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数字温度计—毕业论文.doc

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数字温度计—毕业论文.doc

吉林师范大学应用工程学院毕业论文1摘要在现代化的工业生产中,电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。例如在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中,人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。采用单片机来对温度进行测试控制,不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点,而且可以大幅度提高被控温度的技术指标,从而能够大大提高产品的质量和数量。本数字温度计属于测试类,在市场上有两种方案可以选择,一采用模拟传感器,利用A/D转换成数字信号进行处理;二采用数字集成传感器;还可以附加不同的模块,以增强其功能,如可以进行上下限温度报警,温度自动调节控制等。器件的选择和电路的设计以微型化为主,尽量减小体积。本文在深入了解各种方案的硬件设计和软件设计的基础上,制作了基于AT89C51控制的一个数字温度监测系统,完成了整个系统器件的选择,电路原理图的绘制,各功能模块的软件代码的编写,并利用仿真软件PROTEUS进行测试,验证了整个系统的功能实现。关键词数字温度计单片机AT89C51DS18B20显示吉林师范大学应用工程学院毕业论文2ABSTRACTINTHEMODERNINDUSTRIALPRODUCTION,THECURRENT,VOLTAGE,TEMPERATURE,PRESSURE,ANDFLOW,VELOCITY,ANDSWITCHQUANTITYISACCUSEDOFMAINPARAMETERSEXAMPLEINMETALLURGICALINDUSTRY,CHEMICALINDUSTRY,ELECTRICPOWERENGINEERING,PAPERINDUSTRY,MACHINERYANDFOODPROCESSINGANDSOONMANYDOMAINS,PEOPLENEEDTOALLKINDSOFHEATINGFURNACE,HEATTREATMENTFURNACE,REACTORSANDBOILERTEMPERATUREDETECTIONANDCONTROLADOPTSSINGLECHIPTOCONTROLTEMPERATURETESTING,NOTONLYHASTHECONVENIENTCONTROL,SIMPLEANDFLEXIBLECONFIGURATIONADVANTAGES,ANDCANGREATLYIMPROVETHETECHNICALINDEXESARECONTROLLEDTEMPERATURE,WHICHCANGREATLYIMPROVETHEPRODUCTSQUALITYANDQUANTITYTHENUMBEROFTEST,INTHETHERMOMETERBELONGSTOTHEMARKETHASTWOOPTIONS,ASIMULATEDSENSOR,USE,A/DCONVERSIONINTODIGITALSIGNALPROCESSING,2ADOPTINGDIGITALINTEGRATEDSENSOR,STILLCANADDDIFFERENTMODULES,INORDERTOENHANCEITSFUNCTIONS,SUCHASTHEUPPERTEMPERATURECANAUTOMATICALLYADJUSTTHETEMPERATURECONTROLOFALARM,ETCDEVICESELECTIONANDDESIGNOFTHECIRCUITINMINIATURIZATION,MINIMIZEVOLUMEBASEDONTHOROUGHKNOWLEDGEOFTHEVARIOUSSOLUTIONSOFHARDWAREDESIGNANDSOFTWAREDESIGN,ANDONTHEBASISOFTHEPRODUCTIONOFADIGITALCONTROLBASEDONAT89C51TEMPERATUREMONITORINGSYSTEM,COMPLETETHEWHOLESYSTEMCOMPONENTS,CIRCUITPRINCIPLEDRAWING,THEFUNCTIONALMODULESOFSOFTWARECODECOMPILING,ANDUSINGTHESIMULATIONSOFTWARE吉林师范大学应用工程学院毕业论文3TESTING,PROTEUSVERIFIEDTHEREALIZATIONOFTHEFUNCTIONOFTHEWHOLESYSTEMKEYWORDSDIGITALDATAACQUISITIONSINGLEFLATMACHINEAT89C51DS18B20SHOWATHERMOMETER吉林师范大学应用工程学院毕业论文4目录课题背影7第一章绪论811单片机简介8111单片机定义8112单片机的发展历史及趋势8113单片机应用系统概述13114单片机应用系统及组成14115单片机应用的可靠性技术发展15116单片机的发展特点1612MCS51系列单片机18121MCS51系列单片机分类18122MCS51单片机内部结构及组成19123MCS51引脚及功能20第二章温度控制的总体设计2221硬件电路设计22211温度检测和变送器23212接口电路23213温度控制电路2422温度控制的算法和程序25221温度控制算法25吉林师范大学应用工程学院毕业论文5222温度控制程序2523主程序25231中断服务程序25232主要子服务程序2624其它控制算法26第三章单片机AT89C51的结构和原理2631AT89C51单片机的结构2632AT89C51单片机主要特性2733AT89C51单片机引脚功能说明27第四章DS18B20温度传感器2941DS18B20产品介绍2942DS18B20内部结构3143数字温度传感器原理与应用3444DS18B20的主要特性4145DS18B20工作原理4246高速暂存存储器45第五章调试5051测试环境5052测试方法5053调试软件的简介50531KEILC51开发系统基本知识50吉林师范大学应用工程学院毕业论文6532KEILC51单片机软件开发系统的整体结构51533KEILC51工具包的安装51534KEILC51工具包各部分功能及使用简介5154KEILC51编译器的控制指令54541C51编译器的控制指令54542DSCOPE51的使用5555KEILC51库函数参考55551本征库函数INTRINSICROUTINES和非本征证库函数55552几类重要库函数56553KEILC51库函数原型列表5656画硬件连线图工具6057测试结果分析63第六章设计总结64致谢65参考文献65附录66附录一、原理图66附录二、程序流程图67附录三、程序清单69吉林师范大学应用工程学院毕业论文7课题背影随着电子技术的发展,特别是随着大规模集成电路的产生,给人们的生活带来了根本性的变化,如果说微型计算机的出现使现代的科学研究得到了质的飞跃,那么可编程控制器的出现则是给现代工业控制测控领域带来了一次新的革命。在现代社会中,温度控制不仅应用在工厂生产方面,其作用也体现到了各个方面。随着人们生活质量的提高,酒店厂房及家庭生活中都会见到温度控制的影子,温度控制将更好的服务于社会目前,单片机控制器在从生活工具到工业应用的各个领域,例如生活工具的电梯、工业生产中的现场控制仪表、数控机床等。尤其是用单片机控制器改造落后的设备具有性价比高、提高设备的使用寿命、提高设备的自动化程度的特点。现代工业设计、工程建设及日常生活中常常需要用到温度控制,早期温度控制主要应用于工厂中,例如钢铁的水溶温度,不同等级的钢铁要通过不同温度的铁水来实现,这样就可能有效的利用温度控制来掌握所需要的产品了。随着社会的发展,人们对食品温度的控制要求也越来越高,对于低温冷藏车的温度控制也就相应的不断提高,而我设计的低温冷藏车就是为了达到这样的温度控制要求而进行设计的。我所采用的控制芯片为AT89C51,此芯片功能强大,能够满足设计要求。通过对电路的设计,对芯片的外围扩展,来达到对冷藏车温度的控制和调节功能。

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