基于DS18B20的温度控制系统设计1.docx

东北林业大学综合电子课程设计总 结 报 告设计项目： 基于DS18B20的数字温度计的设计 项目完成人： 指导教师： 学 院： 信息与计算机工程学院 专 业： 电子信息工程2008级2班 2011年7月 10 日综合电子课程设计任务书学生姓名学号专业（班级）08电信2班同组成员设计项目基于DS18B20的数字温度计的设计设计内容本设计利用DS18B20智能温度传感器、DS1302时间基准电路和单片小系统，设计一个数字温度采集系统。人机接口电路的设计：键盘采用独立按键（功能自定义），显示器采用HD7279驱动4位LED显示。主要技术指标和要求测量温度范围：-50℃～150℃；精度：±0.5℃；线性度：±0.3℃；超限报警功能；具有温度和时间显示功能；工作电压：总线供电。设计所用仪器设备单片机小系统；单片机仿真器；高精度温度计；数字万用表；示波器。工作计划1．2011年6月22日：下达课程设计任务书；2．2011年6月23日：撰写开题报告；3．2011年6月25日：开题答辩PPT；4．2011年6月26日 ～6月27日：硬件分析与设计、软件结构化设计；5．2011年6月28日 ～7月1日：电路焊接与组装、软件结构化编程、单元调试、系统联调、撰写课程设计总结报告；6．2011年7月4日: 课程设计结题答辩PPT。参考资料《传感器原理及工程应用》 郁有文，西安电子科技大学出版社，2008.7《MCS-51系列单片机原理与应用》 赵伟，东北林业大学出版社，2007.1《模拟电子技术基础》 童诗白 ，高等教育出版社，2001.1指导教师签子系主任签字 基于DS18B20的数字温度计的设计摘 要本设计以AT89C51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，再由单片机将信号通过数码管显示出来，并有报警提示功能。报告中介绍了该控制系统的硬件部分，包括：温度检测模块、温度控制模块、显示模块和报警模块。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。报告中还重点介绍了软件设计部分，在这里采用模块化结构，主要模块有：数码管显示程序、键盘扫描及按键处理程序、温度信号处理程序。关键词：AT89C51单片机 DS18B20温度芯片 温度控制 串口通讯目录摘要1绪论11.1课题研究的背景和意义11.2本设计的主要要求12系统总体设计方案22.1系统方案选择22.2整体电路设计23硬件系统方案设计33.1DS18B20温度传感器33.2DS18B20供电方式43.3DS18B20测温原理43.4复位电路模块43.5显示电路模块53.6按键电路模块54软件设计65系统调试86分析97结论9参考文献：9附录A10附录B10程序代码：10基于DS18B20的数字温度计的设计绪论课题研究的背景和意义温度是工业生产过程中最普遍、最重要日常检测参数之一。任何物理变化和化学变化的过程都与温度密切相关。温度检测和控制都直接与安全生产、节约能源等技术经济指标相联系。温度测量在工业、民用、军事等领域占着重要的地位，航空、家电、科研等领域都需要温度测试设备，用于测试和确定电工、电子及其它产品及材料进行高温、低温、交变温度或恒定试验的温度环境的变化，判断当检测目标的温度值达到警示条件时发出警告信号。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拓展性。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。本设计的主要要求测量温度范围：-50℃～150℃；精度：±0.5℃；线性度：±0.3℃；超限报警功能；具有温度和时间显示功能；工作电压：总线供电。系统总体设计方案系统方案选择方案