基于单片机的温度监控器的设计开题报告.doc

黄石职业技术学院电子信息工程系毕业论文设计开题报告论文题目 基于单片机的温度监控器的设计 姓 名 XXXXXXXXXXXXX 学 号 000000000 所学专业 应用电子技术 班 级 XXX应用电子 指导教师 YYYYYYY OO年 XX 月 OX 日1课题来源及研究的目的与意义课题来源：自选课题研究目的：“温度监控器可以实现环境温度检测及报警功能；通过EEPROM存储上下限温度数值，温度上下限数值可通过外部按键更改。研究意义：掌握单片机的根本构造与特点，掌握单片机的指令系统与编程方法，掌握protel、keil、ISIS 7 Professional等软件的根本使用方法，学会设计与制作电路板，掌握实验板的调试。通过实验来掌握单片机设计的根本步骤，根本方法与根本使用，为将来电路设计打下根底。2该方向在目前的研究现状及分析温度是一种最近根本的环境参数，对于我们来说，不仅仅是一个量的反映，更能直接影响作用到我们的生活中，人民的生活与环境的温度息息相关，在工业生产过程中需要实时测量温度，在农业生产中也离不开温度的测量，因此研究温度的测量方法与装置具有重要的意义。测量温度的关键是温度测量的精度也越来越被看重。所以高精度温度测量系统的研究就非常有意义。本文温度控制测量的研究，在工厂生产线上的平安控制都得到了广泛的应用。测量温度的方法很多，按照测量体是否与被测介质接触，可分为接触是测温法与非接触式测温发两大类哦。温度测量应用中有多种类型的传感器，其中有热敏电阻、热电偶等。热敏电阻由于体积小，重复性好，测量方法简单，所以在一般的测量系统中广泛应用，但是热敏电阻作为传感器的测温系统需要A/D准换，信号放大与处理，并且测量精度不高，这也是热敏电阻的缺点、缺乏。另一种热电偶传感器，能够检测更宽的温度范围，还具有较高的性价比。而且热电偶的鲁棒性、可靠性与快速响应时间时期成为各种工作环境下的首要考虑。但是，热电偶传感器也存在一些缺陷，比方线特性较差，信号电平很低，常常需要放大或高分辨率数据转换器进展处理。随着科学技术的快速开展，特别是现代仪器的开展，微型化、集成化、数字化成为传感器开展的一个重要方向，本文所采用的DALLAS公司生产的一种新型温度传感器DS18B20，其优点集温度测量、A/D转换于一体，测量范围宽-55+125，精度高达0.0625C。它采用单总线协议，即与微机接口仅需要占用一个I/O端口，不需要任何外部原件DS18B20能代替模拟温度传感器与信号处理单元，直接测量温度并以数字信号输出9位数字码串行输出极大的简化了整体电路，可使整个系统更加小型化、低功耗。由于DS18B20来扩展系统，构造简单，抗干扰能力强，适合于恶劣的测量环境，也适用于日常生活与工农业生产中，有很高的应用前景。在设计中，对于温度监控器，采用了单总线数字温度传感器DS18B20、双总线AT24C02、数码管等与单片机组成的系统，单片机采用STC89C52。整个系统只有一根信号线与单片机连接，温度传感器又可直接输出数字信号，故系统电路简单可靠，功耗小，抗干扰能力强，通过键盘调节能改变温度上下限，调节方便，使用灵活，适用范围广。又由于DS18B20精度高，且单片机STC89C52系统价格低廉，构造可靠，所以此系统在人们日常生活、工业生产与科学研究中可以得到广泛推广与应用。本设计所介绍的温度监控器与传统的温度计相比，具有读数方便，测量范围广，测量准确，其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比拟准确的场所，或科研实验室使用。3主要研究内容. 数码管显示单元 通过8位共阳数码管显示温度信息，包括设定的温度上下限数值与当前温度值，显 示格式如图2所示： 3 0 2 3 8 8 2 5 温度上限 30 温度下限 23 全灭 当前温度 25 2. 温度测量单元 通过DS18B20数字温度芯片测量环境温度。 3. 按键控制单元 独立按键S4设定为“加上限按键；每按下一次，温度上限值增加1； 独立按键S5设定为“加下限按键；每按下一次，温度下限值增加1； 独立按键S6设定为“减上限按键；每按下一次，温度上限值减少1； 独立按键S7设定为“减下限按键；每按下一次，温度下限值减少1。4. EEPROM记录单元 系统通过AT24C02存储温度信息，AT24C02内部存储地址0x00与0x01分别存储温度上下限数据信息；温度上下限数据可通过外部按键进展修改，并通过数码管实时显示。数据存储格式如图3所示：图3. 数据存储格式5. 直流电机驱动电路设计 设计一个直流电机驱动电路与单片机P34引脚连接。6. 温控单元假设当前温度数值超过EEPROM中存储的温度上限数据，通过单片机P34口产生周期为1KHz占空比为30%的PWM信号驱动直流电机工作。待温度恢复到上下限阈值内时，P34口输出高电平，直流电机停顿工作 假设当前温度低于EEPROM中存储的温度下限数据，继电器翻开，当温度恢复到上下限阈值内时，继电器自动关闭。7. 系统初始状态说明 上、下限温度值需要设定在0到99范围内，下限值不大于上限值。系统上电后， 从EEPROM 中读取温度上、下限数值，并实时显示当前温度。4研究方案及进度安排，预期到达的目标研究方案：从51单片机的根底知识入门，逐步延伸到系统的设计、制作与测试。技术路线：以理论为根底，以试验为根本。预期到达的目标：通过EEPROM存储上下限温度数值，温度上下限数值可通过外部按键更改。5为完成课题已具备与所需的条件装有PROTEUS、KEIL C51与串口下载软件的电脑 G2200单片机实验箱，CT107D开发板6预计研究过程中可能遇到的困难与问题以及解决的措施实验过程中遇到的问题：软件编程出现错误解决的措施：修改程序或重新编写实验过程中遇到的问题：实验调试出现问题解决的措施：反复调试，直到成功。7主要参考文献及资料DS18B20中文芯片、AT24C02中文芯片资料、开发板的原理图资料、Protel DXP 设计指导教程8指导教师意见指导教师签字 年 月 日9院系意见公章：系领导签字 年 月 日第 7 页