数字温度计设计开题报告

河南工业大学 毕业设计（论文）开题报告开题报告 课题名称：数字温度计设计 院 （系） ：信息学院 专业：电子信息工程 学号：200848300225 学生姓名：顾林 指导教师：管 爱 红 2012 年2 月26 日 一、选题依据一、选题依据 1.课题来源 a、电信系 08 级学生毕业设计选题 b、随着单片机技术的不断发展，单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛， 温度传感器 DS18B20 具有性能稳定、灵敏度高、抗干扰能力强、使用方便等优点， 广泛应用于冰箱、空调器、粮仓等日常生活中温度的测量和控制。又随着电子技术 的发展，人们的生活日趋数字化，多功能的数字温度计可以给我们的生活带来很大 的方便；支持“一线总线”接口的温度传感器简化了数字温度计的设计，降低了成 本； 以美国MAXIM/DALLAS半导体公司的单总线温度传感器DS18B20为核心， 以ATMEL 公司的 AT89S52 为控制器设计的 DS18B20 温度控制器结构简单、测温准确、具有一 定控制功能的智能温度控制器。 2课题背景 单片机自问世以来，性能不断提高和完善，其资源又能满足很多应用场合的需 要，加之单片机具有集成度高、功能强、速度快、体积小、功耗低、使用方便、价 格低廉等特点，因此，在工业控制、智能仪器仪表、数据采集和处理、通信系统、 高级计算器、家用电器等领域的应用日益广泛，并且正在逐步取代现有的多片微机 应用系统。单片机的潜力越来越被人们所重视。特别是当前用 CMOS 工艺制成的各 种单片机，由于功耗低，使用的温度范围大，抗干扰能力强，能满足一些特殊要求 的应用场合，更加扩大了单片机的应用范围，也进一步促使单片机性能的发展。而 现在的单片机在农业上页有了很多的应用。随着人们生活水平的不断提高,单片机控 制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中数字温 度计就是一个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、 生活、提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手，一切向着数字化控制， 智能化控制方向发展。 温度是日常生活、工业、医学、环境保护、化工、石油等领域最常用到的 一个物理量。测量温度的基本方法是使用温度计直接读取温度。最常见到得测量温 度的工具是各种各样的温度计，例如：水银玻璃温度计，酒精温度计，热电偶或热 电阻温度计等。它们常常以刻度的形式表示温度的高低，人们必须通过读取刻度值 的多少来测量温度。利用单片机和温度传感器构成的电子式智能温度计就可以直接 测量温度，得到温度的数字值，既简单方便，有直观准确。本设计所介绍的数字温 度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，其输出温度采 用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用，该设计控制器 使用单片机 AT89S51，测温传感器使用 DS18B20，用 3 位共阳极 LED 数码管以串 口传送数据,实现温度显示,能准确达到以上要求。 3.课题研究目的 单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机 系统集成到一个芯片上。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质 量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机了 解计算机原理与结构的最佳选择。而且现在单片机是市场热门的产品，我觉得我们 应该熟悉、学习它。对单片机的进一步学习，使自己能够灵活的应用它。对 C 语言 的有更加深刻的学习。 4.课题的意义 本课题研究的重要意义在于生产过程中随着科技的不断发展，现代社会对各种 信息参数的准确度和精确度的要求都有了几何级的增长，而如何准确而又迅速的获 得这些参数，就需要受制于现代信息基础的发展水平。在三大信息信息采集（即传 感器技术） 、信息传输（通信技术）和信息处理（计算机技术）中，传感器属于信息 技术的前沿尖端产品，尤其是数字温度传感器技术，在我国各领域已经应用的非常 广泛可以说是渗透到社会的每一个领域，与人民的生活和环境的温度息息相关 二、二、研究（设计）实施方案研究（设计）实施方案 1.研究（设计）内容 采用数字式温度传感器为检测器件，进行单点温度检测。用数码管直接显示温度 值，微机系统作为数字温度计的控制系统。 （1）检测的温度范围：0100，检测分辨率 0.5。 （2）用 4 位数码管来显示温度值。 （3）超过警戒值（自己定义）要报警提示。 2拟达到目标 设计出来的电子温度计能够精确的测量出温度值，能够显示 0100的温 度，超过或者低于设定上下线时能够准确的发出警报。 3. 拟解决的关键问题及重点、难点 元件的选用：包括主控制器（单片机） 、显示数码管、温度传感器等。 主板电路的设计： 系统整体硬件电路包括， 传感器数据采集电路， 温度显示电路， 上下限报警调整电路，单片机主板电路等。 研究如何提高测温精度的问题 1、反复比较各元器件的优缺点，使之达到最佳效果； 2、通过整理资料进行比较、分析。 解决如何使电路结构更加简单又有多功能效应的问题 1、使用更加合理的元器件，如支持“一线总线”接口的温度传感器就简化了数 字温度计的设计； 2、查阅相关资料仔细比较分析，拟定最佳效果。 4研究（设计）预期目标（论文、系统等） 通过设计研究这一课题能够更好的利用单片机去实现一些有用的东西，更好的 学习编程语言， 更加了解电路的组成。 同时也更好让自己学会独立自主的学习方法， 以及学会怎么样去很好的做好一件事。 5. 研究（设计）课题进度安排 第一阶段（2011 年 12 月底） ：收集资料，确定选题，撰写、提交毕业设计开题报告。 第二阶段（2011 年 12 月底） ：学习理论知识，进一步确定设计内容和模块。 第三阶段（2012 年 3 月份） ：开始毕业设计，提交初稿。 第四阶段（2012 年 4 月份） ：修改稿完成，提交二稿。 第五阶段（2011 年 5 月份） ：完善毕业设计内容并上交，准备毕业设计答辩。 6. 研究（设计）课题特色 此次的多功能数字温度计不同于以往的传统数字温度计， 它明显改善了数字温度 计的性能，包括温度采集的速度和测量精度大幅度提高，测量温度的范围也得到了 明显的提高。如果继续提高测量精度,可以直接作为工业测温仪器使用，由美国 DALLAS 半导体公司新研制的 DS1624 型高分辨力智能温度传感器， 能输出 13 位二进 制数据，其分辨力高达 0.03125，测温精度为0.2。随着单片机、温度传感器 和数码管显示驱动等技术的不断发展，要实现更加高的精度、显示速率快的数字温 度计将很快能够实现。 三、三、前期工作前期工作 （查阅过的文献资料及调研情况等） 1李朝青.单片机原理及接口技术M.杭州：北京航空航天大学出版社，1998， 42-48. 2李广弟.单片机基础M.北京：北京航空航天大学出版社，1994.12-18. 3阎石.数字电子技术基础（第三版）M. 北京：高等教育出版社，1989，5-9. 4刘高潮.一种实用的多功能数字温度计设计J.电子测量技术, 2007，8-10. 5白泽生. 用 MCS-51 单片机实现温度的检测J.现代电子技术,2005，12-15. 6何立民.单片机应用技术选编M.北京：北京航空航天大学出版社,2004， 56-60. 7杨刚,周群.电子系统设计与实践M.北京：电子工业出版社,2004，24-26. 8张洪润.电子线路与电子技术M，北京：清华大学出版社，2005，20-24. 9王松武.电子创新设计与实践M北京：国防工业出版社，2005，14-19. 10李建忠.单片机原理及应用M.西安： 西安电子科技大学出版社， 2002， 30-34. 四、四、研究基础条件研究基础条件 已有研究、硬件条件、软件条件及其他已有条件 多功能数字温度计是基于 AT89S51 单片的温度测量显示系