【正文】 河南理工大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 摘 要 電力計(jì)量管理是供電企業(yè)營(yíng)銷管理的核心，計(jì)量是桿稱，計(jì)量對(duì)企業(yè)效益起著重要作用，計(jì)量與創(chuàng)建和諧社會(huì)息息相關(guān)，現(xiàn)代電能計(jì)量管理體系的應(yīng)用，加強(qiáng)了對(duì)轄區(qū)內(nèi)計(jì)量裝置器具的全過(guò)程監(jiān)督力度，保證了計(jì)量裝置的準(zhǔn)確可靠，減輕了計(jì)量人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了電能計(jì)量管理現(xiàn)代化水平。 [關(guān)鍵詞 ]配電網(wǎng)；質(zhì)量管理體系；電能計(jì)量裝置 MIS系統(tǒng)；信息化管理； 河南理工大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II Abstract This design is focused on measuring the temperature accurately by the digital technology which is widely used in more and more field. Based on the AT89C51 microcontroller, the DS18B20 temperature sensor and the LED display module, a digital thermometer is designed. It can measure the temperature accurately in real time. The design is simple, has a strong practical value. Key words: Singlechip Digital Temperature Sensor Temperature detection AT89C51 DS18B20 河南理工大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） i 目 錄 前 言 ........................................................1 1 數(shù)字溫度計(jì)總體方案設(shè)計(jì) ......................................2 數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)要求 .................................... 2 數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)方案論證 .................................... 2 方案一 .............................................2 方案二 .............................................4 2 數(shù)字溫度計(jì)系統(tǒng)器件選擇 ......................................6 單片機(jī)的選擇 ...........................................6 AT89C51 簡(jiǎn)介 ........................................... 6 AT89C51 的主要特性 ................................7 AT89C51 的 管腳說(shuō)明 ................................7 AT89C51 的擦除 ...................................10 溫度傳感器的選擇 .......................................... 12 溫度傳感器 DS18B20 簡(jiǎn)介 ...........................12 溫度傳感器 DS18B20 的性能特點(diǎn) .....................14 溫度傳感器 DS18B20 的工作原理 .....................15 溫度傳感器 DS18B20 使用中的注意事項(xiàng) ...............18 顯示器的選擇 ..........................................18 3 硬件電路設(shè)計(jì) ...............................................20 數(shù)字溫度計(jì)原理電路 ....................................20 傳感器數(shù)據(jù)采集電路 ....................................21 顯示電路 ..............................................21 4 軟件設(shè)計(jì) ........................................................ 22 系統(tǒng)軟件算法分析 ......................................22 主程序 ................................................22 讀出溫度子程序 ........................................23 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序 ....................................23 計(jì)算溫度子程序 ............................................ 23 PROTEUS 仿真結(jié)果 ......................................24 總 結(jié) .......................................................25 致 謝 .......................................................25 參考文獻(xiàn) .....................................................26 河南理工大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） ii 附錄： ....................................................27 程序 ..............................................27 河南理工大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 前 言 隨著時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)已經(jīng)普及到我們生活，工作，科研，各個(gè)領(lǐng)域，已經(jīng)成為 一種比較成熟的技術(shù)， 在單片機(jī)的應(yīng)用中，一個(gè)很重要的應(yīng)用就是對(duì)溫度進(jìn)行檢測(cè)。 溫度是一種最基本的環(huán)境參數(shù)，人民的生活與環(huán)境的溫度息息相關(guān)，在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中要實(shí)時(shí)測(cè)量溫度，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也離不開(kāi)溫度的測(cè)量，因此研究溫度的測(cè)量方法和裝置具有重要意義。測(cè)量溫度的關(guān)鍵是溫度傳感器， 溫度傳感器的發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段 ，傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器、模擬集成溫度傳感器、智能集成溫度傳感器 。傳統(tǒng)的溫度檢測(cè)以熱敏電阻為溫度敏感元件， 熱敏電阻的成本低，但需后續(xù)信號(hào)處理電路，而且可靠性相對(duì)較差，測(cè)溫準(zhǔn)確度低，檢測(cè)系統(tǒng)也有一定的誤差。 目前的 智能溫度傳感器 (亦稱數(shù)字溫度傳感器 )是在 20世紀(jì) 90年代中期問(wèn)世的，它是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)測(cè)試技術(shù) (ATE)的結(jié)晶，特點(diǎn)是能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫度控制量，適配各種微控制器 (MCU)。社會(huì)的發(fā)展使人們對(duì)傳感器的要求也越來(lái)越高，現(xiàn)在的溫度傳感器正在基于單片機(jī)的基礎(chǔ)上從模擬式向數(shù)字式，從集成化向智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向飛速發(fā)展，并朝著高精度、多功能、總線標(biāo)準(zhǔn)化、高可靠性及安全性、開(kāi)發(fā)虛擬傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器、研制單片測(cè)溫系統(tǒng)等高科技的方向迅速發(fā)展，與傳統(tǒng)的溫度計(jì)相比，其具有具有讀數(shù)方便，測(cè)溫精確，測(cè)溫范圍廣 ，數(shù)字顯示，抗干擾能力強(qiáng)，適用范圍寬等特點(diǎn)。 本 設(shè)計(jì)的數(shù)字溫度計(jì)以單片機(jī) AT89C51為核心，主要由 軟件設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)組成 。 軟件設(shè)計(jì)主要包括 程序流程、 主程序、讀取溫度子程序、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換子程序、顯示數(shù)據(jù)子程序等 。 硬件設(shè)計(jì)主要包括單片機(jī) 主板電路 設(shè)計(jì) 、 傳感器數(shù)據(jù)采集電路，溫度顯示電路、 PROTEUS仿真電路 等 。 河南理工大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 1 數(shù)字溫度計(jì)總體方案設(shè)計(jì) 數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)要求 （ 1）測(cè)溫范圍 50℃ － 110℃ （ 2）精度誤差小于 ℃ （ 3） LED數(shù)碼直讀顯示 數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)方案論證 方案一 采用熱電偶溫差電路測(cè)溫，溫度檢測(cè)部分可以使用低溫?zé)崤迹瑹犭娕加蓛蓚€(gè)焊接在一起的異金屬導(dǎo)線所組成（熱電偶的構(gòu)成如圖 ），熱電偶產(chǎn)生的熱電勢(shì)由兩種金屬的接觸電勢(shì)和單一導(dǎo)體的溫差電勢(shì)組成。通過(guò)將參考結(jié)點(diǎn)保持在已知溫度并測(cè)量該電壓，便可推斷出檢測(cè)結(jié)點(diǎn)的溫度。數(shù)據(jù)采集部分則使用帶有 A/D通道的單片機(jī)，在將隨被測(cè)溫度變化的電壓或電流采集過(guò)來(lái)，進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換后，就可以用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，在顯示電路上，就可以將被測(cè)溫度顯示出來(lái)。熱電偶的優(yōu)點(diǎn)是工作溫度范圍非常寬， 且體積小，但是它們也存在著輸出電壓小、容易遭 受外界的影響 ，并且這種設(shè)計(jì)需要用到 A/D 轉(zhuǎn)換電路，感溫電路復(fù)雜 。 圖 河南理工大學(xué)成人高等教育畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 系統(tǒng)主要包括對(duì) A/D0809 的數(shù)據(jù)采集，自動(dòng)手動(dòng)工作方式檢測(cè)，溫度的顯示等，這幾項(xiàng)功能的信號(hào)通過(guò)輸入輸出電路經(jīng)單片機(jī)處理。此外還有復(fù)位電路，晶振電路，啟動(dòng)電路等。故現(xiàn)場(chǎng)輸入硬件有手動(dòng)復(fù)位鍵、A/D 轉(zhuǎn)換芯片，處理芯片為 51單片機(jī) 芯片，執(zhí)行機(jī)構(gòu)有 4位數(shù)碼管 等。系統(tǒng)框圖如圖 ： 圖 方 框圖 方案 二 采用數(shù)字溫度芯片 DS18B20測(cè)量溫度，輸出信號(hào)全數(shù)字化。便于單片機(jī)處理及控制，省去傳統(tǒng)的測(cè)溫方法的很多外圍電路。