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毕业设计（论文）题目摘 要【从这里键入摘要内容。字体和格式均不需要修改。页面格式已经设置完毕(小四号宋体)。】扼要概括毕业设计（论文）主要设计了什么内容，如何设计的，设计效果如何。语言精练、明确，语句流畅。中文摘要约300个汉字，关键词要反映毕业设计说明书（论文）的主要内容，数量一般为3-5个。关键词：关键词1，关键词2，关键词3，关键词4，关键词5页眉设置：洛阳理工学院毕业设计（论文）页码设置：前言之前部分用I，编号 从前言开始用阿拉伯数字1，2，3编号，前言为第1页 英文题目ABSTRACT【从这里键入英文摘要内容】英文摘要须与中文摘要内容相对应，英文摘要约250个实词；关键词要反映毕业设计说明书（论文）的主要内容，数量一般为3-5个。KEY WORDS: 关键词1，关键词2，关键词3，关键词4，关键词55目录第1章 绪 论11.1温度控制系统设计的背景、发展历史及意义11.2 本设计的应用及意义11.3游泳池保温控制系统完成的功能1第2章 系统总体方案32.1方案一：用热敏电阻采集温度数据32.2方案二：采用DS18B20采集温度数据3第3章 DS18B20温度传感器简介83.1 温度传感器的历史及简介83.2 DS18B20的工作原理83.2.1 DS18B20工作时序83.3 DS18B20的测温原理103.3.1 DS18B20的测温原理:103.3.2 DS18B20的测温流程12第4章 单片机接口设计134.1 设计原则134.2 引脚连接134.2.1 晶振电路134.2.2 串口引脚134.2.3 其它引脚14第5章 系统整体设计155.1系统硬件电路设计155.1.1主板电路设计155.1.2各部分电路15参考文献19致谢19 第1章 绪论1.1温度控制系统设计的背景、发展历史及意义 随着社会的发展，科技的进步，以及测温仪器在各个领域的应用，智能化已是现代温度控制系统发展的主流方向。特别是近年来，温度控制系统已应用到人们生活的各个方面，但温度控制一直是一个未开发的领域，却又是与人们息息相关的一个实际问题。针对这种实际情况，设计一个温度控制系统，具有广泛的应用前景与实际意义。温度是科学技术中最基本的物理量之一，物理、化学、生物等学科都离不开温度。在工业生产和实验研究中，像电力、化工、石油、冶金、航空航天、机械制造、粮食存储、酒类生产等领域内，温度常常是表征对象和过程状态的最重要的参数之一。比如，发电厂锅炉的温度必须控制在一定的范围之内；许多化学反应的工艺过程必须在适当的温度下才能正常进行；炼油过程中，原油必须在不同的温度和压力条件下进行分馏才能得到汽油、柴油、煤油等产品。没有合适的温度环境，许多电子设备就不能正常工作，粮仓的储粮就会变质霉烂，酒类的品质就没有保障。因此，各行各业对温度控制的要求都越来越高。可见，温度的测量和控制是非常重要的。单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛，在很多的电子产品中也用到了温度检测和温度控制。随着温度控制器应用范围的日益广泛和多样，各种适用于不同场合的智能温度控制器应运而生。近年来，人类的生产和生活方式发生了巨大的变化，产生这一变化的重要原因就是计算机技术的飞速发展。第一台计算机诞生至今仅仅几十年的时间，计算机的性能已经大大提高，价格不断的下降，从而使之可以迅速而广泛地应用于人类的生产和生活的各个领域。然而游泳池的温度控制的发展无疑得益于计算机技术的发展。1.2 本设计的应用及意义本设计以保质、节能、安全和方便为基准设计了一个游泳池保温控制器，根据需要进行相应的数据分析和处理，由此完成对游泳池水温的采样和控制。通过本设计掌握使用高级语言对单片机编程技术以及一线总线制在单片机方面的应用及用单片机进行对继电器的控制，从而控制大功率的加热设备，提高实际工作技能。本设计以单片机为核心的温度采集与控制系统的研发与应用，在很大程度上提高了生产、生活中对游泳池温度的控制水平。1.3游泳池保温控制系统完成的功能本设计是对游泳池温度进行实时监测与控制，设计的温度控制系统实现了基本的温度控制功能：当温度低于设定下限温度时，系统自动按程序设计的顺序启动继电器使热水器对游泳池水进行加温，使温度上升，同时指示加温的红灯亮起。当温度上升到下限温度以上时，按顺序停止热水器加温；当温度达到设定温度时，系统停止加温，同时红等熄灭。温度在上下限温度之间时，执行机构不执行。两个数码管即时显示温度，精确到整数位。第2章 系统总体设计2.1方案一：用热敏电阻采集温度数据测温电路的设计，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D转换电路，感温电路比较麻烦。虽然这种用热敏电阻为主要测温元件的测温电路可满足40摄氏度至90摄氏度测量范围，但热敏电阻精度、重复性、可靠性较差，对于检测1摄氏度的信号是不适用的。而且使用热敏电阻，需要用到十分复杂的算法，一定程度上增加了软件实现的难度。所以本设计不使用该方案。2.2方案二：采用DS18B20采集温度数据考虑使用温度传感器，结合单片机电路设计，采用一只DS18B20温度传感器，直接读取被测温度值，并把温度信号转换成数字量，通过单片机AT89C2051读取处理送入七段数码管显示，AT89C2051单片机根据采集的温度数据，按程序要求控制继电器的关闭和开启，使热水器启动实现对游泳次进行保温的效果。使用DS18B20测温，测温电路简单，测温精度高，但DS18B20初始化程序比较复杂，可以说是以复杂的程序换来简单的电路。比较上述两种方案，方案2改善了方案1的不足及缺点，并具有控制简单、控制温度精度高的特点所以我们采用方案二，单总线DS18B20，硬件简单，精度高，设计中容易实现。在本系统的电路设计方框图如图2-1所示，它由三部分组成:A控制部分主芯片采用单片机AT89C2051；B显示部分采用两位共阳七段数码管以动态扫描方式实现温度显示；C温度采集部分采用DS18B20温度传感器。 单 片 机DS18B20七段数码管显示温度指示灯加热继电器图21总体设计方案2.2.1控制部分单片机AT89C2051提供以下标准功能：2k字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM,15个I/O口线，两个16位定时/计数器，一个5向两级中断结构，一个全双工串口通信口，内置一个精密比较器，片内振荡器及时钟电路，同时，AT89C2051可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但震荡器停止工作并禁止它所有的部件工作直到下一个硬件复位。2.2.2显示部分显示电路采用两位位共阳七段数码管，从P1口送数，P3口扫描。2.2.3温度采集部分DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温。这一部分主要完成对温度信号的采集和转换工作，由DS18B20数字温度传感器及其与单片机的接口部分组成。数字温度传感器DS18B20把采集到的温度通过数据引脚DQ脚传到单片机的P3.7口，单片机接受温度并存储。此部分只用到DS18B20和单片机，硬件很简单。A.DS18B20的性能特点如下3：a.独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；b.多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能；c.无须外部器件；d.可通过数据线供电，电压范围为3.05.5V；e.零待机功耗；f.温度以3位数字显示；g.用户可定义报警设置；h.报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件；i.负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作；B.DS18B20的内部结构DS18B20采用3脚PR35封装，如图2-2所示；DS18B20的内部结构，如图2-3所示。图22 DS18B20封装图23 DS18B20内部结构C.DS18B20内部结构主要由四部分组成4：a.4位光刻ROM。开始8位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号，共有48位，最后8位是前56位的CRC校验码，这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信的原因3。64位闪速ROM的结构如下表：表21 ROM结构8b检验CRC48b序列号8b工厂代码（10H） MSB LSB MSB LSB MSB LSBb.非挥发的温度报警触发器TH和TL，可通过软件写入用户报警上下限值。c.高速暂存存储，可以设置DS18B20温度转换的精度。DS18B20温度传感器的内部存储器还包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的EEPRAM。高速暂存RAM的结构为8字节的存储器，结构如表2-2所示。头2个字节包含测得的温度信息，第3和第4字节TH和TL的拷贝，是易失的，每次上电复位时被刷新。第5个字节，为配置寄存器，它的内容用于确定温度值的数字转换分辨率。DS18B20工作时寄存器中的分辨率转换为相应精度的温度数值。它的内部存储器结构和字节定义如表2-3所示。低5位一直为，TM是工作模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式。DS18B20出厂时该位被设置为0，用户要去改动，R1和R0决定温度转换的精度位数，来设置分辨率,如表2-4。表22 DS18B20内部存储器结构Byte0温度测量值LSB（50H）Byte1温度测量值MSB（50H）EEPROMByte2TH高温寄存器-TH高温寄存器Byte3TL低温寄存器-TL 低温寄存器Byte4配位寄存器-配位寄存器Byte5预留（FFH）Byte6预留（0CH）Byte7预留（IOH）Byte8循环冗余码校验（CRC）表23 DS18B20字节定义TMR1R011111由表2-4可见，分辨率越高，所需要的温度数据转换时间越长。因此，在实际应用中要将分辨率和转换时间权衡考虑。高速暂存RAM的第6、7、8字节保留未用，表现为全逻辑1。第9字节读出前面所有8字节的CRC码，可用来检验数据，从而保证通信数据的正确性。当DS18B20接收到温度转换命令后，开始启动转换。转换完成后的温度值就以16位带符号扩展的二进制补码形式存储在高速暂存存储器的第1、2字节。单片机可以通过单线接口读出该数据，读数据时低位在先，高位在后，数据格式以0.0625LSB形式表示。当符号位S0时，表示测得的温度值为正值，可以直接将二进制位转换为十进制；当符号位S1时，表示测得的温度值为负值，要先将补码变成原码，再计算十进制数值。 表1.2是一部分温度值对应的二进制温度数据。表24 DS18B20温度转换时间表R1R0分辨率/位温度最大转向时间/ms00993.750110187.510113751112750表25一部分温度对应值表温度/二进制表示十六进制表示+1250000 0000 1111 101000FAH+250000 0000 0011 00100032H+0.50000 0000 0000 00010001H00000 0000 0000 00000000H-0.51111 1111 1111 1111FFFFH-251111 1111 1100 1110FFCEH-551111 1111 1001 0010FF92Hd.CRC的产生 在64 b ROM的最高有效字节中存储有循环冗余校验码（CRC）。主机根据ROM的前56位来计算CRC值，并和存入DS18B20中的CRC值做比较，以判断主机收到的ROM数据是否正确。另外，由于DS18B20单线通信功能是分时完成的，它有严格的时隙概念，因此读写时序很重要。系统对DS18B20的各种操作按协议进行。操作协议为：初使化DS18B20（发复位脉冲）发ROM功能命令发存储器操作命令处理数据。 12洛阳理工学院毕业设计（论文）第3章 硬件设计3.1 硬件选型 3.1.1 3.1.2 3.2 硬件电路设计（按模块）13 第4章 软件设计4.1 系统流程（流程图）4.1.1 4.1.2 4.2 14第5章 仿真结果5.1 5.1.1 5.1.2 5.2 5.2.1 5.2.2 16结论（心得体会）【结论两字格式不需修改。直接在标题下空一行添加内容即可。】结论是对整个研究工作进行归纳和综合而得出的总结，对所得结果与已有结果的比较和课题尚存在的问题，以及进一步开展研究的见解与建议。结论要写得概括、简短。参考文献【参考文献格式不需做改变，标题下空一行写】【列入主要参考文献15或20篇以上。参考文献一律要求是经公开出版、发表的著作或期刊（论文）。参考文献统一用阿拉伯数字进行自然编号，序码用方括号括起。文中引用的参考文献按文中出现的顺序编号，文中没有引用的文献排列在后面。】参考文献中著录格式要求：期刊序号 作者.题名.刊名，出版年份，卷号（期号），起止页码专著序号 作者.书名.版本（第1版不标注）.出版地：出版者，出版年：起止页码论文集序号 作者.题名.论文集名.出版地，出版年：起止页码毕业论文序号 作者.题名：毕业论文（英文用Dissertation）.保存地点：保存单位，年份，起止页码专利序号 专利申请者.题名.国别，专利文献种类，专利号出版日期技术标准序号 起草责任者.标准代号.标准顺序号发布年.标准名称.出版地：出版者，出版年度以下是参考文献样例1 郑人杰. 计算机软件测试技术. 北京: 清华大学出版社, 1992 2 Wolf W, 孙玉芳等译. 嵌入式计算系统设计原理. 北京: 机械工业出版社, 2002 3 郝跃, 马佩军, 张卫东. 功能成品率估算的缺陷特征参数提取法. 电子学报, 2000, 28(8): 76-784 罗建林. 汉语形式语法中的空位和非常序. 见：陈力为主编. 计算语言学研究与应用. 北京: 北京语言学院出版社，1993. 1-85 Patterson D A & Hennessy J L. 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