测温系统的开题报告

基于DS18B20多点测温系统仿真设计的开题报告

1.设计（或研究）的依据与意义

21世纪，科学技术的发展日新月异，科技的进步带动了测量技术的发展，现代控制设备的性能和结构发生了翻天覆地的变化。我们已经进入了高速发展的信息时代，测量技术也成为当今科技的一个主流，广泛的深入到眼睛和应用工程的各个领域。

温度是一个和人们生活环境有着密切关系的物理量，也是一种在生产，科研，生活中需要测量和控制的重要物理量，是国际单位制去个基本量之一。温度的变化会给我们的生活，工作，生产等带来重大影响，因此对温度的测量至关重要。其测量控制一般使用各式各样形态的温度传感器，随着现代计算机和自动化技术的发展，作为各种信息的感知，采集，转换，传输相处理的功能器件，温度传感器的作用日显突出，已成为自动检测，自动控制系统和计量测试中不可缺少的重要技术工具，其应用已遍及工农业生产和日常生活的各个领域。

分布式温度传感器在电力工业、煤矿、森林、火灾、高层建筑、航空、航天飞机器等有着重要的应用前景，引起研究人员的广泛关注。近年来，已经有不少分布式温度传感器的报道，包括基于光纤非线性效应的拉曼温度传感器等，但由于器昂贵饿成本而无法得到广泛的应用。本设计使用了美国Dallas半导体公司的新一代数字式温度传感器Dallas，它具有独特的单总线接口方式，即允许在一条信号线上挂接数十个甚至上百个数字温度传感器，从而使温度装置与各传感器的接口变得十分简单，克服了模拟式传感器于微机接口是需要的A\D转换器及其他复杂外围电路的特点。

本设计是以AT89S51单片机作为控制核心，提出了一种基于DS18B20的分布式温度传感器系统，多个温度传感节点通过单总线于单片机相连形成分布式温度传感器系统。单片机通过实施监控温度的变化，通过共阴极数码管显示各个节点温度，当温度值超出允许范围时，报警器开始报警，从而远程实现对整个温度系统的管理和控制。这种分布式温度测量系统具有成本低廉、传感精度高、系统稳定易于管理等优点。

2.国内外同类设计（或同类研究）的概况综述

测量温度的关键是温度传感器，温度传感器的发展经历了2个阶段：模拟集成温度传感器、智能集成温度传感器。目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式、从集成化向智能化、网络化的方向发展。

2.1方案设计

方案一；该方案用单片机，模拟温度传感器AD590，运算放大器，AD转换器，4*4键盘，数码管显示电路，集成功率放大器，报警器组成。

本方案采用模拟温度传感器AD590作为测温元件，传感器将测量的温度变换转换成电流的变化，再通过电路转换成电压的变化，使用运算放大器将信号适当的放大，最好通过模数转换器将模拟信号转换成数字信号，传给单片机，单片机将温度值惊醒处理之后用数码管显示，当温度超过设定值时，系统开始报警。

方案二；该方案使用了AT89S51单片机作为控制核心，以智能温度传感器DS18B20为温度测量元件，采用多个温度传感器对各点温度进行检测，通过4*4键盘模块对正常温度进行设置显示电路采用数码管，使用LM386作为报警电流中的功率放大器。

2.2方案论证

方案一采用模拟温度传感器，转换结果需要经过运算放大器和AD转换器传输送个处理器。他控制虽然简单，但电路发杂，不容易实现对多点温度进行测量和监控。由于采用了多个分力元件和模数转换器，容易出现误差，测量结果不是很准确，因此本方案并不可取。

方案二采用智能温度传感器DS18B20，它直接输出数字量，精度高，电路简单，只需要模拟DS18B20的读写时序，根据DS18B20的协议兑取转换的温度。

此方案硬件电路简单，经济实用。由此可见，该方案具有实用价值，体现了技术的先进性，经济上也没有问题。

综上所述，本课题采用方案二对系统进行设计。

3.课题设计（或研究）的内容

使用AT89S51单片机和DS18B20温度传感器测量出环境的温度，并用LED 数码管显示数值。

使用设定键设定报警温度（此温度要在LED数码管显示），如果测量温度高于设定值，则发出报警信号。

4.设计（或研究）方法

本数字温度计设计采用美国DALLAS半导体公司继DS1820之后推出的一

种改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件，其温度值可以直接被读出来.通过核心器件单片机AT89S51控制温度的显示，用LED数码管显示。

按照系统设计功能的要求，确定系统有5个模块组成：主控制器、温度传感器DS18B20、报警电路、按键预置温度值电路及显示电路。控制器使用AT89S51，温度传感器使用DS18B20，用8位共阴LED数码管以动态扫描法实现温度显示。系统程序主要包括主程序、温度控制子程序及显示子程序等等。