温度计论文
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电子体温计毕业设计篇一:毕业论文-电子体温计设计毕业论文(设计)题目电子体温计(硬件部分)的设计院系专业年级学生姓名学号指导教师电子体温计(硬件部分)的设计电子信息工程专业学生指导教师【摘要】体温计是人们生活中的必不可少的用品。
在现代化的工业生产中,单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研各个领域,已经成为一种有力的工具,本文介绍一种基于单片机控制的电子温度计。
本设计采用电子体温计系统的硬件设计,采用一种新型的可编程温度传感(DS18B20),不需复杂的信号调理电路和A/D转换电路能直接与单片机完成数据采集和处理,实现方便、精度高,性能稳定。
传感器DS18B20接触人体,感应温度后,模数转化后的电信号送入STC89C52单片机,并将其送入LCD1602数码管显示。
它能快速准确地测量人体体温,与传统的水银玻璃体温计相比,具有读数方便,测量时间短,测量精度高,能记忆并有蜂鸣提示的优点。
并且超过预定的温度,回有报警提示。
尤其是电子体温计不含水银,对人体及周围环境无害,特别适合于家庭,医院等场合使用。
【关键词】电子体温计 DS18B20传感器 STC89C52单片机 LCD1602显示屏The Design Of The Electronic ThermometerElectronic And Information Engineering【Abstract】The thermometer is essential necessities in people's lives. In modern industrial production, single-chip technology has spread to the way we live, work, research in various fields, has bexxe a powerful tool, this paper describes a microcontroller-based control of electronic thermometers.This design uses the hardware design of the electronic thermometer system, a new type of programmable temperature sensor , data acquisition and processing does not require xxplicated signal conditioning circuitry and the A / D conversion circuit with a microcontroller, easy to achieve accuracy high and stable performance. Sensor DS18B20 contact with thehuman body, the sensor temperature, the electrical signals into the analog-to-digital conversion STC89C52 microcontroller and into the LCD1602 digital display. It can quickly and accurately measure the body temperature, xxpared with traditional mercury glass thermometer, with the easy reading, short measurement time, high measurement accuracy, memory and Beeper advantages. And exceeds a predetermined temperature, back to the alarm. Electronic thermometer mercury-free, on the human body and ambient sound, especially suitable for families, hospitals and other occasions.【Key words】Digital Thermometer DS18B20 Sensor STC89C52 Microcontroller LCD1602 Display目录绪论 ................................................ (1)1 任务要求 ................................................ (2)2 设计思路 ................................................ (2)3 系统设计 ................................................ (2)4 方案设计与论证 ................................................ (2)5 系统框图 ................................................ (4)6 硬件电路设计 ................................................ .. (4)6.1 传感器电路 ................................................ . (4)6.1.1 DS18B20四个比较重要的主要的数据部件 (4)6.1.2 数字温度传感器DS18B20介绍 (6)6.2 单片机电路 ................................................ (7)6.3 LCD1602显示屏电路 ................................................ .. 116.4 电源模块 ................................................ .. (12)7 PCB电路板的制作 ................................................ (14)8 系统调试与测量 ................................................ .. (14)8.1 系统调试 ................................................ .. (14)8.2 测量数据 ................................................ .. (15)8.3 误差分析 ................................................ .. (16)设计总结 ................................................ . (17)参考文献 ................................................ . (18)致谢 ................................................ . (19)绪论体温测量的历史,最早出现在16世纪。
编号:传感器实训(论文)说明书题目:基于PN结的温度计院(系):应用科技学院专业:电子信息工程摘要温度传感器是实现温度检测和控制的重要器件。
在种类繁多的传感器中,温度传感器是应用最广泛、发展最快的感器之传一。
温度传感器是通过物体随温度变化而改变某种特性来间接测量的。
不少材料、元件的特性都随温度的变化而变化,所以能作温度传感器的材料相当多。
温度传感器随温度而引起物理参数变化的有:膨胀、电阻、电容、而电动势、磁性能、频率、光学特性及热噪声等等。
随着生产的发展,新型温度传感器还会不断涌现。
关键词:温度传感器;ADC0809;单片机;LM358AbstractTemperature sensor is an important temperature measurement and control devices. In a wide variety of sensors, temperature sensors are the most widely used, one of the fastest growing of the sensor. Temperature sensor by an object changes with temperature change some features to indirect measurement. Many materials, device characteristics change with the temperature change, so the material can be quite a lot of temperature sensors. Temperature sensor with temperature changes caused by physical parameters are: expansion, resistance, capacitance, and electromotive force, magnetic, frequency, optical properties and thermal noise and so on. With the development of production, the new sensor will continue to emerge. Key words: Temperature sensor; ADC0809; Soc;LM358目录引言 (1)1.温度传感器的基本概念 (2)1.1温度传感器的定义 (2)1.2温度传感器的物理原理 (2)1.2.1基本物理原理 (2)1.2.2温度传感器应满足的条件 (3)1.3温度传感器的种类及特点 (3)1.3.1接触式温度传感器 (3)1.3.2非接触式温度传感器 (3)1.4温度传感器的主要发展方向 (4)2.整体设计思路 (4)2.1方案设计与论证 (4)2.2 基本设计要求 (4)2.3 系统基本方案 (4)2.4 操作设计 (5)3.主要芯片介绍 (5)3.1 AT89S52介绍 (5)3.1.1主要性能 (5)3.1.2功能特性描述 (5)3.2 A/D0809芯片介绍 (8)3.2.1主要性能 (8)3.2.2功能特性描述 (8)3.3 LM358芯片介绍 (9)3.3.1主要性能 (9)3.3.2功能特性描述 (10)4.硬件电路设计 (11)4.1 ADC0809与MCS-51的接口方法 (11)4.2 硬件原理图 (12)4.3印制电路板PCB图 (13)5.软件设计部分 (14)5.1 程序流程图 (14)5.2 源程序 (14)6.总结 (24)谢辞 (25)参考文献 (26)附录 (27)引言在当今信息化时代发展过程中,各种信息的感知、采集、转换、传输和处理的功能器件--传感器或智能传感器,已经成为各个应用领域中不可缺少的重要技术工具。
基于单片机的数字温度计的设计与实现摘要采用单片机来对他们控制不仅具有控制方便,简单和灵活性大等优点,而且可以大幅度提高被控温度的技术指标,从而能够大大的提高产品的质量和数量。
在生产过程中,为了高效地进行生产,必须对它的主要参数,如温度、压力、流量等进行有效的控制。
传统的测温元件有热电偶和二电阻。
而热电偶和热电阻测出的一般都是电压,再转换成对应的温度,这些方法相对比较复杂,需要比较多的外部硬件支持。
我们用一种相对比较简单的方式来测量。
温度范围为-55~125 ºC,最高分辨率可达0.0625 ºC。
DS18B20可以直接读出温度值,而且采用三线制与单片机相连,减少了外部的硬件电路,具有低成本和易使用的特点。
本文介绍一种基于AT89C51单片机的一种温度测量及报警电路,该电路采用DS18B20作为温度监测元件,测量范围0℃-~+100℃,使用七级数码管LED模块显示,能设置温度报警上下限。
正文着重给出了软硬件系统的各部分电路,介绍了集成温度传感器DS18B20的原理,AT89C51单片机功能和应用,该电路设计新颖、功能强大、结构简单。
关键词:温度测量;DS18B20 ; AT89C51Design of Digital Thermomer Based on SCMABSTRACTControlled by single-chip microcomputer to control not only to them, advantages of simplicity and flexibility, and can significantly increase the temperature specifications, which can significantly increase the quality and quantity of the products. In the process of production, in order to efficiently produce, it must be the main parameters, such as temperature, pressure, flow, and other effective control. Traditional temperature measuring component thermocouple and resistance. Are generally voltage of thermocouple and thermal resistance measured, then converted to the corresponding temperature, these methods are relatively complex and requires more external hardware support. We are in a relatively simple way to measure.-55~125 ºc temperature range, maximum resolution up to 0.0625 ºc. DS18B20 can read temperature value, and wire connected to the microcontroller, reduced external hardware circuits, low cost and ease of use features.The introduction of a cost-based AT89C51 MCU a temperatur measurement circuits, the circuits used DS18B20 high-precision temperatur sensor, measuring scope 0℃-~+100℃,can set the warning limitation, the use of Seven digital tube seven segments LED that can be display the current temperature. The paper focuses on providing a software and hardware system components circuit, introduced the theory of DS18B20, the founctions and applications of AT89C51 .This circuit design innovative, powerful, can be expansionary strong.Keywords:Temperature measurement ;DS18B20 ;AT89C51目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.1.1 国内外现状 (1)1.1.2 课题背景及研究意义 (2)1.2 设计内容及性能指标 (2)1.3 系统概述 (3)1.3.1 系统方案论证与比较 (3)1.3.2 系统设计原理与组成 (5)第二章开发工具Proteus与Keil (6)2.1 Proteus软件 (6)2.1.1 Proteus简介 (6)2.1.2 4大功能模块 (6)2.1.3 Proteus简单应用 (8)2.2 Keil软件 (8)2.2.1 Keil软件简介 (8)2.2.2 Keil软件调试功能 (9)第三章系统硬件设计 (10)3.1 单片机的选择 (10)3.1.1 AT89C51单片机的介绍 (10)3.1.2 AT89C51单片机主要特性 (11)3.2 温度传感器的选择 (13)3.3 硬件电路设计 (17)第四章系统软件设计 (20)4.1 各模块的程序设计 (20)4.2 Protues测温仿真 (25)4.3 系统调试 (28)4.4 结果分析 (30)结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录1 全部程序清单 (34)附录2 系统总体设计图 (41)第一章绪论1.1引言1.1.1 国内外现状温度控制系统在国内各行各业的应用虽然已经十分广泛,但从国内生产的温度控制器来讲,总体发展水平仍然不高,同日本、美国、德国等先进国家相比,仍然有着较大的差距。
基于单片机的数字温度计设计毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名:日期:学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
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对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
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作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
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涉密论文按学校规定处理。
作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日注意事项1.设计(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。
基于单片机的数字温度计设计1引言随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现.能够独立工作的温度检测和显示系统应用于诸多领域。
传统的温度检测以热敏电阻为温度敏感元件。
热敏电阻的成本低,但需后续信号处理电路,而且可靠性相对较差,测温准确度低,检测系统也有一定的误差。
与传统的温度计相比,这里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。
选用AT89C51型单片机作为主控制器件,DSl8B20作为测温传感器通过4位共阳极LED数码管串口传送数据,实现温度显示。
通过DSl8B20直接读取被测温度值,进行数据转换,该器件的物理化学性能稳定,线性度较好,在0℃~100℃最大线性偏差小于0.1℃。
该器件可直接向单片机传输数字信号,便于单片机处理及控制。
另外,该温度计还能直接采用测温器件测量温度,从而简化数据传输与处理过程。
2 系统硬件设计方案根据系统功能要求,构造图1所示的系统原理结构框图。
图1 系统原理结构框图2.1单片机的选择AT89C51作为温度测试系统设计的核心器件。
该器件是INTEL公司生产的MCS一5l系列单片机中的基础产品,采用了可靠的CMOS工艺制造技术,具有高性能的8位单片机,属于标准的MCS—51的CMOS产品。
不仅结合了HMOS的高速和高密度技术及CHMOS 的低功耗特征,而且继承和扩展了MCS —48单片机的体系结构和指令系统。
单片机小系统的电路图如图2所示。
图2 单片机小系统电路AT89C51单片机的主要特性:(1)与MCS-51 兼容,4K 字节可编程闪烁存储器;(2)灵活的在线系统编程,掉电标识和快速编程特性;(3)寿命为1000次写/擦周期,数据保留时间可10年以上;(4)全静态工作模式:0Hz-33Hz ;(5)三级程序存储器锁定;(6)128*8位内部RAM ,32可编程I/O 线;(7)两个16位定时器/计数器,6个中断源;(8)全双工串行UART 通道,低功耗的闲置和掉电模式;(9)看门狗(WDT )及双数据指针;(9)片内振荡器和时钟电路;2.2 温度传感器介绍DS18B20可以程序设定9~12位的分辨率,精度为±0.5°C 。
陕筋瘗工曙整毕业论文(设计)任务书院(系)机械工程学院_________ 专业班级测控092班__________ 学生姓名石涛___________一、毕业论文(设计)题目_________________ 红外人体温度测量系统的设计_________________________二、毕业论文(设计)工作自2012 年11月19 日起至2013 年6月20日止三、毕业论文(设计)进行地点:_________________ 校内_________________________________________四、毕业论文(设计)的内容要求:1、设计课题简介:人体温度是表征人正常生理活动的重要指标之一,也是临床上诊断疾病需要检测的生理指标之一。
普通的体温计虽然可以准确测量人体温度,但测量时间较长,红外温度测量可以实现非接触、短时间准确测量人体温度,尤其适合在人流密度高、流行病高发区使用。
本次设计要求在熟悉目前红外人体温度测量原理基础之上,完成红外人体温度测量系统方案设计,要求方案能够实现连续测量、数据保存、清零、数据检索、测量前校准、超限报警、系统复位等功能,方案整体简便可行;针对制订出的设计方案,完成硬件电路部分设计(包括数据采集部分、信号调理、数字显示部分设计、元器件选型等),并完成相应的图纸和设计说明书(论文),完成专业外文资料翻译任务。
2、设计内容及要求:1).搜集有关资料,撰写毕业设计开题报告。
2).根据现有条件,在充分了解目前红外温度测量原理的基础上提出合理的系统总体设计方案。
3)•拟定红外人体温度测量系统方案,完成相应的设计计算,绘制方案原理图,硬件接线图,软件设计,硬件搭接、系统联调及标定,要求能够正确实现测量功能。
4)设计说明书:1份。
3、设计说明书格式要求:设计说明书应包括:序言、目录、摘要(中英文)、关键词(中英文)、中图分类号、正文(含设计方案论证、设计及其它说明等)、结束语和参考文献等内容,并按照封页、设计任务书、序言、目录、摘要、关键词、正文、结束语、参考文献和封底的顺序装订。
高精度温度测量系统凌琦(自动化与电气工程学院指导教师:潘文诚)摘要:温度测量是工业、农业、国防和科研等部门最普遍的测量项目。
它在工农生产、现代科学研究及高新技术开发过程中也是一个极其普遍而重要的测量参数。
温度测量在保证产品质量,提高生产效率,节约能源,安全生产,促进国民经济发展等诸多方面起到了至关重要的作用。
对于一些对温度测量的精度有一定要求企业和单位来说,但如果直接去购买超高精度的温度测量仪器不仅是浪费资金,更是没有必要。
所以研制和开发具有一定高精度的温度测量仪是非常有必要的。
运用铂电阻和单片机来开发高精度温度测量系统在国内也是有一些单位在研发,但各单位所能达到的测温精度却有很大的差异,毕竟用单片机来开发温度测量系统,对于硬件的设计和软件编程有很高的要求。
可以说,真正通过铂电阻和单片机来实现一定的测温精度并作为一个产品推出的,在国内还是相当少的。
本设计的温度测量系统,测量精度可达到0.03℃,分辨率为0.001℃,可以说在国内同类产品中很少能达到这样的要求,有很好的市场价值。
关键词:温度测量;高精度;单片机Abstract:Temperature measurement is the universal subject for industry, agriculture, Ministry of Defense, scientific research and so on. It’s also a universal and important testing parameter in the development of agriculture, modern scientific research and high and new technology. Temperature measurement plays a very important role in many aspects such as: quality assurances boost productivity, energy conservation, safety in production, promote state economic development. As to some enterprise and public institution who have certain requires for accuracy of temperature measurement, it’s nonsense and waste money to buy the high accuracy temperature measurement equipment. So is necessarily to research and develop the high quality temperature measuring set. There are some institutions in home using platinum resistor and singlechip (MCM) to research and develop high precision temperature measurement system. As the requires for hardware design and software assembler is very high, the precision result differ much. In fact there are few product that use platinum resistor and singlechip (MCM) to control ( reach) accuracy. This design for temperature measurement system is rather advance, the precision can reaches to 0.03℃, resolving capability: 0.001℃.Keywords:temperature measurement;high precision;singlechip1前言在工业、农业、国防和科研各各部门,温度测量是其最普遍的测量项目。
毕业设计论文毕业设计(论文)中文摘要控制系统的设计,对硬件原理图做简洁的描述。
系统程序主要包括主程序、读出温度子程序、温度转换命令子程序、计算温度子程序、显示数据刷新子程序。
软硬件分别调试完成以后,将程序下载入单片机中,电路板接上电源,电源指示灯亮,按下开关按钮,数码管显示当前温度。
由于采用了智能温度传感器DS18B20所以本文所介绍的数字温度计与传统的温度计相比它的转换速率极快,进行读、写操作非常简便。
它具有数字化输出,可测量远距离的点温度。
系统具有微型化、微功耗、测量精度高、功能强大等特点,加之DS18B2C内部的差错检验,所以它的抗干扰能力强,性能可靠,结构简单。
关键词:单片机数字控制温度计DS18B20毕业设计(论文)外文摘要keywords: Single-chip microcomputer, digital control, thermometer, DS18B2C目录1引言 (1)1.1背景 (1)1.2设计的目的和意义 (1)2设计要求与方案论证 (2)2.1设计要求 (2)2.2方案论证 (2)2.3总体设计方案 (3)3硬件设计 (4)3.1 主要元件介绍 (4)3.1.1 主控制器 (4)3.1.2 温度传感器DS18B20 (7)3.2 显示电路 (13)3.3 DS18B20 与单片机的接口电路 (16)3.4 复位电路 (18)4 软件设计 (19)5 调试 (20)5.1 软件调试 (20)5.2 系统调试 (20)5.3 数据检测 (20)总结 (22)致谢 (23)参考文献 (23)1 引言1.1 背景单片机,更确切的应称作微控制器,是20 世纪70年代中期发展起来的一种面向控制的大规模集成电路模块,其特点是功能强大、体积小、可靠性高、价格低廉。
它一面世便在工业控制、数据采集、智能化仪表、机电一体化、家用电器等领域得到广泛应用,极大地提高了这些领域的技术水平和自动化程度。
青岛农业大学毕业论文(设计)题目:数字温度计的设计与实现*名:***学院:理学与信息科学学院专业:电子信息科学与技术班级:2006级01班学号:********指导教师:代爱妮2010年6月13日目录摘要 (1)Abstract (1)前言 (1)1 绪论 (2)1.1 课题背景 (2)1.2 课题研究的目的和意义 (2)1.3 设计的主要任务 (2)2 DS18B20的应用 (4)2.1 温度传感器的发展趋势 (4)2.2 DS18B20数字温度传感器 (4)2.2.1 DS18B20简介 (4)2.2.2 DS18B20内外部结构 (5)2.2.3 DS18B20控制方法 (6)2.3 DS18B20的测温原理 (7)2.4 提高DS18B20测温精度的途径 (7)2.5 注意事项 (8)3 系统电路设计与分析 (9)3.1 系统方案实现论证 (9)3.2 单片机控制部分 (10)3.3 DS18B20部分 (11)3.4 LED数码管显示部分 (13)4 系统实现程序分析 (15)4.1 主程序流程图 (15)4.2 各子程序流程图 (15)4.2.1初始化程序 (15)4.2.2读取温度子程序 (16)4.2.3写流程图 (17)4.2.4读流程图 (18)5 PROTEUS仿真与实现 (20)5.1 PROTEUS仿真过程 (20)5.2 仿真结果 (21)5.3 具体实物图 (21)6 设计总结 (22)致谢: (24)参考文献 (25)附录: (26)数字温度计的设计与实现电子信息科学与技术专业崔新健指导教师代爱妮摘要:温度测量是现代工业测量中的关键技术,应用广泛。
为了实现对温度的精确测量,开发了一种由AT89C51单片机控制的数字温度计。
本系统采用的是美国DALLAS公司生产的单线数字温度传感器DS18B20,相比于其他模拟传感器,DS18B20能够直接输出数字信号,与单片机接线仅需要一条口线,外围电路简单,无需放大电路及A/D转换电路,节省了成本,并且测量精度高。
数字温度计研究与设计论文引言数字温度计是一种现代化的温度测量设备,它可以通过数字显示直观地反映当前的温度值。
在各个领域中,数字温度计被广泛应用于温度的监测与控制,例如气象测量、医疗设备、工业自动化等。
本篇论文旨在研究数字温度计的工作原理、实现方式及其在实际应用中的设计要点等方面内容。
1. 数字温度计的工作原理数字温度计通常采用数字传感器来测量温度值,并通过显示屏以数字形式输出。
它们的工作原理有以下几种常见类型:1.1 热敏电阻温度计热敏电阻温度计采用热敏电阻作为温度传感器。
随着温度的变化,热敏电阻的电阻值也会发生相应变化,通过测量电阻值的变化来确定温度值。
常见的热敏电阻温度传感器有NTC (负温度系数)和PTC(正温度系数)两种类型。
1.2 热电偶温度计热电偶温度计利用由两种不同金属组合而成的热电偶丝产生的热电势来测量温度。
随着温度的变化,热电势也会发生变化,通过测量热电势的变化来推导出温度的值。
热电偶温度计具有广泛的测量范围和快速的响应速度。
1.3 热电阻温度计热电阻温度计利用热敏电阻的电阻随温度变化的特性来测量温度。
它由金属或合金制成,具有较高的精度和稳定性。
常见的热电阻材料有铂金(PT100、PT1000)和镍铬合金。
2. 数字温度计的实现方式数字温度计可以通过多种方式实现,以下是几种常见的实现方式:2.1 单片机实现单片机是一种具有强大的运算能力和IO口的集成电路。
通过将数字传感器连接到单片机的IO口,并编程实现温度的读取和显示功能,可以实现一个简单的数字温度计。
```c #include <stdio.h>// 定义温度传感器引脚 #defineTEMPERATURE_SENSOR_PIN A0void setup() { // 初始化串口 Serial.begin(9600); }void loop() { // 读取温度值 int temperature = analogRead(TEMPERATURE_SENSOR_PIN);// 转换为摄氏度 float celsius = (5.0 * temperature * 100) / 1024;// 打印温度值 Serial.print(。
远距离高精度数字显示温度计设计与总结报告组长:施海驹组员:兰天亮侯丽君刘霞远距离高精度数字显示温度计设计与总结报告摘要:本文主要介绍远距离高精度温度计的设计。
本设计大体分三个模块:测温和发射编码电路、接收解码电路、接收液晶显示电路。
具体工作过程:首先,由DS18b20温度传感器芯片测量当前的温度, 其中DS18b20温度范围为-55~125 ºC,最高分辨率可达0.0625 ºC,可达到设计要求的精度,且采用三线制与单片机相连,减少了外部的硬件电路,具有低成本和易使用的特点。
DS18b20并将进行完A/D转换后温度信息通过信号线送入单片机STC89C52中进行编码,再将温度信息通过2262无线发射出去。
然后,2272无线先接收温度信号,传送到STC89C52单片机中,再对送来的温度进行解码和计算。
最后将温度态通过1602LC显示出来,由于使用无线对温度信息进行发射和接收,可以扩大距离,实现了远距离温度的测量。
在测温的过程中,又用稳压电路来保证测温电路电压的稳定性。
关键词:STC89C52 DS18B20 1602LCD 无线收发引言设计任务:制作一个能够远距离温度的高精度数字显示温度计。
要求测量范围0-50℃,精度±0.2℃。
设计要求:(1)测量范围0-50℃,精度±0.2℃,能够用数字显示;(2)可以采用热电偶、热电阻或其它温度传感器;(3)制作成本小于100元。
设计难点重点:本设计的难点重点:(1)远程测量的实现(2)测量结果达到±0.2℃的高精度实现。
一.各模块电路的方案设计及论证主机控制模块AT89S51与STC89C52都是低功耗、高性能CMOS 8位微控制器,具有8K 在系统可编程Flash 存储器,二者均与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容,硬件电路基本相同,但AT89S51需要把芯片从板子上拿下来,放烧写器上烧写程序,而STC89C52可以在线编程,烧录方便。
基于以上分析,拟定STC89C52作为主机控制部分。
温度采集模块方案一:热敏电阻由于本设计是测温电路,可以使用热敏电阻,热电偶之类的器件,利用其感温效应,将被测温度变化的电压或电流采集过来,进行A/D转换后,就可以用单片机进行数据的处理,在显示电路上,就可以将被测温度显示出来,这种设计需要用到A/D转换电路,其中还涉及到电阻与温度的对应值的计算,感温电路比较麻烦。
而且在对采集的信号进行放大时容易受温度的影响出现较大的偏差。
方案二:温度传感器AD590利用集成温度传感器AD590设计数字温度计,其电路简单,软硬件结构模块化,易于实现。
该数字温度计利用AD590集成温度传感器及其接口电路完成温度的测量并转换成模拟电压信号,经由模数转换器转换成单片机能够处理的数字信号,然后送到单片机中进行处理变换,最后将温度值显示在显示器上。
本设计和方案采用模数转换,硬件电路复杂,软件调试复杂,制作成本高。
故温度计不稳定,精度不高,不适合在高精度场合使用。
方案三:温度传感器DS18B20进而考虑到用带有A/D(模数转换)单片集成的单总线器件DS18B20温度传感器,此传感器可以很容易直接读取被测温度值,无需其他外加电路,精度高,软硬件都可以实现,而且使用单片机的接口便于系统的再扩展,满足设计要求。
它能测量的温度范围为-55~125℃,最大分辨率在0.0625℃。
此传感器测量温度分辨率高、电路简单、可靠,可以再较高环境要求下准确测温。
综上所述:比较以上方案,使用DS18B20设计电路时,电路温度分辨率高、电路简单、可靠,可以再较高环境要求下准确测温,因此,设计时采用方案三。
远程测量模块有线:有线传输,数据的传输是通过有线的模式进行传输的,数据显示的方式是直接在主机上进行显示并查看的,数据的实时性较强。
但这种方式电路接线较为复杂,且需要设定间隔时间,仪器才可按照设定好的间隔时间自动记录数据,较麻烦。
无线:传感器在测量的时候数据是不会进行显示的,而是通过无线的方式将测量的结果传到单片机之中进行分析,在使用时可控制外界的干扰,较为方便。
显示模块方案一:采用三个LED八段数码管分别显示温度的十位、个位和小数位。
数码管具有低能耗,低损耗,寿命长,耐老化,对外界环境要求低。
但LED八度数码管引脚排列不规则,动态显示时要加驱动电路,硬件电路复杂。
方案二:采用带有字库的液晶显示屏。
液晶显示屏(LCD)具有功耗低、轻薄短小无辐射危险,平面显示及影像稳定,不闪烁,可视面积大,画面效果好,抗干扰能力强。
同时,带有字库的液晶显示屏,编程容易,且具有多种功能:光标显示、画面移位、睡眠模式,增加可读性,降低功耗。
最终方案论证与选定根据以上分析,结合器件和设备等因素,确定如下方案:1.采用STC89C52 RC单片机作为控制器,分别对温度采集、LCD显示、无线收发进行控制。
2.温度测量模块采用DS18B20,此器件可实现高分辨率测量,精确测量。
3.远程采用无线收发模块实现4.显示用1602液晶显示器显示测量温度值。
二.电路设计2.1电路设计2.1.1测温和发射编码电路设计:图1为测温系统,DS18b20与STC89C51最小系统相接,DS18b20采用电源供电方式,此时DS18B20的1脚接地,2脚作为信号线,3脚接电源。
此部分是电路的核心部分,系统的控制采用了单片机STC89C52。
单片机STC89C52内部有8KB单元的程序存储器及256字节的数据存储器。
因此系统不必扩展外部程序存储器和数据存储器这样大大的减少了系统硬件部分。
STC89C52主要功能如表1所示。
图1 测温系统电路DS18B20温度传感器可根据实际要求通过简单的编程实现9~12位的数字值读数方式。
此芯片内部结构如图2,DS18B20的性能特点如下:1、独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信;2、多个DS18B20可以并联在惟一的三线上,实现多点组网功能3、无须外部器件;4、可通过数据线供电,电压范围为3.0~5.5V;5、零待机功耗;6、温度以9或12位数字;7、用户可定义报警设置;8、报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度(温度报警条件)的器件;9、负电压特性,电源极性接反时,温度计不会因发热而烧毁,而不能正常工作;当DS18B20处于写存储器操作和温度A/D转换操作时,总线上必须有强的上拉,上拉开启时间最大为10us。
由于单线制只有一根线,因此发送接口必须三态的。
图2 DS18B20内部结构TEMPERATURE DIGITAL OUTPUT(Binary)DIGITAL OUTPUT(Hex)+125℃0000 0111 1101 0000 07D0h+85℃0000 0101 0101 0000 0550h +25.0625℃0000 0001 1001 0001 0191h+10.125℃0000 0000 1010 0010 00A2h+0.5℃0000 0000 0000 1000 0008h0℃0000 0000 0000 0000 0000h-0.5℃1111 1111 1111 1000 FFF8h-10.125℃1111 1111 0101 1110 FF5Eh-25.0625℃1111 1110 0110 1111 FE6Fh -55℃1111 1100 1001 0000 FC90h图3为F05P 与PT2262 配套电路: PT2262 的14 脚TE 端低电平维持的时间必须大于2262 连续发送三组码的周期,2262 的TE 端置高后2262 停止发码,17 脚变为低电平,F05P 进入休眠状态。
2262 的1-8 脚为三态地址编码。
10-13 脚为数据码只有二种状态置高或置低,可以任意设置,2272 的10-13 脚就有对应的输出。
2262 与2272 的地址编码必须一致。
图3 :F05P 与PT2262 配套电路2.1.2接收解码电路:图4为J04V 与PT2272 配套电路:由于J04V 是低功耗低电压超再生接收模块,只消耗0.2mA 的电流,图4 采用4.7K 电阻从5V 取得3.2V 再加220UF 电解电容滤波给J04V 供电,虽然J04V 具有较宽的工作电压范围但电压在3-3.2V 时才具有最佳的经受灵敏度。
接受模块接收到信号之后,将信号输入到单片机内,经过单片机的计算与转换,将温度显示在1602液晶显示器上。
如图5图4:J04V 与PT2272 配套电路图5::单片机与数码管的电路2.1.3接收液晶显示电路:在此次设计中,1602LCD作为显示端,显示由DS18B20采集的数据输入到单片机P3口,通过无线发射接收模块,再由P0口输出到液晶显示模块。
1602硬件接口如图6所示图6:1602字符液晶显示电路接口图字符型液晶显示模块是一种专门用于显示字母、数字、符号等点阵式LCD,目前常用16*1,16*2,20*2和40*2行等的模块。
1602的主要作用是显示ASCII 码字符,因此又被称作"字符型显示器件"。
利用点阵字形特点可自定义汉字字库让其显示汉字。
1602 LCD 基本参数及引脚功能说明1、1602LCD主要技术参数:显示容量:16×2个字符芯片工作电压:4.5—5.5V工作电流:2.0mA(5.0V)模块最佳工作电压:5.0V字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm2、引脚功能说明1602LCD采用标准的14脚(无背光)或16脚(带背光)接口,各引脚接口说明如表二所示:1、1602液晶模块内部的控制器共有11条控制指令,如表三所示:序号指令RS R/W D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D01 清显示0 0 0 0 0 0 0 0 0 12 光标返回0 0 0 0 0 0 0 0 1 *3 置输入模式0 0 0 0 0 0 0 1 I/DS 4 显示开/关控制0 0 0 0 0 0 1 D C B5 光标或字符移位0 0 0 0 0 1 S/C R/L* *6 置功能0 0 0 0 1 DL N F * *7 置字符发生存贮器地址0 0 0 1 字符发生存贮器地址8 置数据存贮器地址0 0 1 显示数据存贮器地址9 读忙标志或地址0 1 BF 计数器地址10 写数到CGRAM或DDRAM 1 0 要写的数据内容11 从CGRAM或DDRAM读数 1 1 读出的数据内容2、1602 读/写时序当 RS=0、RW=0时,为写指令;RS=0、RW=1时,为读指令;RS=1、RW=0时,为写数据;RS=1、RW=1时,为读数据。
1602 LCD 标准字符库1602液晶模块内部的字符发生存储器(CGROM)已经存储了不同的点阵字符图形,这些字符有阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等,每一个字符都有一个固定的代码,其中数字与字母同ASCII码兼容,其内部还有自定义字符(CGRAM),可用于存储自已定义的字符。