基于單片機的溫度監(jiān)控器的設計--開題報告.doc

黃石職業(yè)技術學院電子信息工程系畢業(yè)論文（設計）開題報告論文題目 基于單片機的溫度監(jiān)控器的設計 姓 名 XXXXXXXXXXXXX 學 號 000000000 所學專業(yè) 應用電子技術 班 級 XXX應用電子 指導教師 YYYYYYY OO年 XX 月 OX 日1課題來源及研究的目的和意義課題來源：自選課題研究目的：“溫度監(jiān)控器”可以實現(xiàn)環(huán)境溫度檢測及報警功能；通過EEPROM存儲上下限溫度數(shù)值，溫度上下限數(shù)值可通過外部按鍵更改。研究意義：掌握單片機的基本結構和特點，掌握單片機的指令系統(tǒng)和編程方法，掌握protel、keil、ISIS 7 Professional等軟件的基本使用方法，學會設計和制作電路板，掌握實驗板的調試。通過實驗來掌握單片機設計的基本步驟，基本方法和基本使用，為將來電路設計打下基礎。2該方向在目前的研究現(xiàn)狀及分析溫度是一種最近基本的環(huán)境參數(shù)，對于我們來說，不僅僅是一個量的反映，更能直接影響作用到我們的生活中，人民的生活與環(huán)境的溫度息息相關，在工業(yè)生產過程中需要實時測量溫度，在農業(yè)生產中也離不開溫度的測量，因此研究溫度的測量方法和裝置具有重要的意義。測量溫度的關鍵是溫度測量的精度也越來越被看重。所以高精度溫度測量系統(tǒng)的研究就非常有意義。本文溫度控制測量的研究，在工廠生產線上的安全控制都得到了廣泛的應用。測量溫度的方法很多，按照測量體是否與被測介質接觸，可分為接觸是測溫法和非接觸式測溫發(fā)兩大類哦。溫度測量應用中有多種類型的傳感器，其中有熱敏電阻、熱電偶等。熱敏電阻由于體積小，重復性好，測量方法簡單，所以在一般的測量系統(tǒng)中廣泛應用，但是熱敏電阻作為傳感器的測溫系統(tǒng)需要A/D準換，信號放大與處理，并且測量精度不高，這也是熱敏電阻的缺點、不足。另一種熱電偶傳感器，能夠檢測更寬的溫度范圍，還具有較高的性價比。而且熱電偶的魯棒性、可靠性和快速響應時間時期成為各種工作環(huán)境下的首要考慮。但是，熱電偶傳感器也存在一些缺陷，比如線特性較差，信號電平很低，常常需要放大或高分辨率數(shù)據(jù)轉換器進行處理。隨著科學技術的快速發(fā)展，特別是現(xiàn)代儀器的發(fā)展，微型化、集成化、數(shù)字化成為傳感器發(fā)展的一個重要方向，本文所采用的DALLAS公司生產的一種新型溫度傳感器DS18B20，其優(yōu)點集溫度測量、A/D轉換于一體，測量范圍寬-55+125，精度高達0.0625C。它采用單總線協(xié)議，即與微機接口僅需要占用一個I/O端口，不需要任何外部原件DS18B20能代替模擬溫度傳感器和信號處理單元，直接測量溫度并以數(shù)字信號輸出（9位數(shù)字碼串行輸出）極大的簡化了整體電路，可使整個系統(tǒng)更加小型化、低功耗。由于DS18B20來擴展系統(tǒng)，結構簡單，抗干擾能力強，適合于惡劣的測量環(huán)境，也適用于日常生活和工農業(yè)生產中，有很高的應用前景。在設計中，對于溫度監(jiān)控器，采用了單總線數(shù)字溫度傳感器DS18B20、雙總線AT24C02、數(shù)碼管等和單片機組成的系統(tǒng)，單片機采用STC89C52。整個系統(tǒng)只有一根信號線與單片機連接，溫度傳感器又可直接輸出數(shù)字信號，故系統(tǒng)電路簡單可靠，功耗小，抗干擾能力強，通過鍵盤調節(jié)能改變溫度上下限，調節(jié)方便，使用靈活，適用范圍廣。又由于DS18B20精度高，且單片機STC89C52系統(tǒng)價格低廉，結構可靠，所以此系統(tǒng)在人們日常生活、工業(yè)生產和科學研究中可以得到廣泛推廣和應用。本設計所介紹的溫度監(jiān)控器與傳統(tǒng)的溫度計相比，具有讀數(shù)方便，測量范圍廣，測量準確，其輸出溫度采用數(shù)字顯示，主要用于對測溫比較準確的場所，或科研實驗室使用。3主要研究內容. 數(shù)碼管顯示單元 通過8位共陽數(shù)碼管顯示溫度信息，包括設定的溫度上下限數(shù)值和當前溫度值，顯 示格式如圖2所示： 3 0 2 3 8 8 2 5 溫度上限 30 溫度下限 23 全滅 當前溫度 25 2. 溫度測量單元 通過DS18B20數(shù)字溫度芯片測量環(huán)境溫度。 3. 按鍵控制單元 獨立按鍵S4設定為“加上限”按鍵；每按下一次，溫度上限值增加1； 獨立按鍵S5設定為“加下限”按鍵；每按下一次，溫度下限值增加1； 獨立按鍵S6設定為“減上限”按鍵；每按下一次，溫度上限值減少1； 獨立按鍵S7設定為“減下限”按鍵；每按下一次，溫度下限值減少1。4. EEPROM記錄單元 系統(tǒng)通過AT24C02存儲溫度信息，AT24C02內部存儲地址0x00和0x01分別存儲溫度上下限數(shù)據(jù)信息；溫度上下限數(shù)據(jù)可通過外部按鍵進行修改，并通過數(shù)碼管實時顯示。數(shù)據(jù)存儲格式如圖3所示：圖3. 數(shù)據(jù)存儲格式5. 直流電機驅動電路設計 設計一個直流電機驅動電路與單片機P34引腳連接。6. 溫控單元若當前溫度數(shù)值超過EEPROM中存儲的溫度上限數(shù)據(jù)，通過單片機P34口產生周期為1KHz占空比為30%的PWM信號驅動直流電機工作。待溫度恢復到上下限閾值內時，P34口輸出高電平，直流電機停止工作 若當前溫度低于EEPROM中存儲的溫度下限數(shù)據(jù)，繼電器打開，當溫度恢復到上下限閾值內時，繼電器自動關閉。7. 系統(tǒng)初始狀態(tài)說明 上、下限溫度值需要設定在0到99范圍內，下限值不大于上限值。系統(tǒng)上電后， 從EEPROM 中讀取溫度上、下限數(shù)值，并實時顯示當前溫度。4研究方案及進度安排，預期達到的目標研究方案：從51單片機的基礎知識入門，逐步延伸到系統(tǒng)的設計、制作和測試。技術路線：以理論為基礎，以試驗為根本。預期達到的目標：通過EEPROM存儲上下限溫度數(shù)值，溫度上下限數(shù)值可通過外部按鍵更改。5為完成課題已具備和所需的條件裝有PROTEUS、KEIL C51和串口下載軟件的電腦 G2200單片機實驗箱，CT107D開發(fā)板6預計研究過程中可能遇到的困難和問題以及解決的措施實驗過程中遇到的問題：軟件編程出現(xiàn)錯誤解決的措施：修改程序或重新編寫實驗過程中遇到的問題：實驗