温度测量及报警电路设计报告(终稿).doc

南昌航空大学 科研创新训练研究报告 题 目： 温度测量及报警电路设计 学 院： 测试与光电工程学院 专业名称： 电子科学与技术 班级学号： 学生姓名： XXX 指导教师： 肖慧荣 2012年 6月温度测量及报警电路设计 摘要：现代社会中，温度测量及报警电路在国民经济、航空航天、气温监测尤其是工业生产和自动控制等一系列生产生活中有着重要作用。要控制好温度，测量是前提，测量的精度影响着后续工序的进行，因此温度测量的方法和选取就显得相当重要了。 本设计是基于低功耗、高性能CMOS 8位微控制器DS18B20作为核心温度传感器。传统的测温元件热电偶和热电阻等测出的一般都是电压，在转换为对应的温度，需要比较多的元件且电路较复杂，制作成本高，因而我们采用智能传感器DS18B20作为检测元件，其测温范围-55℃~125℃，分辨率最大可达0.0625℃，能直接读出被测温度值。 本系统将温度传感器DS18B20接LCD1602显示器显示，并将采集到的温度值与设定值的范围进行比较，当超出设定的温度上限或低于下限时，蜂鸣器和一发光二级管会立即报警提示，通过复位装置可消除报警。经实验测试表明，该系统具有设计和布线简单，结构紧凑，抗干扰能力强，性价比高，扩展方便等优点，具有关阔的应用前景。 关键词：STC89C52单片机、DS18B20、LCD1602显示器、报警 目录 绪论 4 1 设计内容与要求 5 1.1 设计内容 5 1.2 设计要求 5 2 系统设计方案 5 2.1 设计方案论证 5 2.1.1 方案A 5 2.2.2 方案B 6 2.2 设计方案定型 7 3 系统硬件设计 7 3.1 系统组成 7 3.2 工作原理 7 3.2.1 主控制单元 7 3.2.2 温度传感器 11 3.2.3 LCD1602显示器 12 4 系统软件设计 14 4.1 设计思路 14 4.2 程序设计 15 4.2.1 主程序 15 4.2.2 读出温度子程序 15 4.2.3 温度转化命令子程序 15 4.2.4 计算温度子程序 16 4.2.5 显示数据刷新子程序 16 5 系统调试 17 5.1 硬件调试 17 5.1.1 硬件静态的调试 17 5.1.2 系统硬件调试 18 5.2 软件调试 18 5.3 软硬联调 18 致 谢 19 参考文献 20 附录 21 1 原理图 21 2 实物图 21 3 程序 22 绪论 温度是一个非常重要的物理量，它直接影响燃烧、化学反应、发酵、烘烤、煅烧、蒸馏、浓度、挤压成形、结晶以及空气流动等物理和化学过程。温度控制失误就可能引起生产安全、产品质量、产品产量等一系列问题。因此对温度的测量的意义就越来越大。温度采集控制系统在工业生产、科学研究和人们的生活领域中，得到了广泛应用。 温度采集控制系统是在嵌入式系统设计的基础上发展起来的。嵌入式系统虽然起源于微型计算机时代，但是微型计算机的体积、价位、可靠性，都无法满足广大对象对嵌入式系统的要求，因此，嵌入式系统必须走独立发展道路。这条道路就是芯片化道路。将计算机做在一个芯片上，从而开创了嵌入式系统独立发展的单片机时代。单片机诞生于二十世纪七十年代末，经历了SCM、MCU和SOC三大阶段。 在现代化的工业生产中，单片机对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的问题，同时温度也是生活中最常见的一个物理量，也是人们很关心的一个物理量，它与我们的生活息息相关，有着十分重要的意义，在工业生产中，温度过高或过低会直接影响到产品的质量、对机械设备和控制系统中的各种元器件造成一定的损坏，严重的会影响到生产安全。在日常生活中，温度过高或过低同样会造成一些不良影响。 在实际生产生活各个领域中，温度是环境因素的不可或缺的一部分，对温度及时精确的控制和检测显得尤为重要。比如，农业上土壤各个层面上的温度将会影响植物的生长；在医院的监护中也用到温度的测量。在工业中，料桶里外上限温度要求不一，以及热处理中工件各个部位的温度对工件形成后的性能至关重要等等。现代电子工业的飞速发展对自动测试的要求越来越高。采用单片机对温度进行控制,不仅具有控制方便和组态简单的优点,而且可以提高被控温度的技术指标。针对以上情况，在控制成本的前提下，通过本设计设计一款能够实时检测控制温度，又具有对系统设定不同的报警温度的温度控制报警系统功能。此系统能够满足现代生产生活的需要，效率高，具有较强的稳定性和灵活性。 随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目