温度巡检仪设计毕业论文

 2021-04-16 01:04

摘 要

温度巡检仪能够实现在安全生产、物品质量、生产速度、能源节能等方面的技术指标,在工农业生产中具有良好的应用前景。

数字温度计与传统的温度计比较,具有读数便捷、测量温度范围广和精确高等优点。温度传感器DS18B20与传统的温度计相比,大大减少了繁琐的系统硬件电路的设计,使系统更加便捷和简洁。DS18B20传感器的发展前景一片光明,在多点长距离传送和高温报警方面有很大的开发价值。

本课题介绍了基于单片机的八路温度巡检系统的设计方案。系统由DS18B20和AT89C52为核心组成,它可以对八路温度的信号实现实时在线智能巡回检测,同时具有温度检测、温度显示和报警功能。系统结构简易,精准度高,使用便捷而且应用面广泛。该仪表的工作原理主要是:DS18B20在不同的点测量温度,然后把温度信号传送到单片机里去,单片机对信号进行处理,然后与事先设置好的温度进行比较,同时发送到LCD液晶上显示,如果检测到的温度高于或低于设置好的温度上限或者下限时,系统会发出警报。

关键词:单片机;温度巡检;DS18B20

Temperature inspection device design

ABSTRACT

The temperature inspection instrument can realize the technical index in the aspects of safety production, the quality of the goods, the production speed, the energy saving and so on, and has the good application prospect in the industrial and agricultural production.

Digital thermometer compared with the traditional thermometer, with a convenient reading, measuring a wide range of temperature and precision and so on. Temperature sensor DS18B20 compared with the traditional thermometer, greatly reducing the cumbersome system hardware circuit design, the system more convenient and simple. DS18B20 sensor development prospects of a bright, multi-point long-distance transmission and high temperature alarm has great development value.

This paper introduces the design scheme of eight-way temperature inspection system based on single-chip microcomputer. System consists of DS18B20 and AT89C52 as the core, it can be eight-way temperature signal to achieve real-time intelligent intelligent tour inspection, but also has temperature detection, temperature display and alarm function. System structure is simple, high precision, easy to use, wide range of applications. The working principle of the instrument is: DS18B20 in different points to measure the temperature, and then send the temperature signal to the microcontroller, the microcontroller to deal with the signal, and then set the temperature in advance to compare, and sent to the LCD LCD display, If the detected temperature is above or below the set upper temperature limit or lower limit, the system will issue an alarm.

Key words: single chip; temperature inspection; DS18B20

目 录

1. 概述 - 1 -

1.1 研究背景 - 1 -

1.2 研究现状 - 1 -

1.2.1 国外研究现状 - 1 -

1.2.2 国内研究现状 - 2 -

1.3 研究目的 - 2 -

1.4 研究意义 - 3 -

1.5 研究内容 - 3 -

1.6 本章小结 - 4 -

2. 系统方案设计 - 5 -

2.1 总体要求 - 5 -

2.2 设计方案 - 5 -

2.3 方案选择 - 6 -

2.4 本章小结 - 7 -

3 硬件电路设计 - 8 -

3.1 系统总体设计 - 8 -

3.2 系统各功能模块电路设计 - 8 -

3.2.1 电源电路模块 - 8 -

3.2.2 AT89C52单片机系统模块 - 9 -

3.2.3 LM016L液晶显示模块 - 12 -

3.2.4 DS18B20温度采集模块 - 13 -

3.2.5 蜂鸣器报警模块 - 17 -

3.3 本章小结 - 18 -

4. 软件设计 - 19 -

4.1 编程语言选择 - 19 -

4.1.1 汇编语言 - 19 -

4.1.2 C语言 - 19 -

4.2 软件选择 - 20 -

4.2.1 Keil uVision4 - 20 -

4.2.2 Altium Designer - 20 -

4.3 总体设计 - 21 -

4.3.1 主程序设计 - 21 -

4.3.2 温度子程序 - 22 -

4.3.3 显示子程序 - 24 -

4.4 系统调试 - 24 -

4.5 本章小结 - 25 -

5 系统仿真 - 26 -

5.1 Proteus原理图绘制 - 26 -

5.2 仿真结果 - 28 -

5.3 本章小结 - 30 -

结论 - 31 -

致谢 - 32 -

参考文献 - 33 -

附录A:仿真图 - 35 -

附录B:原理图 - 36 -

附录C:程序 - 37 -

1. 概述

1.1 研究背景

在当今工业化日趋发展的过程中,电流、电压、温度都是常用的参数,在诸多领域中,人们都需要对温度进行检测和控制。但是在实际的生产过程中,温度的测量环境一般比较恶劣,经常伴有撞击力或高温气体的高速流动,这将导致测量难度变得十分困难。许多工业产品对温度范围要求非常严格,因为对温度控制的好坏直接会影响到产品质量的高低。因此在生产中,不仅要求测量出温度,还要求当温度超过预定值时,系统会进行报警。

随着科技发展和自动化技术的进步,温度传感器作用日益突出,是自动检测、自动控制系统中不可缺失的重要工具。但是传统温度检测大多以热敏电阻为传感器,其存在可靠性差、测量温度准确率低、温度信息传递不及时、精度不够等缺点,而且必须经过专门的接口电路转换成数字信号才能进行,不方便控制者根据温度的变化及时做出改变。

针对此现状,本文设计了一种由单片机控制的智能温度采集与显示系统。它以AT89C52单片机为核心,实现对温度信号的采集和显示。在温度信号的采集方面,利用数字温度传感器自身的特征和功能来完成对温度的采集,数字温度传感器DS18B20可以直接读出被测物体的温度。本设计利用AT89C52单片机的强大功能和可扩充性为后盾,可实现对某一路温度和温度的上下限进行有效的控制与输出,具有结构简单、价格低廉、易于操作及系统扩展、性价比高等特点。

1.2 研究现状

1.2.1 国外研究现状

DS18B20是美国DALLAS半导体公司推出的一种智能温度传感器。它的本身具有A/D转换的功能,可以简化硬件电路设计。DS18B20完成9位的数字量大概需要93.75ms,完成12位的大致需要750ms。从DS18B20读取和写入信息只需要一根口线读写,而且总线能够向DS18B20供电,因此原则上不需要外加电源。

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