基于单片机的温度监控器的设计--开题报告

1 黄石职业技术学院电子信息工程系 毕业论文 设计 开题报告 论文题目 基于单片机的温度监控器的设计 姓 名 X X X X X X X X X X X X X 学 号 所学专业 应 用 电 子 技 术 班 级 X X X 应 用 电 子 指导教师 Y Y Y Y Y Y Y OO 年 XX 月 OX 日 2 1 1 课题来源及研究的目的和意义 课题来源及研究的目的和意义 课题来源 自选课题 研究目的 温度监控器 可以实现环境温度检测及报警功能 通过EEPROM存储上下限温度数值 温度上下限数值可通过外部按键更改 研究意义 掌握单片机的基本结构和特点 掌握单片机的指令系统和编程方法 掌握 protel keil ISIS 7 Professional等软件的基本使用方法 学会设计和制作电路板 掌握实验 板的调试 通过实验来掌握单片机设计的基本步骤 基本方法和基本使用 为将来电路设计打下基 础 2 2 该方向在目前的研究现状及分析 该方向在目前的研究现状及分析 温度是一种最近基本的环境参数 对于我们来说 不仅仅是一个量的反映 更能直接影响作用到我 们的生活中 人民的生活与环境的温度息息相关 在工业生产过程中需要实时测量温度 在农业生 产中也离不开温度的测量 因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义 测量温度的关键是温 度 测量的精度也越来越被看重 所以高精度温度测量系统的研究就非常有意义 本文温度控制测量的 研究 在工厂生产线上的安全控制都得到了广泛的应用 测量温度的方法很多 按照测量体是否与被测介质接触 可分为接触是测温法和非接触式测温发两 大类哦 温度测量应用中有多种类型的传感器 其中有热敏电阻 热电偶等 热敏电阻由于体积小 重复性好 测量方法简单 所以在一般的测量系统中广泛应用 但是热敏电阻作为传感器的测温系 统需要 A D 准换 信号放大与处理 并且测量精度不高 这也是热敏电阻的缺点 不足 另一种热 电偶传感器 能够检测更宽的温度范围 还具有较高的性价比 而且热电偶的鲁棒性 可靠性和快 速响应时间时期成为各种工作环境下的首要考虑 但是 热电偶传感器也存在一些缺陷 比如线特 性较差 信号电平很低 常常需要放大或高分辨率数据转换器进行处理 随着科学技术的快速发展 特别是现代仪器的发展 微型化 集成化 数字化成为传感器发展的一个重要方向 本文所采用的 DALLAS 公司生产的一种新型温度传感器 DS18B20 其优点集温度测量 A D 转换于一体 测量范围 宽 55 125 精度高达 0 0625C 它采用单总线协议 即与微机接口仅需要占用一个 I O 端口 不 需要任何外部原件 DS18B20 能代替模拟温度传感器和信号处理单元 直接测量温度并以数字信号输 出 9 位数字码串行输出 极大的简化了整体电路 可使整个系统更加小型化 低功耗 由于 DS18B20 来扩展系统 结构简单 抗干扰能力强 适合于恶劣的测量环境 也适用于日常生活和工 农业生产中 有很高的应用前景 在设计中 对于温度监控器 采用了单总线数字温度传感器 DS18B20 双总线 AT24C02 数码管等 和单片机组成的系统 单片机采用 STC89C52 整个系统只有一根信号线与单片机连接 温度传感 器又可直接输出数字信号 故系统电路简单可靠 功耗小 抗干扰能力强 通过键盘调节能改变温 度上下限 调节方便 使用灵活 适用范围广 又由于 DS18B20 精度高 且单片机 STC89C52 系统 价格低廉 结构可靠 所以此系统在人们日常生活 工业生产和科学研究中可以得到广泛推广和应 用 本设计所介绍的温度监控器与传统的温度计相比 具有读数方便 测量范围广 测量准确 其输出 3 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 3 3 主要研究内容 主要研究内容 数码管显示单元 通过8位共阳数码管显示温度信息 包括设定的温度上下限数值和当前温度值 显 示格式如图2所示 3 0 2 3 8 8 2 5 温度上限 30 温度下限 23 全灭 当前温度 25 2 温度测量单元 通过DS18B20数字温度芯片测量环境温度 3 按键控制单元 独立按键S4设定为 加上限 按键 每按下一次 温度上限值增加1 独立按键S5设定为 加下限 按键 每按下一次 温度下限值增加1 独立按键S6设定为 减上限 按键 每按下一次 温度上限值减少1 独立按键 S7 设定为 减下限 按键 每按下一次 温度下限值减少 1 4 EEPROM记录单元 系统通过AT24C02存储温度信息 AT24C02内部存储地址0 x00和0 x01分别存储温度上下限数据信息 温度上下限数据可通过外部按键进行修改 并通过数码管实时显示 数据存储格式如图3所示 图 3 数据存储格式 5 直流电机驱动电路设计 设计一个直流电机驱动电路与单片机 P34 引脚连接 6 温控单元 若当前温度数值超过EEPROM中存储的温度上限数据 通过单片机P34口产生周期为1KHz占空比为 4 30 的PWM信号驱动直流电机工作 待温度恢复到上下限阈值内时 P34口输出高电平 直流电机 停止工作 若当前温度低于EEPROM中存储的温度下限数据 继电器打开 当温度恢复到上下限阈 值内时 继电器自动关闭 7 系统初始状态说明 上 下限温度值需要设定在0 到99 范围内 下限值不大于上限值 系统上电后 从EEPROM 中读取温度上 下限数值 并实时显示当前温度 4 4 研究方案及进度安排 预期达到的目标 研究方案及进度安排 预期达到的目标 研究方案 从 51 单片机的基础知识入门 逐步延伸到系统的设计 制作和测试 技术路线 以理论为基础 以试验为根本 预期达到的目标 通过 EEPROM 存储上下限温度数值 温度上下限数值可通过外部按键更改 5 5 为完成课题已具备和所需的条件 为完成课题已具备和所需的条件 装有 PROTEUS KEIL C51 和串口下载软件的电脑 G2200 单片机实验箱 CT107D 开发板 6 6 预计研究过程中可能遇到的困难和问题以及解决的措施 预计研究过程中可能遇到的困难和问题以及解决的措施 实验过程中遇到的问题 软件编程出现错误 解决的措施 修改程序或重新编写 实验过程中遇到的问题 实验调试出现问题 解决的措施 反复调试 直到成功 5 7 7