基于单片机温度监测系统设计与实现-开题报告.doc

毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 淮 阴 工 学 院毕业设计(论文)开题报告学 生 姓 名： 学 号： 专 业：电气工程及其自动化设计(论文)题目：基于单片机温度监测系统设计与实现指 导 教 师: 2010年2月27日 1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述文 献 综 述1、单片机及温度传感器的发展单片机诞生于20世纪70年代末，经历了scm、mcu、soc三大阶段。（1）scm即单片微型计算机（single chip microcomputer）阶段，主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。“创新模式”获得成功，奠定了scm与通用计算机完全不同的发展道路。（2）mcu即微控制器（micro controller unit）阶段，主要的技术发展方向是：不断扩展满足嵌入式应用时，对象系统要求的各种外围电路与接口电路，突显其对象的智能化控制能力。（3）单片机是嵌入式系统的独立发展之路，向mcu阶段发展的重要因素，就是寻求应用系统在芯片上的最大化解决；因此，专用单片机的发展自然形成了soc化趋势。随着微电子技术、ic设计、eda工具的发展，基于soc的单片机应用系统设计会有较大的发展。温度是一个基本的物理量，自然界中的一切过程无不与温度密切相关。温度传感器是最早开发，应用最广的一类传感器。从17世纪初人们开始利用温度进行测量。温度传感器有四种主要类型：热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器(rtd)和ic温度传感器。ic温度传感器又包括模拟输出和数字输出两种类型。接触式温度传感器的检测部分与被测对象有良好的接触，又称温度计。 温度计通过传导或对流达到热平衡，从而使温度计的示值能直接表示被测对象的温度。一般测量精度较高。在一定的测温范围内，温度计也可测量物体内部的温度分布。但对于运动体、小目标或热容量很小的对象则会产生较大的测量误差，常用的温度计有双金属温度计、玻璃液体温度计、压力式温度计、电阻温度计、热敏电阻和温差电偶等。非接触式温度传感器的敏感元件与被测对象互不接触，又称非接触式测温仪表。这种仪表可用来测量运动物体、小目标和热容量小或温度变化迅速（瞬变）对象的表面温度，也可用于测量温度场的温度分布。 2、at89s52简介主要性能:与mcs-51单片机产品兼容 、8k字节在系统可编程flash存储器、 1000次擦写周期、 全静态操作：0hz33hz 、 三级加密程序存储器 、 32个可编程i/o口线 、三个16位定时器/计数器、八个中断源 、全双工uart串行通道、 低功耗空闲和掉电模式 、掉电后中断可唤醒 、看门狗定时器 、双数据指针 、掉电标识符 。功能特性描述:at89s52是一种低功耗、高性能 cmos 8位微控制器，具有8k在系统可编程flash存储器。使用atmel公司高密度非 易失性存储器技术制造，与工业80c51 产品指令和引脚完全兼容。片上flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位cpu 和在系统 可编程flash，使得at89s52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 at89s52具有以下标准功能： 8k字节flash，256字节ram， 32 位i/o 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位 定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口， 片内晶振及时钟电路。另外，at89s52可降至0hz 静态逻 辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，cpu 停止工作，允许ram、定时器/计数器、串口、中断继续工 作。掉电保护方式下，ram内容被保存，振荡器被冻结， 单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。3、集成温度传感器ad590集成温度传感器ad590,其温度分辨率为0.3摄氏度。ad590输出的是模拟信号，当温度为0度时，输出电流273.2微安，并且电流变化量与温度变化量呈线性关系，温度每变化一度，输出电流变化1微安，该温度传感器的工作温度范围是-30度150度。如采用ad590作温度传感器，传感器外围电路比较简单，只需将采样电阻与ad590连接，然后对信号进行放大，再采用电压比较器对输出电压进行比较，电压比较器输出信号可直接作为plc的输入信号。4、adc0809 a/d转换器adc0809是采样分辨率为8位的、以逐次逼近原理进行模数转换的器件。其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行a/d转换。adc0809的工作过程是：首先输入3位地址，并使ale=1，将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。start上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动 a/d转换，之后eoc输出信号变低，指示转换正在进行。直到a/d转换完成，eoc变为高电平，指示a/d转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当oe输入高电平时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。5、研究意义温度的采集监测在日常生活中有着广泛的用途, 此次的温度监测器基于此而设计, 它的最大的优点在于可以测量显示当前温度，并将当前温度与预置温度进行比较，当当前温度超过预置温度时发出报警, 实现对历史数据进行监测、整理和分析的目的。该温度监测报警器功耗低, 能利用最少的资源对不同温度进行高精度的测量,信息性能可靠、操作便利, 复杂的工作通过软件编程来完成, 可以方便的获取结果,在实际的使用中获得了理想的效果。该设计实现了对箱体温度的实时控制，控制灵活、可靠、精度高，可满足产品初步老化测试的各项要求。在温度加热恒温的处理上，形成了一套完整的控制方案，可以移植应用于设备恒温、屋内暖气等许多方面。因此，该设计的研究成果及设计理念能够很好的在别的设计中移植，做到了与实际的较好结合，具有较强的现实意义。参考文献1 张培仁,孙占辉,张欣等.基于c语言编程mcs-51单片机原理与应用.北京：清华大学出版社,20022 房小翠,王金凤.单片机实用系统设计技术.北京：国防工业出版社,19993 李昌禧.智能仪表原理与设计.北京：化学工业出版社,20044 南建辉,熊鸣,王军茹.mcs-51单片机原理及应用实例.北京：清华大学出版社,20035 李华.mcs-51系列单片机实用接口技术.北京航空航天大学出版社,19986 胡汉才.单片机原理及接口技术.北京：清华大学出版社,19967 王树勋,王朝玉,张新发.mcs51单片微型计算机原理与开发.北京：机械工业出版社,19898 刘大茂.智能仪器（单片机应用系统设计）.北京：机械工业出版社,19979 楼然苗主编.51系列单片机设计实例. 北京：机械工业出版社，200210张洪润主编. 单片机应用设计200例.北京：科学出版社，200311杨将新主编.单片机程序设计及应用从基础到实践北京：机械工业出版社，200312 李玉锋、倪虹霞主编mcs-51系列单片机原理与接口技术北京：人民邮电出版社，200413喻宗泉, 喻晗编著单片机原理与应用技术北京：机械工业出版社，199814 何立民主编单片机应用系统设计北京：北京航空航天大学出版社，199015 李华主编.mcs-51系列单片机实用接口技术.北京:北京航空航天大学出版社,199316 邹丽新等主编.单片微型计算机接口技术.苏州:苏州大学出版社,200217 孙涵芳、徐爱卿主编.mcs-51单片机的原理与应用.北京:北京航空航天大学出版社,19962本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）1 要研究解决的问题如何测量温度;如何实现将所得的温度送显；如何实现将所测温度与设置温度对比；当所测温度超过预置温度时怎么样产生报警。2 拟采用的手段温度传感器1温度传感器2温度传感器3单片机按 键led显示蜂鸣器报警a/d转换器图1 总体框架结构图2.1 硬件设计（一）温度测量部分温度测量在本监测器中起到一个非常关键的作用,拟定选用集成温度传感器ad590测量室温。该温度传感器的工作温度范围是-30摄氏度150摄氏度,其温度分辨率为0.3摄氏度。（二）a/d转换电路拟定采用adc0809 a/d转换器，采样分辨率为8位的、以逐次逼近原理进行模数转换的器件。其内部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行a/d转换。（三）主控制器拟定在该监测器中用at89s52单片机作为主控制器,完成数据的存储与对比判断。（四）数码显示电路用4 位led 实时显示系统温度。（五）蜂鸣器电路 利用高分贝蜂鸣器提供温度超过设定温度时的报警。2.2 软件设计在程序的编写上，因c 语言本身具有简洁紧凑、灵活方便语法限制不太严格，程序设计自由度大，适用范围大，可移植性好等诸多优点可考虑选用c 语言作为编程语言。（一）温度测量模块此次拟选用ad590温度传感器，要实现多路测量，单片机要对众多在线的某一个温度传感器操作时, 首先要发出匹配命令, 紧接着单片机提供位序列, 然后针对某个具体读出其温度值。（二）a/d转换模块选用adc0809作为a/d转换器，首先输入3位地址，并使ale=1，将地址存入地址锁存器中。此地址经译码选通8路模拟输入之一到比较器。start上升沿将逐次逼近寄存器复位。下降沿启动a/d转换，之后eoc输出信号变低，指示转换正在进行。直到a/d转换完成，eoc变为高电平，指示a/d转换结束，结果数据已存入锁存器，这个信号可用作中断申请。当oe输入高电平 时，输出三态门打开，转换结果的数字量输出到数据总线上。（三）数据存储模块接收并存储经过ad转换后传输过来的温度，然后将接收的温度与预置温度比较，判断当前温度是否超过预置温度，若超过则发出报警。（四）按键、显示模块该设计中按键总共需要4个,初步拟定将其接成22的矩阵式键盘。没有键按下时, 读入行全部为高电平, 每当有按键按下时, 逐列置低电平检测读入行的数据, 根据低电位的行列信息就可对应的找出键位。读入按键信号后, 对应改变相应的特征变量的值改变应进行的操作, 四个按键功能有循环显示三个温度传感器所测得的温度、显示温度传感器2的温度、显示温度传感器3的温度和复位。指导教师意见：1对“文献综述”的评语： 该生在毕业论文开题准备期间，收集资料阅读文献态度认真, 学习积极主动；出勤率较高。想法具备一定创新意识，能提出可行的实现方案；按时完成了文献阅读和毕业设计准备阶段