读程序存储器(PEROM)和 128 bytes 的随机存取数据存储器(RAM) ,器件采用公司的高密度、非易如失性存储技术 生产，兼容标准 MCS-51 指令系统，片内置通用 8 位中央处理器(CPU)和 Flash 存储单元，功能强大。它的主要性能参数如下： (1)与 MCS-51 产品指令系统完全兼容； (2)4K 字节可重擦 Flash 闪速存储器； (3)1000 次擦写周期； (4)全静态操作； (5)三级加密程序存储器； (6)128*8 字节内部 RAM; (7)32 个可编程 I/O 口线；

文 献 综 述

(8)2 个 16 位定时/计数器； (9)6 个中断源； (10)可编程串行 UART 通道； (11)低功耗空闲和掉电模式[1][2][3][10]; 除了单片机作为系统的核心外，温度传感器也是本系统的重要组成部分。 传感器是指设计到系统中的一种装置。 它把特定参数转换为便于测试分析的 形式。传感器有两种类型：1.无源传感器：除被测信号外，不要求施加电源的传 感器；2.有源传感器：除被测信号外，要求施加电源的传感器。传感器的灵敏度 对系统分辨率必须是适当的，信号输出形式应适应测试系统要求。并且有足够的 频率响应；应避免使用需要校准(初始校准或者其他校准)的传感器；所有传感 器均需要采用良好的设计准则进行设计。必要时采用滤波或者屏蔽，以使电磁辐 射造成的干扰最少[4][5]。 在工业控制和电子测量中，温度传感器是实现温度测量和控制的关键部件， 它起着至关重要的作用。温度传感器，按照其使用方式通常分为接触法与非接触 法两类。 接触法是指测温元件与被测物体直接接触。由热平衡原理可知，两个物体接 触后， 经过足够长时间的热交换会达到热平衡， 此时它们的温度相等。 其优点是， 温度计与被测物体有良好的热接触，测温准确度较高。缺点是用接触法测温时，

感温元件要与被测物体接触，往往要破坏被测物体的热平衡状态，并受被测介质 的腐蚀作用，此外如果测温元件与被测物体接触不良会引起测量误差，因此，对 测温元件的结构、性能要求苛刻。 非接触法师利用物体的热辐射能随温度变化的原理测定物体温度的。 它的优 点是：不与被测物体接触，也不改变被测物体的温度分布，热惯性小，因

此这种 方法测温上限很高， 通常用来测定 1000℃以上的移动、 旋转或反应迅速的高温物 体的表面温度。其缺点是测量温度比较低，使用不方便。 温度传感器是一种将被测物体的温度变化这种非电物理量信号按一定规律 转换为电量变化的装置，它是利用金属、合金或者半导体材料与温度有关的特性 制成的。 按照温度传感器输出信号的模式，可大致划分为 3 大类：模拟式温度传感 器、逻辑输出温度传感器、数字式温度传感器。 传统的模拟温度传感器，如热电偶、热电阻、热敏电阻及半导体温度传感 器都是将温度值经过一定的测量接口电路转换后输出模拟电压或电流信号， 再将 进一步处理，然后利用模数转换器将其转换为控制器可以处理的数字信号，即可 由控制器读取。一个完整的温度采集系统包括以下几部分：温度传感器、测量电

文 献 综 述

路、模拟信号处理电路、A/D 转换电路以及单片机。 而在实际中，有些不需要进行严格的温度值测量，只需测量其是否超出某 一设定范围，然后输出跳变信号进行控制，一旦温度超出所规定的范围，则发出 报警信号。例如可以启动或关闭风扇、空调、加热器或其他控制设备，此时可选 用逻辑输出式温度传感器。LM56、MAS6501-MAX6504、MAX6509/6510 是这种 类型的典型代表。 随着集成电路的不断发展， 出现了数字式的温度传感器 ， 它是微电子技术、 计算机技术和自动检测技术(ATE)的结晶，可以将待测环境的温度模拟量直接 转化为单片机能够处理的数字量信号。 数字温度传感器把模拟传感器温度采集系 统测量电路、模拟信号处理电路、A/D 转化电路和其他功能的单元(如存储器或 寄存器)集成到一起，就构成具有数字输出能力的数字温度传感器。 数字温度传感器根据输出信号的不同可分为 3 类： 时间输出的温度传感器， 如 AD 公司的 TMP03/04;频率输出的单线温度传感器，如 MAX6577;数值输出 的温度传感器， 数值输出的单线温度传感器直接以串行方式输出芯片测出的具体 温度数值，所以其时序非常重要。DALLAS 公司的 DS18B20 就是这样一种独特 的温度传感器。它只需要一个接口引脚即可通信，可用数据线供电，并具备多点 测温能力[6][11][12]。

由于 DS18B20 组成的温度测控系统非常方便，克服了模拟式传感器与微机 接口时需要的 A/D 转换器及其它复杂外围电路的缺点，占用微处理器的端口较 少，可节省大量的引线和逻辑电路。从而使测温装置与各传感器的接口变得十分 简单，而且成本低，体积小，可靠性高。因此这次设计选用 DS18B20 作为温度 传感器。 DS18B20 数字温度传感器是美国 DALLAS 公司推出

的一线式数字温度传感 器。它将地址线、数据线、控制线合为一线双向串行传输数据的信号线，并允许 在这根信号上挂多个 DS18B20,可组成网络多点测温检测系统。 DS18B20 具有如下特性： (1) 具有三引脚 PR-35 封装形式； (2) 具有独特的单总线接口方式， CPU 只需一根端口就能与 DS18B20 通 信； (3) 温度测量范围为-55℃---125℃,测温分辨率可达 0.0625℃; (4) 被测温度用可编程为 …… 此处隐藏：3592字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……