智能温度计的设计文献综述.doc

4智能温度计的设计文献综述1.前言：单片机是指芯片本身，而单片机系统是为实现某一个控制应用需要由用户设计的，是一个围绕单片机芯片而组建的计算机应用系统，这是单片机应用系统。单片机开发系统是指单片机开发调试的工具。单片机自问世以来，性能不断提高和完善，其资源又能满足很多应用场合的需要，加之单片机具有集成度高、功能强、速度快、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉等特点，因此，在工业控制、智能仪器仪表、数据采集和处理、通信系统、高级计算器、家用电器等领域的应用日益广泛，并且正在逐步取代现有的多片微机应用系统。单片机的潜力越来越被人们所重视。特别是当前用CMOS工艺制成的各种单片机，由于功耗低，使用的温度范围大，抗干扰能力强、能满足一些特殊要求的应用场合，更加扩大了单片机的应用范围，也进一步促使单片机性能的发展。而现在单片机在农业上也有了很多的应用。温度是日常生活、工业、医学、环境保护、化工、石油等领域最常遇到的一个物理量。测量温度的基本方法是使用温度计直接读取温度。最常见到的测量温度的工具是各种各样的温度计，例如，水银玻璃温度计，酒精温度计，热电偶或热电阻温度计等。它们常常以刻度的形式表示温度的高低，人们必须通过读取刻度值的多少来测量温度。利用单片机和温度传感器构成的电子式智能温度计就可以直接测量温度，得到温度的数字值，既简单方便，又直观准确。2.正文：采用单总线数字温度传感器DS18B20测量温度，直接输出数字信号。便于单片机处理及控制，节省硬件电路。且该芯片的物理化学性很稳定，此元件线形性能好，在0100时，最大线形偏差小于1摄氏度。DS18B20的最大特点之一采用了单总线的数据传输，由数字温度计DS1820和微控制器AT89S52构成的温度测量装置，它直接输出温度的数字信号到微控制器。每只DS18B20具有一个独有的不可修改的64位序列号，根据序列号可访问不同的器件。这样一条总线上可以挂接多个DS18B20传感器，实现多点温度测量，轻松的组建传感网络。DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现912位的数字值读数方式。DSI8B20的主要性能特点如下:.具有独特的单线接口方式，DS18B20与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。.在使用中不需要任何外围元件。.可用数据线供电，电压范围为3.05.5V。测温范围为-55+125，测温分辨率为0.5。.通过编程可实现912位的数字读数方式。.用户可自己设定非易失性的报警上下门限值，并支持多点组网功能，多个Dsl8B20可以并联在唯一的三线上来实现多点测温。.具有独特的负压特性，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。DS18B20的测温原理：低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小，故可用于产生固定频率的脉冲信号给减法计数器1，高温度系数晶振随温度变化，其振荡频率会有明显改变，其所产生的信号可作为减法计数器2的脉冲输人。隐含着的计数门可在打开时，使DS18B20对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲进行计数，进而完成温度测量。计数门的开启时间由高温度系数振荡器决定，每次测量前，首先将-55所对应的基数分别置人减法计数器1和温度寄存器中，以使测量时减法计数器1和温度寄存器被预置在-55所对应的一个基数值。减法计数器l可对低温度系数晶振所产生的脉冲信号进行减法计数，当减法计数器l的预置值减到0时，温度寄存器的值将加1，此后减法计数器l的预置将重新被装人，此后减法计数器卫重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到减法计数器2计数到0时，系统将停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度。斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于修正减法计数器的预置值，只要计数门未关闭，系统就会重复上述过程，直到温度寄存器达到被测温度值。另外，由于DSI8B20的单线通信功能是分时完成的，它有严格的时隙概念，因此，其读写时序很重要。对DS18B20的各种操作都必须按协议进行。操作协议为:初始化DSI8B20(发复位脉冲)发ROM功能命令发存储器操作命令斗处理数据DS18B20的各种操作的时序I到均与DS1820相同。采用液晶显示器件，液晶显示平稳、省电、美观，更容易实现题目要求，对后续的功能兼容性高，只需将软件作修改即可，可操作性强，也易于读数，采用RT1602 两行十六个字符的显示，能同时显示日期、时间、星期、温度。在实际电路中，P2与RT1602的D0-D7相接，R/W与单片机的WR相连接，RS与单片机的RD相接，E与单片机的T1相接，控制RT1602的显示。DS1302是DALLAS公司推出的涓流充电时钟芯片，内含有一个实时时钟/日历和31字节静态RAM，通过简单的串行接口与单片机进行通信。实时时钟/日历电路提供秒、分、时、日、月、年的信息，每月的天数和闰年的天数可自动调整，时钟操作可通过AM/PM指示决定采用24或12小时格式，DS1302与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信，仅需用到三个口线：（1）RES复位；（2）I/O数据线；（3）SCLK串行时钟。时钟RAM的读/写数据以一个字节或多达31个字节的字符组方式通信。本系统中用到八个按键，用P1的8个I/O口接8个独立式按键即可满足需要，软件消抖处理，准确判断去执行相应的程序。3.总结：本课程设计叙述了智能温度计的设计，包括硬件组成和软件的设计，该系统在硬件设计上主要是通过温度传感器对温度进行采集，把温度转换成变化的电压，然后由放大器将信号放大，通过A/D转换器，MC14433将模拟温度电压信号转化为对应的数字温度信号电压。其硬件设计中最为核心的器件是单片机89C51，它一方面控制A/D转换器实现模拟信号到数字信号的转换，另一方面，将采集到的数字温度电压值经计算机处理得到相应的温度值，送到LED显示器，以数字形式显示测量的温度。整个系统的软件编程就是通过汇编语言对单片机MT89C51实现其控制功能。整个系统结构紧凑，简单可靠，操作灵活，功能强大，性能价格比高，较好的满足了现代农业生产和科研的需要。通过本次的设计，参考了大量的资料，让我认识到了单片机功能的强大，让我学到了很多，受益匪浅！4.参考文献：1 李广弟.朱月秀.冷祖祁单片机基础.北京航空航天大学出版社.2 沈克永.罗中华单片机原理与应用.人民邮电出版社.3 邹振春.王宗和单片机实训.高等教育出版社.4 周志德.单片机原理及应用.高等教育出版社.5 黄友锐.单片机原理及应用.合肥工业大学出版社.6 王琼.单片机原理及应用.合肥工业大学