多点温度测量系统(附件)【字数：10668】
摘 要随着社会的发展和工业技术的改革和升级，温度对我们来说非常重要，许多产品对温度范围要求很严格，而目前市场上普遍存在的温度检测仪器大都是单点测量，同时有温度传递不迅速、精度不够的缺点，不利于工业制造根据温度变化而及时作出决定。在这样的形式下，必须开发一种能够同时测量多点温度，并且实时性高、精度高，能够综合处理多点温度信息的测量的系统。本课题以AT89C51单片机系统为核心，能对多点的温度进行实时巡检。DS18B20是一种可组网的高精度数字式温度传感器，其具有单总线的独特优点，可以使用户轻松地组建起传感器网络，并可使多点温度测量电路变得简单、可靠。多点温度测量系统功能达到课题的要求。本文结合实际实践与测量，先介绍DS18B20与DS1820的性能特点，之后介绍DS18B20数字温度传感器在单片机下的硬件设计连接与软件编程，并给出软件流程图。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题意义 1
1.2 课题任务 2
第二章 基础系统概要 4
2.1 单片机简介 4
2.2 AT89C51介绍 4
2.2.1 AT89C51的结构 4
2.2.2 单片机执行命令的过程 5
2.2.3 单片机的特点 6
2.3 数字温度传感器DS18B20 6
2.3.1 分析DS1820与DS18B20的特性 6
2.3.2 DS18B20温度传感器 7
第三章 多点温度的设计方案与选择 9
3.1 方案设计 9
3.2 方案改进 10
第四章 基础电路的设计 11
4.1系统电路设计 11
4.2 按键电路设计 12
4.3 显示电路设计 12
4.4 测温电路设计 13
4.5 报警电路 13
4.6 直流稳压电路简单设计 14
第五章 多点测量程序的设计 15
5.1软件开发的工具选择 15
5.2 主程序设计 15
5.3 DS18B20驱动函数模块设计 16
第六章 多点温度仿真 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
情况和实际操作 17
6.1 仿真图与仿真操作 17
6.2 实物以及实物操作 19
第七章 系统调试 21
7.1 调试 21
7.2 结果 21
结束语 22
致 谢 23
参考文献 24
附件A 25
附件B 26
第一章 绪论
1.1 课题意义
在如今的社会上，温度就跟我们的衣食住行一样重要。我们什么都离不开温度，这是为什么呢？很简单，人体的正常温度36度左右，如果高出很多，或者低了很多，人就会感到不适，甚至是会死亡。所以这样一来，温度才是当今社会不可忽视的问题。如今因为工业和人的生存所产生的废料或者垃圾，使地球在慢慢的向败坏的一面推进，全球变暖更进一步把人类推向灭绝的边缘。当然我也无法靠自己去改变世界，我也想不出好的办法解决全球变暖等气候问题。但由此可见温度是对于我们人类的发展起着至关重要的作用，如果我们能控制温度，那我们就能完成很多在特定温度下才能完成的工作。如今社会的迅速发展，控制温度也变得完全不稀奇，甚至是家常便饭，比如空调，微波炉，冰箱等等。今天我做的课题就是围绕温度展开，基于自己的水平，我所要做的是多点温度测量的课题。这个课题就是实时监控多点的温度，对于温度的汇报，让人去宏观直接的去了解温度，对于工业来说，不管是炼钢，炼铁，还是炼金都是要看温度才能完成。所以如何去测量温度呢？当然不能用手去测量高温，所以就有了传感器。
我的这篇多点温度测量的论文，所依靠的正是传感器。所有的温度测量都是靠它来完成。而我用的是最新型的温度传感器DS18B20来完成。首先介绍一下传感器的发展史。
传感器若从时间的发展，大概可以分成为三大阶段。
第一个阶段：模拟集成温度传感器阶段（举例：AD590、AD592、TMP17等）。在这个阶段里，因为人类才刚接触温度传感器，处于一个摸索的状态，也不懂什么器件对温度最灵敏，就用集成工艺为手段再用由硅来制成的半导体为材料来完成。所以称之为硅传感器或者集成温度传感器，这是传感器最早的模型，因为这种传感器功能单一，只好去测量温度，所以测量相对比较准确而且误差小，不仅体积小巧，还能远距离操控，因为传感器本身结构简单，外围外接的电路不复杂，便宜耐用。所以到如今社会，这种温度传感器也是十分广泛的被应用到方方面面。
第二个阶段：模拟集成温度控制器阶段（举例：LM56、AD22105等）。这种阶段就是在第一阶段的传感器加上一个控制器。在模拟集成传感器上加上了一个温度控制的开关用来开启和关闭传感器，还有一个可编程的温度控制器，这样也大大减小的人的工作量，更多的让电脑让机器去完成操作。
第三个阶段：智能温度传感器阶段。通俗而言，这种阶段是科技发展的创新，更加扩大了传感器的功能和智能化。给人类带来了更大的便利同时，也能完成人类所不能完成的大数据分析与工作。智能温度传感器大概在1990年左右就被人发明出来，那时候称之为数字温度传感器。它是由微电子，自动检测还有计算机这三种技术组合而成，正是这三种技术的结晶成果。真因为有了数字温度传感器，人们开始更多科技化的研究，也给其他领域提供的便利与参考。因为智能温度传感器里包含了太多东西，所以在温度传感器领域，A/D转换领域以及信息控制领域都有所影响。之所以有这么大的，这么深远的影响，是因为这些都是它包含的部件，它是由这些部分组合而成。当然还有些更加先进的传感器还配备了中央处理器，多路选择器等等。这些无非就是扩大了它的功能，也是对传感器的多样化，全面化打下基础。而做了这么多的硬件上的升级与软件上的升级，其实更多的也是为了让智能温度传感器适配各种微控制器，根据输出温度数据和温度控制量，而马上推算出控制器，给出相应的反应，这也就是智能化的便捷，省心省力。
时间更替，更新换代是必然的，不管什么都需要与时俱进。所以温度传感器在进入2000年也就是21世纪，温度传感器发生了重大的转换。我们的目标和目的不仅仅是测温，而是在测温的同时要保证精度的高和准确，反应速度要快，功能要全面要强大，而且在可靠性和安全方面更是重中之重，因为社会发展向高科技化发展不能允许有一点点错误，稍有差池带来的连锁反应是无法估量的，是十分可怕的事情。所以目前市场上传感器的竞争就是根据这几点来衡量，要做到最好才有更好的市场需求。将来可以好不夸张的说，互联网化是必然的，因为便捷因为快速，所以传感器也要向着这个方向发展，比如网络传感器和虚拟传感器，这些都是高科技，普通人也用不上。目前市场上的都是普遍的单点测量和多点测量温度仪表，单点温度测量仪器居多，比较常见的就是体温计，当然这里面居多的是水银温度计，但还有模拟集成温度传感器。工业中常用的就是热电偶温度传感器，因为测量范围大而且精度高，范围在200摄氏度到800摄氏度之间，精度在0.001和0.1之间。而多点温度测量为什么在生活工业中不那么普遍，因为科技受限，要多点就难免在精度上有所欠缺，所以多点温度在精度上不如单点温度而且多点温度测量应用在工业上工程庞大，消耗的资金也是无法估量的。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 课题意义 1
1.2 课题任务 2
第二章 基础系统概要 4
2.1 单片机简介 4
2.2 AT89C51介绍 4
2.2.1 AT89C51的结构 4
2.2.2 单片机执行命令的过程 5
2.2.3 单片机的特点 6
2.3 数字温度传感器DS18B20 6
2.3.1 分析DS1820与DS18B20的特性 6
2.3.2 DS18B20温度传感器 7
第三章 多点温度的设计方案与选择 9
3.1 方案设计 9
3.2 方案改进 10
第四章 基础电路的设计 11
4.1系统电路设计 11
4.2 按键电路设计 12
4.3 显示电路设计 12
4.4 测温电路设计 13
4.5 报警电路 13
4.6 直流稳压电路简单设计 14
第五章 多点测量程序的设计 15
5.1软件开发的工具选择 15
5.2 主程序设计 15
5.3 DS18B20驱动函数模块设计 16
第六章 多点温度仿真 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
情况和实际操作 17
6.1 仿真图与仿真操作 17
6.2 实物以及实物操作 19
第七章 系统调试 21
7.1 调试 21
7.2 结果 21
结束语 22
致 谢 23
参考文献 24
附件A 25
附件B 26
第一章 绪论
1.1 课题意义
在如今的社会上，温度就跟我们的衣食住行一样重要。我们什么都离不开温度，这是为什么呢？很简单，人体的正常温度36度左右，如果高出很多，或者低了很多，人就会感到不适，甚至是会死亡。所以这样一来，温度才是当今社会不可忽视的问题。如今因为工业和人的生存所产生的废料或者垃圾，使地球在慢慢的向败坏的一面推进，全球变暖更进一步把人类推向灭绝的边缘。当然我也无法靠自己去改变世界，我也想不出好的办法解决全球变暖等气候问题。但由此可见温度是对于我们人类的发展起着至关重要的作用，如果我们能控制温度，那我们就能完成很多在特定温度下才能完成的工作。如今社会的迅速发展，控制温度也变得完全不稀奇，甚至是家常便饭，比如空调，微波炉，冰箱等等。今天我做的课题就是围绕温度展开，基于自己的水平，我所要做的是多点温度测量的课题。这个课题就是实时监控多点的温度，对于温度的汇报，让人去宏观直接的去了解温度，对于工业来说，不管是炼钢，炼铁，还是炼金都是要看温度才能完成。所以如何去测量温度呢？当然不能用手去测量高温，所以就有了传感器。
我的这篇多点温度测量的论文，所依靠的正是传感器。所有的温度测量都是靠它来完成。而我用的是最新型的温度传感器DS18B20来完成。首先介绍一下传感器的发展史。
传感器若从时间的发展，大概可以分成为三大阶段。
第一个阶段：模拟集成温度传感器阶段（举例：AD590、AD592、TMP17等）。在这个阶段里，因为人类才刚接触温度传感器，处于一个摸索的状态，也不懂什么器件对温度最灵敏，就用集成工艺为手段再用由硅来制成的半导体为材料来完成。所以称之为硅传感器或者集成温度传感器，这是传感器最早的模型，因为这种传感器功能单一，只好去测量温度，所以测量相对比较准确而且误差小，不仅体积小巧，还能远距离操控，因为传感器本身结构简单，外围外接的电路不复杂，便宜耐用。所以到如今社会，这种温度传感器也是十分广泛的被应用到方方面面。
第二个阶段：模拟集成温度控制器阶段（举例：LM56、AD22105等）。这种阶段就是在第一阶段的传感器加上一个控制器。在模拟集成传感器上加上了一个温度控制的开关用来开启和关闭传感器，还有一个可编程的温度控制器，这样也大大减小的人的工作量，更多的让电脑让机器去完成操作。
第三个阶段：智能温度传感器阶段。通俗而言，这种阶段是科技发展的创新，更加扩大了传感器的功能和智能化。给人类带来了更大的便利同时，也能完成人类所不能完成的大数据分析与工作。智能温度传感器大概在1990年左右就被人发明出来，那时候称之为数字温度传感器。它是由微电子，自动检测还有计算机这三种技术组合而成，正是这三种技术的结晶成果。真因为有了数字温度传感器，人们开始更多科技化的研究，也给其他领域提供的便利与参考。因为智能温度传感器里包含了太多东西，所以在温度传感器领域，A/D转换领域以及信息控制领域都有所影响。之所以有这么大的，这么深远的影响，是因为这些都是它包含的部件，它是由这些部分组合而成。当然还有些更加先进的传感器还配备了中央处理器，多路选择器等等。这些无非就是扩大了它的功能，也是对传感器的多样化，全面化打下基础。而做了这么多的硬件上的升级与软件上的升级，其实更多的也是为了让智能温度传感器适配各种微控制器，根据输出温度数据和温度控制量，而马上推算出控制器，给出相应的反应，这也就是智能化的便捷，省心省力。
时间更替，更新换代是必然的，不管什么都需要与时俱进。所以温度传感器在进入2000年也就是21世纪，温度传感器发生了重大的转换。我们的目标和目的不仅仅是测温，而是在测温的同时要保证精度的高和准确，反应速度要快，功能要全面要强大，而且在可靠性和安全方面更是重中之重，因为社会发展向高科技化发展不能允许有一点点错误，稍有差池带来的连锁反应是无法估量的，是十分可怕的事情。所以目前市场上传感器的竞争就是根据这几点来衡量，要做到最好才有更好的市场需求。将来可以好不夸张的说，互联网化是必然的，因为便捷因为快速，所以传感器也要向着这个方向发展，比如网络传感器和虚拟传感器，这些都是高科技，普通人也用不上。目前市场上的都是普遍的单点测量和多点测量温度仪表，单点温度测量仪器居多，比较常见的就是体温计，当然这里面居多的是水银温度计，但还有模拟集成温度传感器。工业中常用的就是热电偶温度传感器，因为测量范围大而且精度高，范围在200摄氏度到800摄氏度之间，精度在0.001和0.1之间。而多点温度测量为什么在生活工业中不那么普遍，因为科技受限，要多点就难免在精度上有所欠缺，所以多点温度在精度上不如单点温度而且多点温度测量应用在工业上工程庞大，消耗的资金也是无法估量的。
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