多功能数字温度计设计开题报告.doc

毕 业 设 计(论文) 开 题 报 告 设计（论文）题目： 多功能数字温度计设计 学 院 名 称： 电子与信息工程学院 专 业： 电子信息工程技术 班 级： 姓 名： 学 号 指 导 教 师： 职 称 定稿日期：2010 年 3 月 15日 多功能数字温度计设计 课题研究背景和意义 1.1多功能数字温度计设计的背景 温度是科学技术中最基本的物理量之一，物理、化学、生物等学科都离不开温度。在工业生产和实验研究中，像电力、化工、石油、冶金、航空航天、粮食储存、酒类生产等领域内，温度常常是表征对象和过程状态的最重要的参数之一。传统的水银或酒精温度计来测量温度,不仅测量时间长、读数不方便、而且功能单一,已经不能满足人们在数字化时代的要求。本文提出了一种新型的数字式温度测量电路的设计方案,该方案温度测量电路和实时时钟电路。-55℃～+125℃，测量温度精度为0.5℃，供电电压为2.7 V～5.5V，所以可以用它来实现比较理想的温度测量。设计中还包括显示驱动电路的设计，用Maxim公司生产的一款高性能8位共阴极数码管驱动芯片MAX7219，MAX7219和单片计算机连接有三条引线（DIN、CLK、LOAD），采用16位数据串行移位接收方式。温度和时钟显示分别采用2位、4位的共阴极数码管。按键部分采用4个上拉按键，用于实现时间的修改、闹钟的设定等功能。单片机的最小系统包括晶振电路和复位电路。电源系统采用MC7805作为电源的电路，输出5V的供电电压。 实现功能如下： 温度测量：能够实时显示当前的环境温度； 时钟功能：能够作为时钟使用，显示当前时间； 闹钟功能：能够在设定时间时钟时，作为闹铃发生； 时钟设置功能：能够设定时钟，修改当前时间； 电源电池或直流稳压电源输入：稳压至9V供电； 课题研究方法与技术路线 3.1多功能数字温度计设计的方法 在很多单片机控制系统中常采用模块化的设计思路，即将一个完整的电路系统分解为若干个小的模块电路。这种模块化的分析方法可以使设计者对设计产品更加清晰明了，而且也更加容易地解决产品调试过程中遇到的问题。设计多功能数字温度计主要可以概括为5个系统模块：温度采集电路、电源系统、单片机最小系统、4个按键输入，显示系统（包括显示驱动和数码管显示电路）。 如图3-1所示为多功能数字温度计系统结构图。 图3-1 多功能数字温度计系统结构图 如图3-2所示为多功能数字温度计的系统结构图。 图3-2 多功能数字温度计软件结构 3.2多功能数字温度计设计的技术路线 多功能数字温度计的原理为通过温度传感器测量温度，再通过单片机控制LED数码管显示温度和时间。 主要包括以下几个部分： 核心处理器：为AT89S51的最小系统，作为数字温度计的计算处理设备。 温度传感器：采用Maxim公司生产的DS1620直接数字输出的温度传感器。 温度显示设备：采用一个两位的共阴数码管作为温度显示设备。本设计中只考虑0到100摄氏度之间的温度显示，所以采用两个数码管显示温度值。 时间显示设备：采用一个四位的共阴数码管作为时钟显示设备，四位分别显示小时和分钟。 数码管驱动芯片：为了降低系统复杂性，减小单片机引脚资源的使用，采用MAX7219作为数码管设备的驱动芯片，MAX7219芯片是一个专门的8位LED显示驱动的串行接口芯片，可以独立于单片机对数码管进行扫描显示驱动。 课题研究价值 4.1多功能数字温度计设计的价值 此次的多功能数字温度计不同于以往的传统数字温度计，它明显改善了数字温度计的性能，包括温度采集的速度和测量精度大幅度提高，测量温度的范围也得到了明显的提高。多功能数字温度计还兼有时钟显示、闹铃和时钟设置功能，所以更加符合市场需求。如果继续提高测量精度,可以直接作为工业测温仪器使用，由美国DALLAS半导体公司新研制的DS1624型高分辨力智能温度传感器，能输出13位二进制数据，其分辨力高达0.03125，测温精度为±0.2。 [1] 周美娟. 单片机技术及系统设计[M]. 北京：清华大学出版社，2007. [2] 韩志军 沈晋源 王振波.《单片