基于单片机的数字温度计的设计-专业课程设计论文(初稿).pdfVIP

安阳师范学院 物理与电气工程学院课程设计报告 基于单片机的数字温度计的设计 姓 名 肖 歌 （121154037） 霍传冰 （121154016） 郭旭阳 （121154015） 张蓉蓉 （121154045） 专 业 电气工程及其自动化 指导教师 李 建 法 成 绩 日 期 2013.04.24 安阳师范学院 基于单片机的数字温度计的设计 肖 歌 霍传冰 郭旭阳 张蓉蓉 （安阳师范学院 物理与电气工程学院 河南 安阳, 455000） 摘要：本设计以STC89C52单片机为核心的温度控制系统的工作原理和设计方法。温 度信号由温度芯片DS18B20采集，并以数字信号的方式传送给单片机。文中介绍了 该控制系统的硬件部分，包括：温度检测电路、温度控制电路、PC机与单片机串口 通讯电路和一些接口电路 。单片机通过对信号进行相应处理，从而实现温度控制的 目的。 关键词: STC89C52单片机、DS18B20温度芯片、温度控制、串口通讯 引言：温度控制系统广泛应用于社会生活的各个领域 ,如家电、汽车、材料、电力 电子等 ,常用的控制电路根据应用场合和所要求的性能指标有所不同 , 在工业企 业中,如何提高温度控制对象的运行性能一直以来都是控制人员和现场技术人员努 力解决的问题。这类控制对象惯性大,滞后现象严重,存在很多不确定的因素,难以 建立精确的数学模型,从而导致控制系统性能不佳,甚至出现控制不稳定、失控现 象。传统的继电器调温电路简单实用 ,但由于继电器动作频繁 ,可能会因触点不良 而影响正常工作。控制领域还大量采用传统的PID控制方式,但PID控制对象的模 型难以建立,并且当扰动因素不明确时,参数调整不便仍是普遍存在的问题。而采用 数字温度传感器DS18B20，因其内部集成了A/D转换器，使得电路结构更加简单， 而且减少了温度测量转换时的精度损失，使得测量温度更加精确。数字温度传感器 DS18B20只用一个引脚即可与单片机进行通信，大大减少了接线的麻烦，使得单片 机更加具有扩展性。由于DS18B20芯片的小型化，更加可以通过单跳数据线就可以 和主电路连接，故可以把数字温度传感器DS18B20做成探头，探入到狭小的地方， 增加了实用性。更能串接多个数字温度传感器DS18B20进行范围的温度检测。 1.设计原理 根据系统的设计要求，选择DS18B20 作为本系统的温度传感器，选择单片 STC89C52 为测控系统的核心来完成数据采集、处理、显示、报警等功能。选用数字 温度传感器DS18B20，省却了采样／保持电路、运放、数／模转换电路以及进行长 距离传输时的串／并转换电路，简化了电路，缩短了系统的工作时间，降低了系统 的硬件成本。 - 1- 第 页 安阳师范学院 该系统的总体设计思路如下：温度传感器DS18B20 把所测得的温度发送到 STC89C52 单片机上，经过51单片机处理，将把温度在显示电路上显示。 2.元器件功能介绍 2.1DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，它具有微型化、低功耗、 高性能抗干扰能力、强易配处理器等优点，特别适合用于构成多点温度测控系统， 可直接将温度转化成串行数字信号 （按9位二进制数字）给单片机处理，且在同一 总线上可以挂接多个传感器芯片，它具有三引脚TO-92小体积封装形式，温度测量 范围－55～＋125℃，可编程为9～12位A/D转换精度，测温分辨率可达0.0625℃， 被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输