学位论文—基于单片机的温度测量装置设计.doc

课程设计(论文)题目名称基于单片机的温度测量装置课程名称单片机原理及应用学生姓名学号11413040系、专业信息工程系、电子科学与技术指导教师2013年6月30日摘要随着国民经济的发展，人们需要对各中加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中温度进行监测和控制。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。在日常生活及工业生产过程中，经常要用到温度的检测及控制，温度是生产过程和科学实验中普遍而且重要的物理参数之一。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。温度控制在生产过程中占有相当大的比例。温度测量是温度控制的基础，技术已经比较成熟。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。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℃～+120℃，使用数码管模块显示，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。关键字：温度测量；AT89C51；DS18B20目录TOC\o"1-3"\h\z\uHYPERLINK\l"_Toc359759078"1概述1HYPERLINK\l"_Toc359759079"2设计方案1HYPERLINK\l"_Toc359759080"2.1设计目的1HYPERLINK\l"_Toc359759081"2.2设计任务2HYPERLINK\l"_Toc359759082"3系统硬件设计2HYPERLINK\l"_Toc359759083"3.1温度测量电路2HYPERLINK\l"_Toc359759084"3.2A/D转换电路3HYPERLINK\l"_Toc359759085"3.3单片机最小系统4HYPERLINK\l"_Toc359759086"3.4数码管显示电路4HYPERLINK\l"_Toc359759083"3.5报警器电路5HYPERLINK\l"_Toc359759087"4系统软件设计HYPERLINK\l"_Toc359759088"4.1主程序设计5HYPERLINK\l"_Toc359759089"4.2A/D转换子程序设计6HYPERLINK\l"_Toc359759090"4.3显示子程序设计8HYPERLINK\l"_Toc359759092"5性能分析与系统仿真10HYPERLINK\l"_Toc359759093"总结11HYPERLINK\l"_Toc359759094"参考文献12HYPERLINK\l"_Toc359759095"致谢13HYPERLINK\l"_Toc359759096"附录:程序清单141概述随着新技术的不断开发与应用，近年来单片机发展十分迅速，一个以微机应用为主的新技术革命浪潮正在蓬勃兴起，单片机的应用已经渗透到电力、冶金、化工、建材、机械、食品、石油等各个行业。传统的温度采集方法不仅费时费力，而且精度差，单片机的出现使得温度的采集和数据处理问题能够得到很好的解决。温度是工业对象中的一个重要的被控参数。然而所采用的测温元件和测量方法也不相同；产品的工艺不同，控制温度的精度也不相同。因此对数据采集的精度和采用的控制方法也不相同。传统的控制方式以不能满足高精度，高速度的控制要求，如温度控制表温度接触器，其主要缺点是温度波动范围大，由于他主要通过控制接触器的通断时间比例来达到改变加热功率的目的，受仪表本身误差和交流接触器的寿命限制，通断频率很低。近几年来快速发展了多种先进的温度控制方式，如：PID控制，模糊控制，神经网络及遗传算法控制等。这些控制技术大大的提高了控制精度，不但使控制变得简便，而且使产品的质量更好，降低了产品的成本，提高了生产效率。本系统所使用的加热器件是电炉丝，功率为三千瓦，要求温度在400～1000℃。静态控制精度为2.43℃。本设计使用单片机作为核心进行控制。单片机具有集成度高，通用性好，功能强，特别是体积小，重量轻，耗能低，可靠性高，抗干扰能力强和使用方便等独特优点，在数字、智能化方面有广泛的用途。2设计方案2.1设计目的课程设计是在校大学生素质教育的重要环节，是理论与实践相结合的桥梁和纽带。单片机课程设计，要求学生更