數字溫度感測器測溫顯示系統畢業設計開題報告

畢業設計題目

學生姓名: 徐敬先

指導教師:王蘇衛

(報告內容包括課題的意義、國內外發展狀況、本課題的研究內容、研究方法、研究手段、研究步驟以及參考文獻資料等。) 

1)課題的研究意義

隨著現代信息技術的飛速發展和傳統工業改造的逐步實現,能夠獨立工作的溫度檢測和顯示系統套用於諸多領域,使得溫度控制在生產生活領域有著廣泛的套用。

溫度是日常生活、工業、醫學、環境保護、化工、石油等領域最常用到的一個物理量。測量溫度的基本方法是使用溫度計直接讀取溫度。最常見到的測量溫度的工具是各種各樣的溫度計,例如:水銀玻璃溫度計,酒精溫度計。它們常常以刻度的形式表示溫度的高低,人們必須通過讀取刻度值的多少來測量溫度。利用單片機和溫度感測器構成的電子式智慧型溫度計就可以直接測量溫度,得到溫度的數字值,既簡單方便,有直觀準確。本設計所介紹的數字溫度計與傳統的溫度計相比,具有讀數方便,測溫範圍廣,測溫準確,其輸出溫度採用數字顯示,主要用於對測溫比較準確的場所,或科研實驗室使用,該設計控制器使用單片機at89s51,測溫感測器使用ds18b20,採用lcd1602液晶顯示能準確達到以上要求。

2)國內外發展狀況

目前溫度計的發展很快,從原始的玻璃溫度計管溫度計發展到了現在的熱電阻溫度計、熱電偶溫度計、數字溫度計、電子溫度計等等。主要溫度儀表,如熱電偶、熱電阻及輻射溫度計等在技術上已經成熟,但是它們只能在傳統的場合套用,尚不能滿足簡單、快速、準確測溫的要求,尤其是高科技領域。因此,各國專家都在有針對性地競相開發各種新型溫度感測器及特殊與實用測溫技術,如採用光纖、雷射及遙感或存儲等技術的新型溫度計已經實用化。

XX年起中國數字溫度計及恆溫器市場發展迅速,產品產出持續擴張,國家產業政策鼓勵電子溫度計及恆溫器產業向高技術產品方向發展,國內企業新增投資項目投資逐漸增多。投資者對電子溫度計及恆溫器行業的關注越來越密切,這使得電子溫度計及恆溫器行業的發展需求增大。本文研究一種基於單片機溫度控制系統,以克服傳統方法的不足。

3)研究內容和方法

採用數字式溫度感測器為檢測器件,進行單點溫度檢測。用lcd1602液晶直接顯示溫度值,單片機系統作為電子溫度計的控制、顯示系統。

本系統從以下三個方面來考慮:

(1)檢測的溫度範圍:0℃~100℃,檢測解析度 0.5℃。

(2)用lcd1602來顯示溫度值。

(3)超過警戒值(自己定義)要報警提示。

主要採用ds18b20溫度感測功能,檢測當前的溫度值,通過液晶將當前溫度值顯示出來,當檢測的溫度值超過所設定的溫度範圍時,報警提醒,達到精確檢測的目的。

本系統主要由四部分組成:

1)感測器數據採集部分即溫度檢測模組,如果採用熱敏電阻,可滿足40攝氏度至90攝氏度的測量範圍,但是熱敏電阻精度、重複性,可靠性差,對於檢測1攝氏度的信號是不適用,可以採用智慧型集成數字溫度感測器ds18b20。ds18b20是dallas公司生產的一線式數字溫度感測器,具有3引腳to-92小體積封裝形式;溫度測量範圍為-55℃~+125℃,可程式為9位~12位a/d轉換精度,測溫解析度可達0.0625℃,被測溫度用符號擴展的16位數字量方式串列輸出;其工作電源既可在遠端引入,也可採用寄生電源方式產生;多個ds18b20可以接在一根線上,cpu只需一根連線埠線就能與諸多ds18b20通信,占用微處理器的連線埠較少,可節省大量的引線和邏輯電路。

2)溫度顯示部分可選用led數碼管顯示,也可選用lcd液晶顯示。此模組選用lcd1602。

3)上下限報警調整模組通過按鍵設定報警溫度,採用蜂鳴器報警。

4)單片機主機板部分智慧型模組主要指單片機部分,它主要完成感測器信號的接收以及處理工作,本模組的設計首先要做好單片機的選型,考慮到性能以及成本選用at89s52。

整個系統是以at89s52控制下工作的。其工作過程是:首先溫度按鍵設定上下極限溫度範圍,然後溫度感測器ds18b20採集當前溫度信號,單片機接收此信號,通過處理在液晶lcd1602顯示當前溫度值。若測得溫度超過所設定的範圍時,蜂鳴器發出報警信號。

鑒於此,本畢業設計所要完成的任務目標是:

(1)設計電子溫度計的信號檢測部分

(2)設計電子溫度計的信號處理部分

(3)設計電子溫度計的主控制器部分

(4)設計電子溫度計的顯示部分及報警部分

(5)編寫調試相關軟體設計

(6)實驗平台的搭建

(7)整機調試