数字温度计-答辩

1、高精度数字温度计的制作答 辩 人： 学 号：专 业：指导老师：论文的结构和主要内容第1章 前言第2章 基于DS18B20数字温度计设计的可行性分析第3章 系统硬件的设计第4章 系统的软件设计第5章 仿真与综合调试系统的背景及意义系统背景传统的温度检测以热敏电阻为温度传感元件。电路复杂，可靠性相对较差，测温准确度低。与传统的温度计相比，本设计的数字温度计具有读数方便，测温范围广，测温精确，数字显示，适用范围宽等特点。意义通过本课题的研究使我对计算机控制系统有一个全面的了解、掌握了常规控制算法的使用方法、掌握简单微型计算机应用系统软硬件的设计方法，进一步锻炼了在微型计算机应用方面的实际工作能力。方

2、案设计设计：利用热电效应技术制成的温度检测元件，对于单片机系统，采用8051外接程序存储器。特点：需要用到A/D转换电路，感温电路的设计比较麻烦。电路复杂，且芯片已经停产。设计：利用DS18B20温度传感器作为温度检测元件，在单片机系统的选择上，采用AT89S52单片机。特点：电路比较简单，软件设计也比较容易。方案一方案一方案二方案二系统总体设计框图核心处理器的设计AT89S52的引脚图AT89S52的主要特性（1）与MCS-51单片机产品兼容；（2）8K字节在系统可编程Flash存储器；（3）1000次擦写周期；（4）全静态操作：0Hz-33MHz；（5）三级加密程序存储器；（6）32个可编

3、程I/O口线；（7）三个16位定时器/计数器；（8）六个中断源；（9）低功耗空闲和掉电模式；（10）掉电后中断可唤醒；（11）看门狗定时器；（12）双数据指针；（13）掉电标识符。温度采集电路的设计VDD：可选电源脚，电源电压范围35.5V。当工作于寄生电源时，此引脚必须接地。DQ：数据输入/输出脚。漏极开路，常态下高电平。GND：为电源地。温度传感器温度传感器DS18B20DS18B20引脚引脚引脚功能说明：引脚功能说明：温度采集电路的设计DS18B20 的性能特点如下：（1）独特的单线接口方式；（2）支持多点组网功能；（3）在使用中不需要任何外围元件；（4）适应电压范围更宽；（5）测温范围

4、-55125；（6）零待机功耗；（7）可编程的分辨率为912位，可实现高精度测温；（8）测量结果直接输出数字温度信号，具有极强的抗干扰纠错能力；（9）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。温度采集电路的设计DS18B20测温原理图温度采集电路的设计图中低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器1，高温度系数晶振随温度变化其震荡频率明显改变，所产生的信号作为减法计数器2的脉冲输入，图中还隐含着计数门，当计数门打开时，DS18B20就对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲后进行计数，进而完成温度测量。DS18B20DS18B20测温原理

5、测温原理温度采集电路的设计温度采集电路温度采集电路温度传感器与单片机的连接温度传感器与单片机的连接DS18B20温度传感器的单总线(1-Wire)与单片机AT89S52的P1.7连接。DSl8B20与单片机的接口电路如图：温度显示电路显示电路采用4个共阴极LED数码管，从P1口并行输出温度段码，用P3.0P3.3四个端口输出选择脉冲，控制数码管的点亮。其具体电路图如图所示：系统软件设计软件设计关键在于DS18B20的使用。DS18B20属于单线式器件，它在一根数据线上实现数据的双向传输，这就需要一定的协议，来对读写数据提出严格的时序要求，而AT89S52单片机并不支持单线传输，因此必须采用软件

6、的方法来模拟单线的协议时序。仿真与综合调试启动Proteus软件，单击挑选元件按钮，在元件库中选出所需元器件，绘制仿真原理图，然后仿真。仿真图1 -50.0仿真与综合调试启动Proteus软件，单击挑选元件按钮，在元件库中选出所需元器件，绘制仿真原理图，然后仿真。仿真图片2 110.0仿真与综合调试启动Proteus软件，单击挑选元件按钮，在元件库中选出所需元器件，绘制仿真原理图，然后仿真。仿真图3 12.8综合测试与调试调试 对于整个系统的调试是将温度传感器置于被测的温度环境中，接通系统电源，系统开始运行，将显示的温度与实际的被测温度相比较。持续一段时间，在不同的时间点记录温度读数，再与该时

7、刻实际温度值相比较，结果显示温度同实际温度间的误差小0.1，满足系统设计要求。以上过程通过多次反复检测系统均运行正常、稳定。系统基本上完全实现了预订的功能。综合测试与调试结论本设计介绍了基于DS18B20的数字温度计的工作原理及实现过程，本人在这几个月的时间内阅读大量有关数字温度计原理及设计的相关资料，设计了系统所需的电路原理图及实现采集与显示功能的软件程序，完成了基于DS18B20的数字温度计的设计。设计中采用最常用的单片机AT89S52作为主控模块，单总线数字温度传感器DS18B20用来测量温度，温度数据采用数码管LED显示。本设计的特点是构成系统的硬件器件少，操作简单，数据处理功能强。感谢给我授课的全体老师，从他们那里吸取了丰富的知识营养和分析解决问题的思路和方法。感谢我的导师解