学院：通信与信息工程学院
专业： 测控技术与仪器专业
班级： 测控三班
成员： 徐 郡
二〇一四年六月十二日
一、引言
温度是工业控制中主要的被控参数之一，特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中，具有举足重轻的作用。对于不同场所、不同工艺、所需温度高低范围不同、精度不同，则采用的测温元件、测方法以及对温度的控制方法也将不同；产品工艺不同、控制温度
的精度不同、时效不同，则对数据采集的精度和采用的控制算法也不同，因而，对温度的测控方法多种多样。
随着电子技术和微型计算机的迅速发展，微机测量和控制技术也得到了迅速的发展和广泛的应用。利用微机对温度进行测控的技术，也便随之而生，并得到日益发展和完善，越来越显示出其优越性。 作为获取信息的手段——传感器技术得到了显著的进步，其应用领域较广泛。传感器技术已成为衡量一个国家科学技术发展水平的重要标志之一。因此，了解并掌握各类传感器的基本结构、工作原理及特性是非常重要的。
为了提高对传感器的认识和了解，尤其是对温度传感器的深入研究以及其用法与用途，基于实用、广泛和典型的原则而设计了本系统。本系统利用传感器与单片机相结合，应用性比较强，本系统可以作为仓库温度监控系统，如果稍微改装可以做热水器温度调节系统、实验室温度监控系统，以及构成智能电饭煲等等。课题主要任务是完成环境温度监测，利用单片机实现温度监测并通过报警信号提示温度异常。本设计具有操作方便，控制灵活等优点。
本设计系统包括单片机，温度采集模块，显示模块，按键控制模块，报警和指示模块五个部分。文中对每个部分功能、实现过程作了详细介绍。整个系统的核心是进行温度监控，完成了课题所有要求。
二、实验目的和要求
2.1学习DS18B20温度传感芯片的结构和工作原理。
2.2掌握LED数码管显示的原理及编程方法。
2.3掌握独立式键盘的原理及使用方法。
2.4掌握51系列单片机数据采集及处理的方法。
三、方案设计
总体设计方案采用AT89C52单片机作控制器，温度传感器选用DS18B20来设计数字温度计，系统由5个模块组成：主控制器、测温电路、显示电路、控制电路、报警及指示电路。主控制器由单片机AT89C52实现，测温电路由DS18B20温度传感器实现，显示电路由4位L
ED数码管直读显示,，报警指示电路由蜂鸣器和发光二级管构成，控制电路由按键构成。本设计所使用板端连接器的数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确等特点，其输出温度采用数字显示，主要用于对温度的精度要求较高的场所，或科研实验室使用，并且加有报警装置，超过限制温度可发出报警信号，还可以调整报警上下限温度。该设计控制器使用单片机AT89C52，测温传感器使用DS18B20，用4位共阳极LED数码管以I/O口传送数据，实现温度显示，能准确达到以上要求。
四、实验原理
利用温度传感器芯片监测环境温度，将温度信号转换为数字信号传送到单片机内部，单片机通过对温度数据进行处理，利用四位八段数码管显示环境温度，并利用蜂鸣器和发光二极管发出超限警报信号。通过按键操作可以改变报警温度的上下限。
五、材料清单
序号 | 名称 | 型号/规格 | 数量 | 备注 |
1 | 单片机 | STC89C52RC | 钢水净化剂 1 | U1 |
羊毛鞋垫2 | 温度传感器 | DS18B20 | 1 | U2 |
3 | 电阻 | 3KΩ | 5 | R1,R2,R3,R4,R12 |
4 | 100Ω | 4 | R5,R6,R7,R8 |
5 | 10KΩ | 4 | R9,R13,R14,R15 |
6 | 200Ω | 1 | R10 |
7 | 1KΩ | 1 | R11 |
8 | 排阻 | 10K | 1 | RP1 |
导电泡棉的作用9 | 电容 | 30pF | 2 | C1,C2 |
10 | 电解电容 | 22uF | 1 | C3 |
11 | 三极管 | 9013(NPN) | 4 | Q1,Q2,Q3,Q4 |
12 | 8550(PNP)锌合金压铸工艺 | 1 | Q5 |
13 | 发光二极管 | 黄 | 1 | D1 |
14 | 红 | 1 | D2 |
15 | 绿 | 2 | 玻璃退火窑D3,D4 |
16 | 蜂鸣器 | | 1 | BUZ1 |
17 | 按键 | | 4 | S1,S2,S3,S4 |
18 | 晶振 | 11.0592MHz | 1 | X1 |
19 | 四位八段数码管 | XD3941BR-ST | 1 | 显示 |
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