基于单片机数字温度测量系统毕业论文(编辑修改稿)

基于单片机数字温度测量系统毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

传感器 智能温度传感器 (亦称数字温度传感器 )是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE)的结晶。 目前，已开发出多种智能温度传感器系列产品。 智能温度传感器内部都包含温度传感器、 A/D 转换器、信号处理器、存储器 (或寄存器 )和接口电路。 有的产品还带多路选择器、中央控制器 (CPU)、随机存取存储器 (RAM)和只读存储器 (ROM)。 智能温度传感器的特点是能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微控制器 XI (MCU). 智能温度传感器的总线技术也实现了标准化、规范化，所采用的总线主要有单线 (1WIRE)总线、 I2C 总线、 SMBUS 总线和 SPI 总线。 温度传感器作为从机可通过专用总线接口与主机进行通信。 智能温度控制器是在智能温度传感器的基础上发展而成的。 典型 产品有 DS18B20,智能温度控制器适配各种微控制器 ,构成智能化温控系统。 它们还可以脱离微控制器单独工作 ,自行构成一个温控仪。 DS18B20 是 DALLAS 公司生产的一线式数字温度传感器 ,具有 3 引脚 TO－ 92 小体积封装形式。 温度测量范围为－55℃～＋ 125℃ ,可编程为 9 位～ 12 位 A/D 转换精度 ,测温分辨率可达 ℃ ,被测温度用符号扩展的 16 位数字量方式串行输出，其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生。 多个 DS18B20 可以并联到 3根或 2根线上， CPU 只需一根端口线就能与诸多 DS18B20 通 信 ,占用微处理器的端口较少 ,可节省大量的引线和逻辑电路。 同DS1820 一样， DS18B20 也 支持 “ 一线总线 ” 接口，测量温度范围为 55℃ ~+125℃，在 10℃ ~+85℃范围内 ,精度为 ℃。 DS18B20 的精度较差为177。 ℃。 现场温度直接以 “ 一线总线 ” 的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。 适合于恶劣环境的现场温度测量。 如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。 与前一代产品不同，新的产品支持 3V~ 的电压范围，使系统设计更灵活、方便。 而且新一代产品更便宜，体积更小。 DALLAS 半导体公司的数字化温度传感器 DS18B20 是世界上第一片支持 “ 一线总线 ” 接口的温度传感器。 一线总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。 现在，新一代的 “ DS1820” 体积更小、更经济、更灵活。 使您可以充分发挥 “ 一线总线 ” 的长处。 DS18B DS1822 “ 一线总线 ”数字化温度传感器。 由于 DS18B20 将温度传感器、信号放大调理、 A/D 转换、接口全部集成于一芯片，与单片机连接简单、方便，与 AD590 相比是更新一代的温度传感器，所以温度传感器采用 DS18B20。 显示器的选择 LED 显示器 XII 采用传统的七段数码 LED 显示器。 LED 虽然价格便宜，但在现代的许多仪表、各种电子产品中逐渐被 LCD 所取代。 LCD 液晶屏 采用 LCD 液晶屏进行显示。 LCD 液晶显示器是一种低压、微功耗的显示器件，只要 2～ 3 伏就可以工作，工作电流仅为几微安，是任何显示器无法比拟的，同时可以显示大量信息，除数字外，还可以显示文字、曲线，比传统的数码 LED 显示器显示的界面有了质的提高。 在仪表和低功耗应用系统中得到了广泛的应用。 优点为： 1 显示质量高，由于液晶显示器的每一个点收到信号后就一直保持那种色彩和亮度恒定发光，因此液晶显示器的画质高而且不会闪烁。 2 数字式接口，液晶显示器都是数字式的，和单片机的接口简单操作也很方便。 3 功率消耗小，相比而言液晶显示器的主要功耗在内部电极和驱动 IC 上，因而耗电量比其他器件要小很多。 虽然 LCD 显示器的价格比数码管要贵，但它的显示效果好，是当今显示器的主流，所以采用 LCD 作为显示器。 单片机的选择 采用凌阳单片机 随着单片机功能集成化的发展，其应用领域也逐渐地由传统的控制， 扩展为控制处理、数据处理以及数字信号处理（ DSP， Digital SignalProcessing）等领域。 凌阳的 16位单片机就是为适应这种发展而设计的。 它的 CPU 内核采用凌阳最新推出的 181。 ’nSP™（ Microcontroller and Signal Processor） 16位微处理器芯片（以下简称 181。 ’nSP™）。 围绕181。 ’nSP™所形成的 16 位 181。 ’nSP™系列单片机（以下简称 181。 ’nSP™家族）采用的是模块式集成结构，它以 181。 ’nSP™内核为中心集成不同规模的 ROM、 RAM 和功能丰富的各种外设接口部件。 181。 ’nSP™内核是一个通用的核结构。 除此之外的其它功能模块均为可选结构，亦即这种结构可大可小或可有可无。 借助这种通用结构附加可选结构的积木式的构成，便可形成各种不同系列派生产品，以适合不同的应用场合。 这样做无疑会使每一种派生产品具有更强的功能和更低的成本。 XIII 利用凌阳单片机有一定的好处凌阳的优势是硬件性能，抗干扰能力强，但凌阳单片机我们没有系统的学习，这对于刚接触单片机的我们来说不是很容易上手，其价格也要比 89S51 昂贵一些，因此我们并没有将其作为首选。 采用 AT89S51 单片机 由于单片机技术在各个领 域正得到越来越广泛的应用，世界上许多集成电路生产厂家相继推出了各种类型的单片机，在单片机家族的众多成员中， MCS51 系列单片机以其优越的性能、成熟的技术及高可靠性和高性能价格比，迅速占领了工业测控和自动化工程应用的主要市场，成为国内单片机应用领域中的主流。 单片机的诞生标志着计算机正式形成了通用计算机系统和嵌入式计算机系统两个分支。 通用计算机系统主要用于海量高速数值运算，不必兼顾控制功能，其数据总线的宽度不断更新，从 8 位、 16 位迅速过渡到 32位、 64 位，并且不断提高运算速度和完善通用操作系统，以突出其高速 海量数值运算的能力，在数据处理、模拟仿真、人工智能、图像处理、多媒体、网络通信中得到了广泛应用；单片机作为最典型的嵌入式系统，由于其微小的体积和极低的成本，广泛应用于家用电器、机器人、仪器仪表、工业控制单元、办公自动化设备以及通信产品中，成为现代电子系统中最重要的智能化工具。 因此，单片机的出现大大促进了现代计算机技术的飞速发展，成为近代计算机技术发展史上一个重要里程碑。 由于 MCS 系列单片机集成了几乎完善的中央处理单元，处理功能强，中央处理单元中集成了方便灵活的专用寄存器，这给我们利用单片机提供了极大的便利。 单片机把微型计算机的主要部件都集成在一块芯片上，使得数据传送距离大大缩短，运行速度更快，可靠性更高，抗干扰能力更强。 由于属于芯片化的微型计算机，各功能部件在芯片中的布局和结构达到最优化，工作也相对稳定。 51 的优点是价钱便宜 ,I/O 口多 ,程序空间大。 因此，测控系统中，使用 51 单片机是最理想的选择。 单片机属于典型的嵌入式系统，所以它是低端控制系统最佳器件。 单片机的开发环境要求较低，软件资源十分丰富，开发工具和语言也大大简化。 单片机的典型代表是 Intel 公司在 20 世纪 80 年代初研制出来的 MCS51 系列单片机。 MCS51单片机很快在我国得到广泛的推广应用，成为 XIV 电子系统中最普遍的应用手段，并在工业控制、交通运输、家用电器、仪器仪表等领域取得了大量应用成果。 以 MCS51 技术核心为主导的单片机已成为许多厂家、电气公司竞相选用的对象，并以此为基核，推出许多与 MCS51 有极好兼容性的 CHMOS 单片机，同时增加了一些新的功能 ,所以用 AT89S51。 择为 30pF 左右，该电容的大小会影响到振荡器频率的高低、振荡器的稳定性和起振的快速性。 晶体的振荡频率为 12MHz。 把 EA 脚接高电平，单片机访问片内程序存储器，但在 PC 值超过 0FFFH（ 4Kbyte地址范围）时，将自动转向执行外部程序存储器内的程序。 MCS51 的复位是由外部的复位电路来实现。 采用最简单的外部按键复位电路。 按键自动复位是通过外部复位电路的来实现的 .我们选用时钟频率为 12MHz,C1 取 47μf。 温度传感电路设计 DS18B20 的性能特点： 采用单总线专用技术，既可通过串行口线，也可通过其它 I/O 口线与微机接口，无须经过其它变换电路，直接输出被测温度值（ 9位二进制数，含符号位）。