【正文】 陜西國防學(xué)院電子工程系畢業(yè)論文 題目 :電子溫度計(jì)的設(shè)計(jì) 專業(yè) :應(yīng)用電子技術(shù) 班級(jí) :電子 3121 作者 :劉冬 指導(dǎo)教師 :程曉芳 摘 要 隨著人們生活水平的不斷提高，單片機(jī)控制無疑是人們追求的目標(biāo)之一，它所給人們帶來的方便也是不可否認(rèn)的。其中電子溫度計(jì)就是一個(gè)典型的例子，醫(yī)院、家庭等隨處可見，為了能更加滿足人們的需要，數(shù)字體溫計(jì)正在更新?lián)Q代。電子溫度測量方式是隨著電子技術(shù)的興起而快速發(fā)展的一門學(xué)科，它利用材料隨溫度變化的參數(shù)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)對(duì)溫度進(jìn)行測量。電子溫度計(jì)功能完善、使用方便安全、精度高 ,克服了傳統(tǒng)電子溫度計(jì)價(jià)格昂貴 ,測量功 能單一、誤差偏大等問題 ,使用效果良好 ,有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。本文通過對(duì)電子溫度計(jì)的系統(tǒng)組成、應(yīng)用方面、使用技術(shù)、功能特點(diǎn)、技術(shù)指標(biāo)等方面來介紹與設(shè)計(jì)電子溫度計(jì)。 目錄 摘要 .......................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 第一章 緒論 .................................................................... 1 選題的依據(jù)及意義 ........................................................ 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢（含文獻(xiàn)綜述） .................................. 2 本課題研究內(nèi)容及方案 .................................................... 4 硬件設(shè)計(jì) ............................................................ 4 軟件設(shè)計(jì) ............................................................ 5 方案設(shè)計(jì) ............................................................ 5 研究目標(biāo)、主要特 色及工作進(jìn)度： ......................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 研究目標(biāo) ........................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 主要特色 ........................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 第二章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) ........................................................ 5 89C51 單片機(jī)的介紹 ....................................................... 6 陜西國防學(xué)院電子工程系畢業(yè)論文 89C51 單片機(jī)管腳圖 .................................................. 7 89C51 單片機(jī)的中斷系統(tǒng) .............................................. 8 89C51 單片機(jī)的定時(shí) /計(jì)數(shù)器 ........................................... 8 溫度傳感器 DS18B20 ....................................................... 9 DS18B20 的性能特點(diǎn) .................................................. 9 DS18B20 與單片機(jī)的典型接口設(shè)計(jì) ...................................... 9 DS18B20 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) ................................................. 11 DS18B20 的測溫原理 ................................................. 11 告警信號(hào)： ......................................................... 12 CRC 的產(chǎn)生： ....................................................... 12 DS18B20 使用中注意事項(xiàng) ............................................. 12 1602 字符型 LCD 簡介 ..................................................... 13 1602LCD 的基本參數(shù)及引腳功能 ....................................... 13 1602LCD 的指令說明及時(shí)序 ........................................... 15 1602LCD 的 RAM 地址映射及標(biāo)準(zhǔn)字庫表 ................................. 16 1602LCD 的一般初始化（復(fù)位）過程 ................................... 17 DS1302 時(shí)鐘芯片 ......................................................... 17 第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ........................................................... 19 硬件設(shè)計(jì)：本文采用 89C51 單片機(jī)作為主要控制芯片，具體框圖如圖 31 所示。 . 19 第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ........................................................... 19 主程序設(shè)計(jì) ............................................................. 21 溫度子程序 ............................................................. 21 鍵盤子程序設(shè)計(jì) ......................................................... 22 報(bào)警子 程序 設(shè)計(jì) ......................................................... 23 第五章 系統(tǒng)調(diào)試 ............................................................... 24 PROTEUS 軟件簡介 ......................................................... 24 KEIL 軟件 ................................................................ 24 系統(tǒng)調(diào)試與仿真 .......................................................... 25 結(jié)論 .......................................................................... 26 陜西國防學(xué)院電子工程系畢業(yè)論文 參考文獻(xiàn) ...................................................................... 27 謝辭 .......................................................................... 28 附錄 1 程序代碼 .............................................................. 29 附錄 2 參考電路圖 ............................................................ 43 陜西國防學(xué)院電子工程系畢業(yè)論文 1 第一章 緒論 選題的依據(jù)及意義 溫度 是人們生活中一個(gè)時(shí)時(shí)刻刻接觸到的物理量，它影響著一切，厄爾尼諾現(xiàn)象是因?yàn)榈厍蛘w溫度升高；分子運(yùn)動(dòng)因?yàn)闇囟鹊纳叨觿。?30℃ 是人體感覺最佳的環(huán)境溫度；工業(yè)生產(chǎn)、試驗(yàn)、生活 …… 都離不開溫度的影響 ,但是傳統(tǒng)的溫度計(jì)無法精確及快速的測出當(dāng)前溫度，會(huì)產(chǎn)生較大的誤差。 本文提出一種新型數(shù)字式溫度計(jì)的設(shè)計(jì)方案，可以達(dá)到傳統(tǒng)溫度計(jì)的測量精度，并且可較好的解決傳統(tǒng)溫度計(jì)存在的缺陷。增加實(shí)時(shí)記錄及分析溫度變化，具有報(bào)警功能和實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能，可隨時(shí)根據(jù)用戶需要設(shè)定報(bào)警溫度。 采用 AT89C51 單片機(jī)作為核心來進(jìn)行控制，該單片機(jī) 具有較高的性價(jià)比，集成度高，通用性好，功能強(qiáng)，特別是體積小，耗能低，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)和使用方便等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，在數(shù)字、智能化方面有廣泛的用途。 采用智能溫度傳感器 DS18B20 作為檢測元件，測溫范圍為－ 55℃ ～＋ 125℃ ，最大分辨率可達(dá) ℃ 。 DS18B20 可以直接讀出被測溫度值，而且采用 3 線制與單片機(jī)相連，減少了外部的硬件電路，具有低成本和易使用的特點(diǎn)。 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器接線方便，根據(jù)應(yīng)用場合的不同而改變其外觀。封裝后的 DS18B20 可用于電纜溝測溫，高爐水循環(huán)測溫，鍋爐測溫，機(jī)房測溫 ，農(nóng)業(yè)大棚測溫，潔凈室測溫，彈藥庫測溫等各種非極限溫度場合。耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多樣，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測溫和控制領(lǐng)域。單總線數(shù)字溫度傳感器正廣泛應(yīng)用于在多點(diǎn)溫度測量系統(tǒng)中。單總線數(shù)字溫度傳感器將地址線、數(shù)據(jù)線、控制線合為 1 根信號(hào)線。每一個(gè)數(shù)字溫度傳感器內(nèi)均有唯一的 64 位序列號(hào) ,允許在信號(hào)線上掛接多個(gè) 1Wire 總線器件。因此在單總路線多傳感器系統(tǒng)中 ,只有獲得該序列號(hào)后才能識(shí)別各傳感器并對(duì)其進(jìn)行操作。 顯示模塊采用 1602 液晶顯示器，顯示溫度及時(shí)間。微功耗、體積小、顯示內(nèi)容豐富、超薄 輕巧，常用在袖珍式儀表和低功耗應(yīng)用系統(tǒng)中。 日常生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常要用到溫度的檢測及控制，在冶金、食品加工、化工等工業(yè)生產(chǎn)過程中，廣泛使用的各種加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐等，都要求對(duì)溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制。在日常生活中，電烤箱、微波爐、電熱水器、烘干箱等電器也需要進(jìn)行溫度檢測與控制。傳統(tǒng)的測溫元件有熱電偶和熱電阻。而熱電偶和熱電阻測出的一般是電壓，再轉(zhuǎn)換陜西國防學(xué)院電子工程系畢業(yè)論文 2 成對(duì)應(yīng)的溫度，需要比較多的外部硬件支持，硬件電路復(fù)雜，軟件調(diào)試復(fù)雜，制作成本高。而采用單片機(jī)對(duì)溫度進(jìn)行控制，不僅具有控制方便，簡單和靈活等優(yōu)點(diǎn)，而且可以大幅度提 高溫度控制的技術(shù)指標(biāo)。在物理實(shí)驗(yàn)、醫(yī)療衛(wèi)生、食品生產(chǎn)等領(lǐng)域，尤其在熱學(xué)實(shí)驗(yàn)中，有特別重要的意義。傳統(tǒng)所使用的溫度計(jì)通常都是精度為 1176。C 和 176。C 的水銀、煤油或酒精溫度計(jì)。這些溫度計(jì)的刻度間隔通常都緊密，不容易準(zhǔn)確分辨，讀數(shù)困難，而且他們的熱容量還比較大，達(dá)到熱平衡所需的時(shí)間較長，因此很難讀準(zhǔn)，并且使用非常不方便。電子體溫計(jì)與傳統(tǒng)的溫度計(jì)相比，具有讀數(shù)方便，測溫范圍廣，測溫速度快、測溫準(zhǔn)確、攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)，其輸出溫度采用數(shù)字顯示，主要用于對(duì)溫度比較準(zhǔn)確的場所，或科研實(shí)驗(yàn)室使用。電子體溫計(jì)和傳統(tǒng)的水銀體溫計(jì)相 比更安全可靠，我們都知道水銀有劇毒，如果破損可能帶來玻璃扎傷或水銀污染的隱患。隨著信息的發(fā)展，溫度的監(jiān)測顯得越來越重要了，具有記錄及分析溫度的數(shù)字溫度計(jì)更有發(fā)展前景。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢（含文獻(xiàn)綜述） 溫度計(jì)從原始的玻璃管溫度計(jì)發(fā)展到了現(xiàn)在的熱電阻溫度計(jì)、熱電偶溫度計(jì)、半導(dǎo)體集成數(shù)字溫度計(jì)等。目前溫度計(jì)的發(fā)展很快，從原始的玻璃溫度計(jì)管溫度計(jì)發(fā)展到了現(xiàn)在的熱電阻溫度計(jì)、熱電偶溫度計(jì)、數(shù)字溫度計(jì)、電子溫度計(jì)等等。主要溫度儀表，如熱電偶、熱電阻及輻射溫度計(jì)等在技術(shù)上已經(jīng)成熟，但是它們只能在傳統(tǒng)的場 合應(yīng)用，尚不能滿足簡單、快速、準(zhǔn)確測溫的要求，尤其是高科技領(lǐng)域。因此，各國專家都在有針對(duì)性地競相開發(fā)各種新型溫度傳感器及特殊與實(shí)用測溫技術(shù)，如采用光纖、激光及遙感或存儲(chǔ)等技術(shù)的新型溫度計(jì)已經(jīng)實(shí)用化。在電子式溫度計(jì)中，傳感器的靈敏度決定了溫度計(jì)的精度、測量范圍、控制范圍和用途等。 溫度傳感器的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下 3 個(gè)階段：傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器 (含敏感元件 )；主要是能夠進(jìn)行非電量和電量之間轉(zhuǎn)換；模擬集成溫度傳感器 /控制器；智能溫度傳感器。 傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器 ——熱電偶傳感器：熱電偶傳感器是工業(yè)測量中應(yīng)用最廣 泛的一種溫度傳感器，它與被測對(duì)象直接接觸，不受中間介質(zhì)的影響，具有較高的精度；測量范圍廣，可從 50~1600℃ 進(jìn)行連續(xù)測量 ,特殊的熱電偶如金鐵 ——鎳鉻，最低可測到269℃ ，鎢 ——錸最高可