分布式溫度監(jiān)測顯示系統(tǒng)設(shè)計與制作開題報告

1、.南陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 電子與電氣工程 學(xué)院 電氣工程及其自動化 專業(yè)課題名稱：分布式溫度監(jiān)測顯示系統(tǒng)設(shè)計與制作 學(xué)生姓名： 劉 坤 學(xué) 號： 097409010 指導(dǎo)教師： 朱 清 慧 報告日期： 2013.01.03 1 本課題所涉及的問題在國內(nèi)（外）的研究現(xiàn)狀綜述隨著國內(nèi)外工業(yè)的日益發(fā)展，溫度檢測技術(shù)也有了不斷的進步。溫度已成為大多數(shù)儀器正常工作的前提，而且對溫度的要求也越來越嚴格。因此，溫度檢測與控制方法的研究越來越受到人們的重視。如何開發(fā)智能型的溫控系統(tǒng)已成為人們研究的當務(wù)之急。我們知道，一個較好的系統(tǒng)既要有較強的適應(yīng)性和通用性，還要有較強的功能性，較高的性價比，很高

2、的實用價值。智能溫控系統(tǒng)能很好解決溫度控制中的各種問題，所以溫控系統(tǒng)的研究具有很大的市場潛力。隨著國內(nèi)外工業(yè)的日益發(fā)展，溫度檢測技術(shù)也有了不斷的進步。溫度測量系統(tǒng)主要由兩部分組成，一部分是傳感器，它將溫度信號轉(zhuǎn)換為電信號。另一部分是電子裝置，它主要完成對信號的接收、處理、對測點進行控制、溫度顯示等功能。對應(yīng)于不同的溫度段及測量精度要求，測溫裝置也不盡相同，從傳感器方面看，己出現(xiàn)有各種金屬材料、非金屬材料、半導(dǎo)體材料制成的傳感器，也有紅外傳感器。儀器本身也趨向小型化，多采用集成度較高的芯片或元件組成電路。對于測點較多，并具有報警、巡測、控制等多功能測溫裝置，一般采用單片機電路。近年來，在溫度檢測

3、技術(shù)領(lǐng)域中，多種新的檢測原理與技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用己取得了具有實用性的重大進展。目前國內(nèi)外的溫度控制方式越來越趨向于智能化，溫度測量首先是由溫度傳感器來實現(xiàn)的。測溫儀器由溫度傳感器和信號處理兩部分組成。溫度測量的過程就是通過溫度傳感器將被測對象的溫度值轉(zhuǎn)換成電的或其它形式的信號,傳遞給信號處理電路進行信號處理轉(zhuǎn)換成溫度值顯示出來。溫度傳感器的種類眾多，在應(yīng)用與高精度、高可靠性的場合時 DALLAS（達拉斯）公司生產(chǎn)的 DS18B20 溫度傳感器當仁不讓。超小的體積，超低的硬件開消，抗干擾能力強，精度高，附加功能強，使得 DS18B20 更受歡迎。對于我們普通的電子愛好者來說，DS18B20 的優(yōu)勢更

4、是學(xué)習(xí)單片機技術(shù)和開發(fā)溫度相關(guān)的小產(chǎn)品的不二選擇。2本人對課題任務(wù)書提出的任務(wù)要求及實現(xiàn)預(yù)期目標的可行性分析（1）、任務(wù)要求： (1)系統(tǒng)測量精度0.1，報警上、下限分別為80（正值）和20（正、負均可），溫度數(shù)據(jù)實時刷新。測量的溫度點數(shù)為4個，采用2×2矩陣鍵盤進行監(jiān)測選擇，以和實際單片機系統(tǒng)配置相一致。(2)采用一片液晶1602C作為系統(tǒng)顯示，在實時溫度顯示部分，正溫度最高顯示到百位，不加符號；負溫度最低顯示到十位，在百位加負號。小數(shù)部分為一位，精確到0.1。溫度在報警值范圍內(nèi)，溫度值后顯示“！”；溫度低于下限報警值，溫度值后顯示“<L”；溫度高于上限報警值，溫度值后顯示“

5、>H”。溫度報警值上限只能為正值，下限可正可負，但必須低于上限。顯示內(nèi)容分為三個部分：l 系統(tǒng)檢測到DS18B20不存在，分兩行顯示以下字符：DS18B20 ERROR TEMP: l 系統(tǒng)運行正常，無鍵盤操作，分兩行顯示以下字符：LIU KUNNan Yang Li Gongl 系統(tǒng)運行正常，有鍵盤操作，分兩行顯示以下內(nèi)容（以健盤1為例）：LIU KUN TEMP1:15.3 <L（2）、實現(xiàn)預(yù)期目標的可行性分析： 系統(tǒng)核心器件采用現(xiàn)在市場上廣泛使用的單總線溫度傳感器DS18B20，該傳感器具有測量精確，編程簡單，占用IO資源少等諸多優(yōu)點。由于DS18B20被廣泛使用，故用其在單

6、片機上開發(fā)設(shè)計一個溫度監(jiān)控程序，這一技術(shù)已相當成熟。 顯示器件采用液晶的典型代表字符型液晶1602，由于該液晶為字符型液晶，所以該液晶具有控制簡單的特點，設(shè)計所要求顯示的字符完全可以在液晶1602上顯示出來。現(xiàn)許多高校的單片機教材上都詳細講解了液晶1602的使用方法，故顯示問題也不難。采用“自上而下”的設(shè)計方法，先總體構(gòu)思設(shè)計思路，再分模塊具體設(shè)計硬件電路。綜上所述，該系統(tǒng)所采用的設(shè)計方案完全可行，設(shè)計方案中沒有較難的的技術(shù)難題，我堅信實現(xiàn)預(yù)期目標沒有問題。3本課題需要重點研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路一，DS18B20的測量選擇液晶同一時刻只顯示一個溫度值，四個DS18B20需要分時測量。單

7、片機根據(jù)用戶按鍵的選擇，經(jīng)分析處理后將控制信號送給繼電器組，進而選擇下一個需要工作的傳感器，如單片機發(fā)送數(shù)字1即選擇第一路溫度傳感器進入工作狀態(tài)。二，DS18B20的狀態(tài)監(jiān)視 此系統(tǒng)要求液晶能夠在DS18B20不存在或故障的情況下顯示DS18B20的錯誤信息，此問題解決方案是在單片機程序中加入對DS18B20實時監(jiān)測信號，如無法收到DS18B20的應(yīng)答反饋信號，則表明DS18B20不存在或故障，然后在驅(qū)動液晶顯示DS18B20的錯誤信息。三，DS18B20的報警處理 由于要求此系統(tǒng)有溫度報警功能，程序必須有報警程序。在程序主循環(huán)中，加入報警溫度和當前溫度實時比較指令，溫度低于下限報警值，驅(qū)動液

8、晶在溫度值后顯示“<L”。 溫度高于上限報警值，驅(qū)動液晶在溫度值后顯示“>H”。4完成本課題所必須的工作條件（如工具書、實驗設(shè)備或?qū)嶒灜h(huán)境條件、某類市場調(diào)研、計算機輔助設(shè)計條件等等）及解決的辦法（1）Proteus軟件；（2）計算機輔助設(shè)計（3）單片機系統(tǒng)開發(fā)板。5完成本課題的工作方案及進度計劃第一階段：下達任務(wù)，熟悉要求，查找資料 17周（本學(xué)期）第二階段：撰寫開題報告 18-19周（本學(xué)期）第三階段：設(shè)計硬件電路 20周（本學(xué)期）-3周（下學(xué)期）第四階段：設(shè)計程序并調(diào)試 4-8周（下學(xué)期）第五階段：制作電路并調(diào)試 9-10周（下學(xué)期）第六階段：撰寫論文 。 11-12周（下學(xué)期）第七階段：答辯 13周（下學(xué)期）6指導(dǎo)教師審閱意見指導(dǎo)教師（簽字）： 年 月 日7系畢業(yè)設(shè)計（論文）工作領(lǐng)導(dǎo)小組評審意見 領(lǐng)導(dǎo)小組組長（簽字）： 系（簽章） 年 月 日說明：1. 本報告必須由承擔(dān)畢業(yè)設(shè)計（論文）課題任務(wù)的學(xué)生在接