基于單片機(jī)的溫度監(jiān)控器的設(shè)計(jì)--開(kāi)題報(bào)告.doc

黃石職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子信息工程系畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開(kāi)題報(bào)告論文題目 基于單片機(jī)的溫度監(jiān)控器的設(shè)計(jì) 姓 名 XXXXXXXXXXXXX 學(xué) 號(hào) 000000000 所學(xué)專業(yè) 應(yīng)用電子技術(shù) 班 級(jí) XXX應(yīng)用電子 指導(dǎo)教師 YYYYYYY OO年 XX 月 OX 日1課題來(lái)源及研究的目的和意義課題來(lái)源：自選課題研究目的：“溫度監(jiān)控器”可以實(shí)現(xiàn)環(huán)境溫度檢測(cè)及報(bào)警功能；通過(guò)EEPROM存儲(chǔ)上下限溫度數(shù)值，溫度上下限數(shù)值可通過(guò)外部按鍵更改。研究意義：掌握單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，掌握單片機(jī)的指令系統(tǒng)和編程方法，掌握protel、keil、ISIS 7 Professional等軟件的基本使用方法，學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)和制作電路板，掌握實(shí)驗(yàn)板的調(diào)試。通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)掌握單片機(jī)設(shè)計(jì)的基本步驟，基本方法和基本使用，為將來(lái)電路設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。2該方向在目前的研究現(xiàn)狀及分析溫度是一種最近基本的環(huán)境參數(shù)，對(duì)于我們來(lái)說(shuō)，不僅僅是一個(gè)量的反映，更能直接影響作用到我們的生活中，人民的生活與環(huán)境的溫度息息相關(guān)，在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中需要實(shí)時(shí)測(cè)量溫度，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也離不開(kāi)溫度的測(cè)量，因此研究溫度的測(cè)量方法和裝置具有重要的意義。測(cè)量溫度的關(guān)鍵是溫度測(cè)量的精度也越來(lái)越被看重。所以高精度溫度測(cè)量系統(tǒng)的研究就非常有意義。本文溫度控制測(cè)量的研究，在工廠生產(chǎn)線上的安全控制都得到了廣泛的應(yīng)用。測(cè)量溫度的方法很多，按照測(cè)量體是否與被測(cè)介質(zhì)接觸，可分為接觸是測(cè)溫法和非接觸式測(cè)溫發(fā)兩大類哦。溫度測(cè)量應(yīng)用中有多種類型的傳感器，其中有熱敏電阻、熱電偶等。熱敏電阻由于體積小，重復(fù)性好，測(cè)量方法簡(jiǎn)單，所以在一般的測(cè)量系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，但是熱敏電阻作為傳感器的測(cè)溫系統(tǒng)需要A/D準(zhǔn)換，信號(hào)放大與處理，并且測(cè)量精度不高，這也是熱敏電阻的缺點(diǎn)、不足。另一種熱電偶傳感器，能夠檢測(cè)更寬的溫度范圍，還具有較高的性價(jià)比。而且熱電偶的魯棒性、可靠性和快速響應(yīng)時(shí)間時(shí)期成為各種工作環(huán)境下的首要考慮。但是，熱電偶傳感器也存在一些缺陷，比如線特性較差，信號(hào)電平很低，常常需要放大或高分辨率數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行處理。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，特別是現(xiàn)代儀器的發(fā)展，微型化、集成化、數(shù)字化成為傳感器發(fā)展的一個(gè)重要方向，本文所采用的DALLAS公司生產(chǎn)的一種新型溫度傳感器DS18B20，其優(yōu)點(diǎn)集溫度測(cè)量、A/D轉(zhuǎn)換于一體，測(cè)量范圍寬-55+125，精度高達(dá)0.0625C。它采用單總線協(xié)議，即與微機(jī)接口僅需要占用一個(gè)I/O端口，不需要任何外部原件DS18B20能代替模擬溫度傳感器和信號(hào)處理單元，直接測(cè)量溫度并以數(shù)字信號(hào)輸出（9位數(shù)字碼串行輸出）極大的簡(jiǎn)化了整體電路，可使整個(gè)系統(tǒng)更加小型化、低功耗。由于DS18B20來(lái)擴(kuò)展系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)，適合于惡劣的測(cè)量環(huán)境，也適用于日常生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，有很高的應(yīng)用前景。在設(shè)計(jì)中，對(duì)于溫度監(jiān)控器，采用了單總線數(shù)字溫度傳感器DS18B20、雙總線AT24C02、數(shù)碼管等和單片機(jī)組成的系統(tǒng)，單片機(jī)采用STC89C52。整個(gè)系統(tǒng)只有一根信號(hào)線與單片機(jī)連接，溫度傳感器又可直接輸出數(shù)字信號(hào)，故系統(tǒng)電路簡(jiǎn)單可靠，功耗小，抗干擾能力強(qiáng)，通過(guò)鍵盤調(diào)節(jié)能改變溫度上下限，調(diào)節(jié)方便，使用靈活，適用范圍廣。又由于DS18B20精度高，且單片機(jī)STC89C52系統(tǒng)價(jià)格低廉，結(jié)構(gòu)可靠，所以此系統(tǒng)在人們?nèi)粘Ｉ睢⒐I(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中可以得到廣泛推廣和應(yīng)用。本設(shè)計(jì)所介紹的溫度監(jiān)控器與傳統(tǒng)的溫度計(jì)相比，具有讀數(shù)方便，測(cè)量范圍廣，測(cè)量準(zhǔn)確，其輸出溫度采用數(shù)字顯示，主要用于對(duì)測(cè)溫比較準(zhǔn)確的場(chǎng)所，或科研實(shí)驗(yàn)室使用。3主要研究?jī)?nèi)容. 數(shù)碼管顯示單元 通過(guò)8位共陽(yáng)數(shù)碼管顯示溫度信息，包括設(shè)定的溫度上下限數(shù)值和當(dāng)前溫度值，顯 示格式如圖2所示： 3 0 2 3 8 8 2 5 溫度上限 30 溫度下限 23 全滅 當(dāng)前溫度 25 2. 溫度測(cè)量單元 通過(guò)DS18B20數(shù)字溫度芯片測(cè)量環(huán)境溫度。 3. 按鍵控制單元 獨(dú)立按鍵S4設(shè)定為“加上限”按鍵；每按下一次，溫度上限值增加1； 獨(dú)立按鍵S5設(shè)定為“加下限”按鍵；每按下一次，溫度下限值增加1； 獨(dú)立按鍵S6設(shè)定為“減上限”按鍵；每按下一次，溫度上限值減少1； 獨(dú)立按鍵S7設(shè)定為“減下限”按鍵；每按下一次，溫度下限值減少1。4. EEPROM記錄單元 系統(tǒng)通過(guò)AT24C02存儲(chǔ)溫度信息，AT24C02內(nèi)部存儲(chǔ)地址0x00和0x01分別存儲(chǔ)溫度上下限數(shù)據(jù)信息；溫度上下限數(shù)據(jù)可通過(guò)外部按鍵進(jìn)行修改，并通過(guò)數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式如圖3所示：圖3. 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式5. 直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)一個(gè)直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路與單片機(jī)P34引腳連接。6. 溫控單元若當(dāng)前溫度數(shù)值超過(guò)EEPROM中存儲(chǔ)的溫度上限數(shù)據(jù)，通過(guò)單片機(jī)P34口產(chǎn)生周期為1KHz占空比為30%的PWM信號(hào)驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)工作。待溫度恢復(fù)到上下限閾值內(nèi)時(shí)，P34口輸出高電平，直流電機(jī)停止工作 若當(dāng)前溫度低于EEPROM中存儲(chǔ)的溫度下限數(shù)據(jù)，繼電器打開(kāi)，當(dāng)溫度恢復(fù)到上下限閾值內(nèi)時(shí)，繼電器自動(dòng)關(guān)閉。7. 系統(tǒng)初始狀態(tài)說(shuō)明 上、下限溫度值需要設(shè)定在0到99范圍內(nèi)，下限值不大于上限值。系統(tǒng)上電后， 從EEPROM 中讀取溫度上、下限數(shù)值，并實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前溫度。4研究方案及進(jìn)度安排，預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)研究方案：從51單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)入門，逐步延伸到系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制作和測(cè)試。技術(shù)路線：以理論為基礎(chǔ)，以試驗(yàn)為根本。預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)：通過(guò)EEPROM存儲(chǔ)上下限溫度數(shù)值，溫度上下限數(shù)值可通過(guò)外部按鍵更改。5為完成課題已具備和所需的條件裝有PROTEUS、KEIL C51和串口下載軟件的電腦 G2200單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱，CT107D開(kāi)發(fā)板6預(yù)計(jì)研究過(guò)程中可能遇到的困難和問(wèn)題以及解決的措施實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題：軟件編程出現(xiàn)錯(cuò)誤解決的措施：修改程序或重新編寫實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題：實(shí)驗(yàn)