基于PROTUES的多点测温设计

基于PROTUES的多点测温设计
基于PROTUES的多点测温设计

摘要

环境温度对工业、农业、商业和人们的日常生活都有很大的影响,而温度的测量也就成为人们生产生活中一项必不可少的工作。传统的测温仪测量费时,准确度也较低,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,其输出温度采用数字显示。

本文介绍了PROTEUS软件进行单片机系统开发的过程,并在PROTEUS 环境下完成了基于DS18B20 的多路温度采集系统的仿真设计。该系统可以完成温度的测量和显示以及限报警等功能。本研究证明,在PROTEUS环境下可以完成单片机系统的硬件设计和软件调试,测试系统的性能,在实际应用中可以降低设计成本,缩短开发周期,提高效率。

关键词:单片机;DS18B20;PROTEUS;多点数字温度计

Abstract

The ambient temperature has a great impact on industry, agriculture, business and people's daily lives, and temperature measurement has become an essential work for people to produce life. Traditional thermometer measuring time-consuming,accuracy is also low,digital thermometer compared with the traditional thermometer,with easy reading,temperature wide range, accurate temperature measurement, the output temperature digital display.

The development of MCU system includes hardware designs and software designs. The traditional method is directly use simulators to test on hardware. Hardware circuits need to be changed and retested when hardware circuits do not meet the requirements of the design. By using PROTEUS , the simulation and design of MCU systems can be realized , by which the design costs can be much more decreased , development cycles could be shorted too , and efficiency is enhanced. Under the PROTUER circumstances, this paper successful finished the simulation and design of 4-channel temperature acquisition system based on PROTUES, which tested the advantages of the development of MCU system based on PROTUES.

Key words: MCU; DS18B20; PROTEUS; Multi-point digital thermometer

目录

第1章概述 (4)

1.1 选题背景 (4)

1.2课题相关技术的发展 (4)

1.3课题研究的必要性 (5)

1.4 课题研究的内容 (5)

1.5 编译开发软件 (5)

1.6 PROTEUS仿真软件 (6)

第2章系统总体方案设计 (8)

2.1引言 (8)

2.2系统概述 (8)

2.3硬件电路介绍 (8)

2.3.1单片机 (8)

2.3.2复位电路 (9)

2.3.3时钟振荡电路 (10)

2.3.4显示电路 (11)

2.3.5数字温度传感器DS1621 (12)

第3章系统软件设计 (14)

3.1温度检测程序 (15)

3.2 LCD显示模块程序 (16)

3.3报警模块程序 (18)

第4章系统调试与仿真 (19)

4.1 程序编译 (19)

4.2 Proteus原理图绘制 (19)

4.3仿真结果 (22)

4.4总结 (23)

结论 (24)

参考文献 (25)

致谢 (26)

附录 (26)

第1章概述

单片机是一种集成电路芯片,现代人类生活中所用的几乎每件有电子器件的产品中都会集成有单片机。手机、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电子产品中都含有单片机。现代工业设计快速发展对产品的设计研发需求越来越大,质量要求越来越高。电子设计自动化(electronic design automatic,EDA)技术则解决了上述的问题。

本设计采用的Proteus软件是英国Lab Center Electronics公司出版的EDA工具软件。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及外围器件。它是目前比较好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步,但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。它具有仿真与分析功能,可将产品开发中存在的问题消灭在萌芽中;从而减少开发风险;软硬件的交互仿真与测试大大减少后期测试工作量;便利项目管理与团队开发等优点。

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。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益突出,尤其是多点测温已经成为自动检测、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。本设计就是为了满足人们在生活生产中对多点温度测量系统方面的需求。

1.1 选题背景

本文将从PROTEUS软件与多点测温系统的设计出发,通过对该技术发展状况的了解,以及课题本身的需要,指出研究基于PROTEUS软件的多点测温系统的设计与实现的必要性。

1.2课题相关技术的发展

当今电子产品正向功能多元化,体积最小化,功耗最低化的方向发展,单片机的大量应用使产品的性能提高,体积缩小,功耗降低。同时广泛运用现代计算机技术,提高产品的自动化程度和竞争力,缩短研发周期。EDA技术正是为了适应现代电子技术的要求,吸收众多学科最新科技成果而形成的一门新技术。

英国Labcenter公司开发的电路分析与仿真软件Proteus自1989 年问世至

今,经历了近20年的发展历史,功能得到了不断的完善,性能越来越好,全球的用户也越来越多。PROTEUS之所以在全球得到应用,原因是它具有自身的特点和结构。PROTEUS电子设计软件由原理图输入模块(简称ISIS)、混合模型仿真器、动态器件库、高级图形分析模块、处理器仿真模型及PCB板设计编辑(简称ARES)六部分组成,具有系统的测试简便、交互仿真、硬件设计的改动容易等优点。

本设计利用PROTEUS软件进行硬件仿真,并在电脑上直接得到仿真结果结果。许多人在学习单片机时是直接利用硬件进行学习,耗时费力,且花费昂贵,往往一个步进电机或者一个传感器就价格不菲,还有损坏的风险。而利用PROTEUS就能避免这些问题。它具有易学,方便,新颖,有趣,直观,设计与实验项目成功率高,理论与实践结合紧密,不受硬件限制等特点,并且它还具有开放的界面,丰富的元件库等优良性能,应用非常方便。因此,本设计的实验结果采用PROTEUS实现。

1.3课题研究的必要性

本文主要是对多点测温系统进行设计和研究,主要利用单片机、DS18B20温度传感器进行对四个点的温度测量,利用LCD1602液晶显示屏直观的显示出来,具有上下限的温度报警功能。并利用Keil软件对单片机程序进行编译,并在PROTEUS软件里进行仿真,分析多点测温系统的优势。

1.4 课题研究的内容

本设计主要研究基于PROTEUS仿真模拟的多点测温系统,要求对4个温度不同的点进行测量,并用LCD1602液晶在显示屏同时显示出来,四个测温点可以设定温度报警的最高值和最低值,当任意一检测点的温度超过限额的温度就会进行报警。

1.5 编译开发软件

Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统,与汇编相比,C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势,因而易学易用。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案,通过一个集成开发环境(uVision)将这些部分组合在一起。

Keil C51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具,全Windows

界面。另外重要的一点,只要看一下编译后生成的汇编代码,就能体会到Keil C51生成的目标代码效率非常之高,多数语句生成的汇编代码很紧凑,容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。下面详细介绍Keil C51开发系统各部分功能和使用。

C51工具包的整体结构,uVision与Ishell分别是C51 for Windows和for Dos的集成开发环境(IDE),可以完成编辑、编译、连接、调试、仿真等整个开发流程。开发人员可用IDE本身或其它编辑器编辑C或汇编源文件。然后分别由C51及C51编译器编译生成目标文件(.OBJ)。目标文件可由LIB51创建生成库文件,也可以与库文件一起经L51连接定位生成绝对目标文件(.ABS)。ABS文件由OH51转换成标准的Hex文件,以供调试器dScope51或tScope51使用进行源代码级调试,也可由仿真器使用直接对目标板进行调试,也可以直接写入程序存贮器如EPROM中。

Keil的优点在于Keil C51生成的目标代码效率非常之高,多数语句生成的汇编代码很紧凑,容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。

并且与汇编相比,C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势,因而易学易用。用过汇编语言后再使用C来开发,体会更加深刻。Keil C51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具,全Windows界面。

1.6 PROTEUS仿真软件

本次设计使用的是Proteus 仿真软件。Proteus 是英国Labcenter 公司开发的电路分析与仿真软件,用于仿真、分析各种模拟器件和集成电路,该软件的特点是:

1、实现了单片机仿真和Spice电路仿真相结合。具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232动态仿真、I2C 调试器、SPI 调试器、键盘和LCD系统仿真的功能;有各种虚拟仪器,如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。

2、支持主流单片机系统的仿真。目前支持的单片机类型有:68000 系列、8051系列、A VR 系列、PIC12 系列、PIC16 系列、PIC18 系列、Z80 系列、HC11 系列以及各种外围芯片。

3、提供软件调试功能。在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能,同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态,因此在该软件仿真系统中,也必须具有这些功能; 同时支持第三方的软件编译和调试环境, 如Keil等软件。

4、具有强大的原理图绘制功能。启动Proteus 后将出现ISIS 的设计窗口。包括:标题栏、主菜单、标准工具栏、绘图工具栏、状态栏、对象选择按钮、预览对象方位控制按钮、仿真进程控制按钮(最下面一行)、预览窗口、对象选择器窗口、图形编辑窗口。

Proteus与其它单片机仿真软件不同的是,它不仅能仿真单片机CPU 的工作情况, 也能仿真单片机外围电路或没有单片机参与的其它电路的工作情况。因此在仿真和程序调试时, 关心的不再是某些语句执行时单片机寄存器和存储器内容的改变, 而是从工程的角度直接看程序运行和电路工作的过程和结果。对于这样的仿真实验, 从某种意义上讲, 是弥补了实验和工程应用间脱节的矛盾和现象。同时, 当硬件调试成功后, 利用Proteus ARES 软件, 很容易获得其PCB 图,为今后的制造提供了方便。

第2章 系统总体方案设计

2.1引言

随着计算科学的迅速发展,设计一个数字温度计的方法也变的多种多样。可以用ARM ,有的基于数字电路,有的则是利用CPLD 设计温度计,像这样的设计很多,而本设计所选择的方案是利用单片AT89C52 来设计一个简单的多点数字温度计。

2.2系统概述

此设计介绍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, 测温准确的优点。控制器使用的是单片机AT89C52,测温传感器使用的是DS18B20,LCD 液晶显示屏实现温度显示。系统构成如图:

图 2-1 系统框图

2.3硬件电路介绍

2.3.1单片机

单片机采用美国ATMEL 公司生产的AT89C52 单片机。AT89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器,具有8K 在系统可编程Flash 存储器。AT89C52使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业89C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash 允许程序存储器在系统可编程,亦适于常规编程器。在单芯片上,AT89C52拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash ,使得AT89C52为众多嵌

入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。

AT89C52主要功能参数:

1、兼容MCS51指令系统

2、8k可反复擦写(大于1000次)Flash ROM;

3、32个双向I/O口;

4、256x8bit内部RAM;

5、3个16位可编程定时/计数器中断;

6、时钟频率0-24MHz;

7、2个串行中断,可编程UART串行通道;

8、2个外部中断源,共8个中断源;

9、2个读写中断口线,3级加密位;

10、低功耗空闲和掉电模式,软件设置睡眠和唤醒功能;

11、有PDIP、PQFP、TQFP及PLCC等几种封装形式,以适应不同产品的需求。

AT89C52 的引脚图如图2.1所示:

图2-2 AT89C52引脚示意图

2.3.2复位电路

复位电路采用RC充电电路组成上电复位单片机电路,当系统上电时,在上电初期,电容C充电,使复位脚持续高电平,当C充电到达一定程度复位脚电位会慢慢变低,最后被电阻R 完全拉低,高电平复位的时间由充电的时间决定,充电时间又由R 与C 的阻值和容值之积决定。

在复位输入端出现高电平的时候实现单片机复位和初始化。在振荡器运行的情况下,要实现复位操作,必须使复位脚至少保持两个机器周期(24 个振荡周期)的高电平。CPU 在第二个机器周期内执行内部复位操作,以后每个机器周期重复一次,直到复位端电平变低。复位期间不产生ALE 和PSEN 信号。内部复位操作

使得堆栈指示器SP 为07H,各端口都为1(P0—P3 口全部都是0FFH)。特殊功能寄存器都复位为0,但不影响内部RAM 的状态,当RST 脚返回低电平以后,CPU 从0 地址开始执行程序。

加电瞬间复位端的电位与VCC 相同,随着RC 电路充电电流减小,复位端的电位逐渐下降。只要复位端保持10 豪秒以上的高电平就能使AT89C52 单片机有效的复位。复位电路中的RC 参数通常都由实验调整,当振荡频率选用12M 的时候,C选用20u电容,R选用1k,便能可靠地实现加电自动复位。若采用RC电路接斯密特电路的输入端,斯密特电路输出端接AT89C52 单片机和外围电路的复位端,能使系统可靠的同步复位。

图 2-3 复位电路

2.3.3时钟振荡电路

AT89C52内部有一个用于构成震荡器的高增益反向放大器,此放大器的输入端和输出端分别是XTAL1和XTAL2,在XTAL1和XTAL2上外接晶振可构成时钟电路。时钟电路在单片机系统中起着非常重要的作用,是保证系统正常工作的基础。晶振频率的大小决定了单片机系统工作的快慢。本次设计采用内部方式的外部时钟接法。为达到振荡周期是12MHZ的要求,这里要采用12MHZ的晶振,电容C2、C3对频率有微调作用,故外接晶振时,C2和C3在本设计中选择20pF,振荡频率取

12MHz。晶振的两个引脚分别连到XTAL1和XTAL2振荡脉冲输入引脚。具体连接图如图所示:

图2-4 时钟振荡电路

2.3.4显示电路

显示屏是最常用的输出设备。特别是发光二极管显示器(LED)和液晶显示器(LCD),由于结构简单,价格便宜,接口容易等特点得到广泛的应用。尤其是单片机系统中大量使用。本设计选用的LCD1602液晶显示屏,1602LCD微功耗、体积小、显示内容丰富、超薄轻巧,常用在袖珍式仪表和低功耗应用系统中。

1602液晶也叫1602字符型液晶它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块它有若干个5X7或者5X11等点阵字符位组成,每个点阵字符位都可以显示一个字符。每位之间有一个点距的间隔每行之间也有间隔起到了字符间距和行间距的作用,正因为如此所以他不能显示图形。1602LCD是指显示的内容为16X2,即可以显示两行,每行16个字符液晶模块(显示字符和数字)。

目前市面上字符液晶绝大多数是基于HD44780液晶芯片的,控制原理是完全相同的,因此基于HD44780写的控制程序可以很方便地应用于市面上大部分的字符型液晶。

1602LCD特性:

1、+5V电压,对比度可调

2、内含复位电路

3、提供各种控制命令,如:清屏、字符闪烁、光标闪烁、显示移位等多种功能

4、有80字节显示数据存储器DDRAM

5、内建有192个5X7点阵的字型的字符发生器CGROM

6、8个可由用户自定义的5X7的字符发生器CGRAM

图2-6 1062LED

2.3.5数字温度传感器DS1621

DS1621是DALLAS公司生产的一种功能较强的数字式温度传感器和恒温控制器。与同系列的DS1620相比控制更为简单,接口与I2C总线兼容,且可以使用一片控制器控制多达8片的DS1621。其数字温度输出达9位,精度为0.5℃。通过读取内部的计数值和用于温度补偿的每摄氏度计数值,利用公式计算还可提高温度值的精度。DS1621可工作在最低2.7V电压下,适用于低功耗应用系统。利用DS1621和一片2051单片机即可构成一个简洁但功能强大的低电压温度测量控制系统。

DS1621基本特性:

DS1621无需外围元件即可测量温度,将结果以9位数字量(两字节传输)给出,测量范围为-55℃~+155℃,精度为0.5℃;典型转换时间为1s;用户可自行设置恒温计的温度值,且将该设置值存储在非易失存储器中。数据的读出和写入通过一个2-线串行接口完成,DS1621采用8脚DIP或SOIC封装。

DS1621的引脚描述如下所示:

DS1621的工作方式:

DS1621既可独立工作(此时作为恒温控制器),也可通过2-线接口在MPU的控制下完成温度的测量和计算。DS1621的工作方式是由片上的设置/状态寄存器来决定的,该寄存器的定义如下:

其中DONE为转换完成位,温度转换结束时置1,正在进行转换时为0;THF为高温标志位,当温度超过TH预置值时置1;TLF为低温标志位,当温度低于TL预置值时置1;NVB为非易失存储器忙位,向片内E2PROM写入时置1,写入结束后复位写入E2PROM通常需要10ms;PCL为输出极性位,为1时激活状态为逻辑高电平,为0时激活状态为逻辑低电平,该位是非易失的;1SHOT为一次模式位,该位为1时每次收到开始转换命令执行一次温度转换,为0时执行连续温度转换,该位亦是

非易失的。

DS1621在嵌入一个系统前,需由MPU将设置/状态寄存器值通过2-线接口写入该寄存器,之后DS1261或作为恒温计独立工作,或在MPU控制下进行温度测量和计算。MPU对DS1621的控制和写入是通过2-线接口进行数据传输的,MPU对DS1621发命令字,之后完成对DS1621的读或写。由于数据传输协议满足I2C总线规范,MPU可将DS1621作为具有I2C总线接口的从器件对待,器件地址为

1001A2A1A0R/W,通过A2A1A0编码,一次可控制最多8片DS1621,完成8点温度采样。写入和读出数据格式和时序完成按串行通讯接口规范,SCL和SDA线满足串口通讯启动条件,MPU发出器件地址字节,其中R/W决定读/写方向。MPU发出DS1621的命令字,DS1621发出ACK信号,之后为从器件的数据字节,主器件的ACK 信号,……,最后为串口通讯结束条件,完成一次数据通讯。

DS1621的命令集包含DONE、THF、TLF、NVB、1、0、PCL、1SHOT 8个命令字:

读温度命令[AAh]

该命令读出最近一次温度转换的结果。DS1621将送出两字节数据:第一字节为8位二进制温度值(摄氏温度),该数据以二进制补码形式给出,其中最高位为温度符号位(0为高于0℃,1为低于0℃),第二字节最高位为精度位(0为0.0℃,1为0.5℃),其余位不用。

读写TH寄存器命令[A1h]

若R/W为0,该命令写入高温寄存器TH,之后MPU发出两字节温度上限值以确定DS1621的恒温上限;若R/W为1,DS1621送出两字节的TH寄存器值。读写TL寄存器命令[A2h]

若R/W为0,该命令写入低温寄存器TL,之后MPU发出两字节温度下限值以确定DS1621的恒温下限;若R/W为1,DS1621送出两字节的TL寄存器值。

读写设置命令[ACh]

若R/W为0,该命令写入设置/状态寄存器,之后MPU发出一字节设置/状态寄存器值以确定DS1621的工作方式;若R/W为1,DS1621送出设置/状态寄存器值。读计数器命令[A8h]

该命令只在R/W为1时有效,发出命令后,DS1621送出计数器计数值COUNT_REMAIN。

读斜率命令[A9h]

该命令只在R/W为1时有效,发出命令后,DS1621送出用于温度补偿的斜率计数器值,即前面提到的每摄氏度计数值COUNT_RER桟。

开始温度转换命令[EEh]

该命令启动温度转换,无需更多数据。在一次工作方式下,该命令启动转换,DS1621完成之后保持空闲;在连续工作方式下,该命令启动DS1621连续进行温度

转换。

结束温度转换命令[22h]

该命令结束温度转换,无需更多数据。在连续工作方式下,该命令停止DS1621的温度转换,之后DS1621保持空闲直到MPU发出新的开始温度转换命令来继续温度转换。

通过该命令集可以看出,DS1621既可以作为独立的恒温控制器单独工作(利用命令A1h、A2h、ACh),也可以进行实时的温度测量(利用命令AAh、ACh、EEh、22h,精度为0.5℃),还可配合命令A8h、A9h,通过软件计算得到更高的温度精度,计算公式为:

T=TR-0.25+[(N-M)/N]

式中,T2为读出温度值,N为计数器计数值COUNT_RER_C,M为每摄氏度计数值COUNT_REMAIN。

第3章系统软件设计

多点测温系统采用四个点进行温度检测,并采用并行连接BS18B20的方式进行设计。这种并行操作的最大好处就是节省时间,其查询多个DS18B20器件操作所消耗的时间与查询单个DS18B20器件操作所消耗的时间是一样的,从而达到了快速多点测温的目的,能够满足对实时性要求较高的温度测量系统的设计需求。同时,由于这种操作方法并不涉及DS18B20 的序列号问题,因而省掉了烦琐的读取与匹配序列号的操作过程,程序的设计、编写、调试也变得较为简单些,有利于缩短产品的研制开发周期,使得利用DS18B20进行多点测温的操作变得更方便、容易。系统程序主要包括温度检测模块,温度报警模块,显示数据模块等。

3.1温度检测程序

主要功能是负责温度的实时显示,读出并处理当前DS1621的温度

void ds1820rst_1()/*ds1820复位*/

{ uchar x=0;

DQ1 = 1; //DQ复位

delay_18B20(4); //延时

DQ1 = 0; //DQ拉低

delay_18B20(100); //精确延时大于480us

DQ1 = 1; //拉高

delay_18B20(40);

}

uchar ds1820rd_1()/*读数据*/

{ uchar i=0;

uchar dat = 0;

for (i=8;i>0;i--)

{ DQ1 = 0; //给脉冲信号

dat>>=1;

DQ1 = 1; //给脉冲信号

if(DQ1)

dat|=0x80;

delay_18B20(10);

}

return(dat);

}

void ds1820wr_1(uchar wdata)/*写数据*/

{uchar i=0;

for (i=8; i>0; i--)

{ DQ1 = 0;

DQ1 = wdata&0x01;

delay_18B20(10);

DQ1 = 1;

wdata>>=1;

}

}

read_temp_1()/*读取温度值并转换*/

{uchar a,b;

ds1820rst_1();

ds1820wr_1(0xcc);//*跳过读序列号*/

ds1820wr_1(0x44);//*启动温度转换*/

ds1820rst_1();

ds1820wr_1(0xcc);//*跳过读序列号*/

ds1820wr_1(0xbe);//*读取温度*/

a=ds1820rd_1();

b=ds1820rd_1();

tvalue=b;

tvalue<<=8;

tvalue=tvalue|a;

if(tvalue<0x0fff)

tflag=0;

else

{tvalue=~tvalue+1;

tflag=1;

}

tvalue=tvalue*(0.625);//温度值扩大10倍,精确到1位小数

return(tvalue);

}

3.2 LCD显示模块程序

LCD显示模块程序主要对温度传感器对温度进行转换后在LCD液晶屏上显示:

void ds1820disp_1()//温度值显示

{ uchar flagdat;

disdata[0]=tvalue/1000+0x30;//百位数

disdata[1]=tvalue%1000/100+0x30;//十位数

disdata[2]=tvalue%100/10+0x30;//个位数

disdata[3]=tvalue%10+0x30;//小数位

if(tflag==0)

{flagdat=0x20;//正温度不显示符号,温度检测只对正温度有效,以防出错

if(tvalue/10>TH)

{ speak=0;

}

else if(tvalue/10

{ speak=0;

}

else

{ speak=1;

}

}

else

flagdat=0x2d;//负温度显示负号:-

if(disdata[0]==0x30)

{disdata[0]=0x20;//如果百位为0,不显示

if(disdata[1]==0x30)

{disdata[1]=0x20;//如果百位为0,十位为0也不显示

}

}

write_com(0x80);

write_date('1');//显示通道

write_com(0x81);

write_date(flagdat);//显示符号位

write_com(0x82);

write_date(disdata[0]);//显示百位

write_com(0x83);

write_date(disdata[1]);//显示十位

write_com(0x84);

write_date(disdata[2]);//显示个位

write_com(0x85);

write_date(0x2e);//显示小数点

write_com(0x86);

write_date(disdata[3]);//显示小数位

write_com(0x87);

write_date('C');

}

3.3报警模块程序

报警模块程序是对检测温度进行判断,如果超出设定范围就会触发报警:if(tvalue/10>TH)

{ speak=0;

}

else if(tvalue/10

{ speak=0;

}

else

{ speak=1;

}

初始的温度设定是60℃以上、0-10℃会进行报警,可以通过修改程序:uchar tflag,TH=60,TL=10;来自行设置需要的温度。

第4章系统调试与仿真

4.1 程序编译

启动keil,建立一个新的工程并选择路径保存,之后选择单片机型号为Atmel 的AT89C52。工程建立完之后,新建一个文件ds1621.c保存并添加到工程下,同时添加显示屏程序1602.h。以上完成之后再ds1621.c中输入源程序并调试程序。调试完成之后点击project菜单下的Options For Target ‘Target 1’…“单击“Output”中选择“Create HEX File”选项,是程序编译后产生HEX代码。

4.2 Proteus原理图绘制

1、双击ISIS图标,打开ISIS 7 Professional, 进入ISIS 7 Professional界面,如图2-1所示。Proteus ISIS的工作界面是一种标准的Windows界面,包括:标题栏、主菜单、标准工具栏、绘图工具栏、状态栏、对象选择按钮、预览对象方位控制按钮、仿真进程控制按钮、预览窗口、对象选择器窗口、图形编辑窗口。

图4-1 ISIS 7 Professional界面

2、选择文件/新建设计命令,选择DEFAULT模板点击确认按钮。

图4-2 新建设计对话框

3、选择库/拾取元件/符号命令,在关键字中填写要选择的元器件,然后在右边对话框中选中要选的元器件,则元器件列在对象选择的窗口。

图4-3 元件库选择

有关红外线测温仪毕业设计的文献综述

文献综述 目前,众所周知的测量温度的工具有电子体温计,传统的水银温度计。随着社会节奏的加快,父母如果要帮助孩子测体温是非常不方便的一件事情。而且对于小孩是好动的,帮他们测量温度一定是非常麻烦的事情。对于帮助老人测量温度,由于老人不方便,使用传统温度计是非常不方便的,而且老人视力不好,不容易看清楚体温计上面的温度刻度。在人流量大,人群密集的地方,如果使用体温计去检查具有某种特征的疾病,是及其不方便的,并且效率是非常低的。在针对因体温升高为特征的传染疾病时,因为必须接触身体才能精确地检查出温度来,所以大规模的接触,是非常不卫生,非常不安全的。红外测温仪[1]却可以在人流量大,人群密集的地方,并且可以快速的,准确的测量人群的体温,迅速的判断其是否有某种疾病的特征。可以进行广泛的体温筛选。 红外测温仪具有很多传统温度计不能相提并论的地方,由于许多的传染病发生的时候,常常都是会引起人体体温的升高。所以,快速准确的排除出发热的病者,对于发现和控制传染源,防止病情扩散,防止引起人传人的现象是有非常重大的意义的。红外测温仪因为其特有的快速准确的测量病人的温度,为广大医护人员检测病情提供了非常大的帮助,可以非常有效的预防和控制因体温升高为特征的传染疾病的传播。 红外检测是一种在线监测(不停电)式高科技检测技术,它综合了光电成像技术、计算机技术、图像处理技术。其原理是通过接收物体发出的红外线,然后将其热像显示在荧光屏上,从而准确判断物体表面的温度分布情况具有准确、实时、快速等优点。自然界的任何物体因为其内部的分子不停的无规则的运动都会向外辐射红外能量,从而在物体表面形成一定的温度场俗称“热像”[2]。红外诊断技术正是通过吸收这种红外辐射能量测出设备表面的温度及温度场的分布,从而判断设备发热情况。目前应用红外诊技术的测试设备比较多如红外测温仪、红外热电视、红外热像仪等等。像红外热电视、红外热像仪等设备利用热成像技术将这种看不见的“热像”转变成可见光图像使测试效果直观灵敏度高能检测出设备细微的热状态变化准确反映设备内部、外部的发热情况可靠性高对发现设备隐患非常有效。 红外诊断技术[3]对电气设备的早期故障缺陷及绝缘性能做出可靠的预测使

一种新型多点测温系统的设计

一种新型多点测温系统的设计 一种新型多点测温系统的设计 1温度传感器DS18B20介绍 DALLAS公司单线数字温度传感器DS18B20是一种新的“一线器件”,它具有体积小、适用电压宽等特点。一线总线独特而且经济的特点,使用户可轻松地组建传感器网络,为测量系统的构建引入全新概念。DS18B20支持“一线总线”接口,测量温度范围为-55℃~+125℃,在-10℃~+85℃范围内,精度为±0.5℃;通过编程可实现9~12位的数字值读数方式;可以分别在93.75ms和750ms内将温度值转化为9位和12位的数字量。每个DS18B20具有唯一的64位长序列号,存放于DS18B20内部ROM只读存储器中。 DS18B20温度传感器的内部存储器包括1个高速暂存RAM和1个非易失性的电可擦除E2RAM,后者存放高温度和低温度触发器TH、TL和结构寄存器。暂存存储器包含了8个连续字节,前2字节为测得的温度信息,第1个字节为温度的低8位,第2个字节为温度的高8位。高8位中,前4位表示温度的正(全“0”)与负(全“1”);第3个字节和第4个字节为TH、TL的易失性拷贝;第5个字节是结构寄存器的易失性拷贝,此三个字节内容在每次上电复位时被刷新;第6、7、8个字节用于内部计算;第9个字节为冗余检验字节。所以,读取温度信息字节中的内容,可以相应地转化为对应的温度值。表1列出了温度与温度字节间的对应关系。 2系统硬件结构 系统分为现场温度数据采集和上位监控PC两部分。图1为系统的结构图。需要指出的是,下位机可以脱离上位PC机而独立工作。增加上位机上位机的目的在于能够更方便地远离现场实现监控、管理。现场温度采集温度采集部分采用8051单片机作为中

基于单片机的多功能温度检测系统的设计翻译

基于单片机的多功能温度检测系统的设计一、引言 随着社会的发展和技术的进步,人们越来越注重温度检测与显示的重要性。温度检测与状态显示技术与设备已经普遍应用于各行各业,市场上的产品层出不穷。温度检测及显示也逐渐采用自动化控制技术来实现监控。本课题就是一个温度检测及状态显示的监控系统。二、系统方案 本系统采用AT89S52 作为该系统的单片机。系统整体硬件电路包括,电源电路,传感器电路,温度显示电路,上下限报警电路等如图1 所示。图中报警电路可以在被测温度不在上下限X围内时,发出报警鸣叫声音。温度控制的基本原理为:当DSl8B20 采集到温度信号后,将温度信号送至AT89S52 中处理,同时将温度送到LCD 液晶屏显示,单片机根据初始化设置的温度上下限进行判断处理,即如果温度大于所设的最高温度就启动风扇降温;如果温度小于所设定的最低温度就启动报警装置。温度控制器的原理图二三、系统硬件设计1.单 片机AT89S52 的介绍 AT89S52 是一种低功耗、高性能CMOS8 位微控制器,具有8K 可编Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash 允许程序存储器在系统编程,亦适于常规编程器。在单芯片上,拥有灵巧的8 位CPU和在系统可编程Flash,使AT89S52 为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案[5]。AT89S52 具有以下标准功能:8k 字节Flash,256 字节RAM,32 位I/O 口线,看门狗定时器,2 个数据指针,三个16 位定时器/计数器,一个6 向量2 级中断结构,全双工串行口,片内晶振及时钟电路。另外,AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作,支持2 种软

基于单片机的红外温度计设计

x x x x x x x x x大学学位论文 基于单片机的红外温度计系统 姓名: 专业: 学院: 指导教师: 提交日期:2017年月日

摘要 随着社会的进步和发展,人们越来越重视身体健康,同时技术的进步,各种现代化电子设备在各个领域应用越来越广,电子计算机也越来越普及,在医疗领域,温度计应用非常广泛,但是传统的温度计读数不准,温度示数读取不方便,特别是一些老人,更是不能独自使用传统温度计,针对这种情况,本课题设计研究了一款基于单片机的红外温度计。该系统的主要功能是通过红外传感器非接触检测人体温度,根据软件中对报警温度的设置,检测的温度超过37度,蜂鸣器就会报警。系统的硬件组成部分主要包括单片机控制器,非接触式TN901红外测温传感器、lcd1602液晶显示、蜂鸣器电路等部分。软件部分是利用单片机C语言编程,C语言入门简单,编程效率较高,方便移植,复用性良好,系统软件编程均为函数化设计,方便了功能逻辑实现。当系统开始工作时,传感器采集的信号传送到单片机中,单片机经过处理后,将温度信息显示在液晶上。利用该系统能够方便的检测人体温度,具有方便快捷的优点,在电子设备迅速普及应用的今天,该系统具有广泛的实际应用价值,在后期逐渐完善功能后,通过进一步推广,能够带来可观的经济效益。 关键词:红外传感器,单片机,蜂鸣器电路,液晶显示 I

ABSTRACT With the social progress and development, people pay more and more attention to health at the same time, the progress of technology, modern electronic equipment used in various fields more and more widely, computer is more and more widely used in the medical field, the thermometer is widely used, but the traditional thermometer temperature allowed, shows the number of reads is not convenient, especially some the old man is not alone, the use of traditional thermometer, in view of this situation, the design of an infrared thermometer based on mcu. The main function of the system is to detect the human body temperature by non-contact infrared sensor, according to the setting of the alarm temperature in the software, the detection temperature of more than 37 degrees, the buzzer will alarm. The hardware of the system mainly includes MCU controller, non-contact TN901 infrared temperature sensor, LCD1602 LCD display, buzzer circuit and so on. Part of the software is the use of single-chip C language programming, C language entry is simple, high programming efficiency, easy to transplant, good reusability, system software programming are functional design, facilitate the realization of functional logic. When the system starts to work, the signal collected by the sensor is transmitted to the microcontroller, and the temperature information is displayed on the lcd. The system can detect the temperature of the human body has the advantages of convenient, fast and convenient, rapid popularization and application in electronic devices today, the system has a broad application value in the later gradually improve the function, through further promotion, can bring considerable economic benefits. Keywords: infrared sensor, MCU, buzzer circuit, liquid crystal display II

温度检测系统汇总

机电专业课程设计温度检测系统 学生姓名李晓晓 学院中国矿业大学年级专业2011机电专本指导教师孙长青完成日期2012年6月 前言

温度是表征物体冷热程度的物理量,是工业生产和自动控制中最常见的工艺参数之一,生产过程中常常需要对温度进行检测和监控。在传统的温度测控系统设计中,往往采用模拟技术进行设计,这样就不可避免地遇到诸如传感器外围电路复杂及抗干扰能力差等问题;而其中任何一环节处理不当,就会造成整个系统性能的下降。采用数字温度传感器与单片机组成的温度检测系统进行温度检测、数值显示和数据存储,体积减小,精度提高,抗干扰能力强,并可组网进行多点协测,还可以实现实时控制等技术,在现代工业生产中应用越来越广泛。 本设计就采用以51单片机为核心,和单总线数字式温度传感器DS18B20 模拟出一温度控制系统,当温度没有超过预设温度时数码管显示当前温度,此本系统就是一个温度计。当温度超过预设温度时电路中的发光二极管就会闪烁报警,当温度降下时就停止闪烁,此时本系统就是一个温度监控器。以DS18B20 为代表的新型单总线数字式温度传感器集温度测量和A/D转换于一体,直接输出数字量,与单片机接口电路结构简单,广泛使用于距离远、节点分布多的场合,具有较强的推广应用价值。 目录

前言 (1) 1 总体设计方案 (3) 1.1设计的目的及意义 (3) 1.2总体设计思路 (3) 1.3总体设计方案设计 (3) 2 系统的硬件结构设计 (4) 2.1器件的选择 (4) 2.2电路设计及功能 (8) 2.3单片机的内部资源 (9) 2.4芯片DS18B20器件介绍 (10) 3 系统的软件设计 (13) 3.1设计的流程图 (13) 3.2系统部分程序的设计和分析 (14) 结论 (16) 附录Ⅰ程序设计 (17) 附录Ⅱ参考文献 (21) 附录Ⅲ结束语 (22) 附录Ⅳ实物照片 (23) 1 总体方案设计

基于单片机的温度测量系统设计(DOC)

基于STC单片机的温度测量系统的研究 摘要:本文针对现有温度测量方法线性度、灵敏度、抗振动性能较差的不足,提出了一种基于STC单片机,采用Pt1000温度传感器,通过间接测量铂热电阻阻值来实现温度测量的方案。重点介绍了,铂热电阻测量温度的原理,基于STC实现铂热电阻阻值测量,牛顿迭代法计算温度,给出了部分硬件、软件的设计方法。实验验证,该系统测量精度高,线性好,具有较强的实时性和可靠性,具有一定的工程价值。 关键词:STC单片机、Pt1000温度传感器、温度测量、铂热电阻阻值、牛顿迭代法。 Study of Temperature Measurement System based on STC single chip computer Zhang Yapeng,Wang Xiangting,Xu Enchun,Wei Maolin Abstract:A method to achieve temperature Measurement by the Indirect Measurement the resistance of platinum thermistor is proposed. It is realized by the single chip computer STC with Pt1000temperature sensor.The shortcomings of available methods whose Linearity, Sensitivity, and vibration resistance are worse are overcame by the proposed method. This paper emphasizes on the following aspects:the principle of temperature measurement by using platinum thermistor , the measurement of platinum thermistor’s resistance based on STC single chip computer, the calculating temperature by Newton Iteration Method. Parts of hardware and software are given. The experimental results demonstrate that the precision and linearity of the method is superior. It is also superior in real-time character and reliability and has a certain value in engineering application. Keywords: STC single chip computer,Pt1000temperature sensor,platinum thermistor’s resistance,Newton Iteration Method 0 引言 精密化学、生物医药、精细化工、精密仪器等领域对温度控制精度的要求极高,而温度控制的核心正是温度测量。 目前在国内,应用最广泛的测温方法有热电偶测温、集成式温度传感器、热敏电阻测温、铂热电阻测温四种方法。 (1) 热电偶的温度测量范围较广,结构简单,但是它的电动势小,灵敏度较差,误差较大,实际使用时必须加冷端补偿,使用不方便。 (2) 集成式温度传感器是新一代的温度传感器,具有体积小、重量轻、线性度好、性能稳定等优点,适于远距离测量和传输。但由于价格相对较为昂贵,在国内测温领域的应用还不是很广泛。 (3) 热敏电阻具有灵敏度高、功耗低、价格低廉等优点,但其阻值与温度变化成非线性关系,在测量精度较高的场合必须进行非线性处理,给计算带来不便,此外元件的稳定性以及互换性较差,从而使它的应用范围较小。 (4)铂热电阻具有输出电势大、线性度好、灵敏度高、抗振性能好等优点。虽然它 的价格相对于热敏电阻要高一些,但它的综合性能指标确是最好的。而且它在0~200°C范

基于DS18B20的多点温度测量系统设计

一、绪论 1.1 课题来源 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,是国际单位制七个基本量之一,同时它也是一种最基本的环境参数。人民的生活与环境温度息息相关,物理、化学、生物等学科都离不开温度。在工业生产和实验研究中,在电力、化工、石油、冶金、机械制造、大型仓储室、实验室、农场塑料大棚甚至人们的居室里经常需要对环境温度进行检测,并根据实际的要求对环境温度进行控制。比如,发电厂锅炉的温度必须控制在一定的范围之内;许多化学反应的工艺过程必须在适当的温度下才能正常进行。炼油过程中,原油必须在不同的温度和压力条件下进行分流才能得到汽油、柴油、煤油等产品;没有合适的温度环境,许多电子设备不能正常工作,粮仓的储粮就会变质霉烂,酒类的品质就没有保障。可见,研究温度的测量具有重要的理论意义和推广价值。 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益突出,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。本设计就是为了满足人们在生活生产中对温度测量系统方面的需求。 本设计要求系统测量的温度的点数为4个,测量精度为0.5℃,测温范围为-20℃~+80℃。采用液晶显示温度值和路数,显示格式为:温度的符号位,整数部分,小数部分,最后一位显示℃。显示数据每一秒刷新一次。 1.2 课题研究的意义 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巨大的变化,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主流之一,被广泛地应用于生产的各个领域。对于本次设计,其目的在于: (1)掌握数字温度传感器DS18B20的原理、性能、使用特点和方法,利用C51对系统进行编程。

简单多点温度测量系统课程设计

课程设计报告(2010 —2011 年度第2学期) 题目:基于DS18B20的多点温度测量系统 院系: 姓名: 学号: 专业: 指导老师: 2011年5 月22 日

目录 1设计要求…………………………………………………………………………2设计的作用、目的………………………………………………………………3设计的具体实现…………………………………………………………………. 3.1系统概述……………………………………………………………………. 3.2单元电路设计与分析……………………………………………………… 3.3电路的安装与调试…………………………………………………………4心得体会及建议………………………………………………………………… 4.1心得体会…………………………………………………………………… 4.2建议…………………………………………………………………………5附录………………………………………………………………………………6参考文献…………………………………………………………………………

基于DS12B20的多点温度测量系统设计报告 1设计要求 运用DS12B20温度测量芯片实现一个多点温度测量系统,要求如下: (1).测量点为两点。 (2).测量的温度为-40~+40°C (3).温度测量的精度为±0.5°C (4).测量系统的响应时间要小于1S。 (5).温度数据的传输方式采用串行数据传送的方式。 2 设计的作用、目的 通过本设计可以进一步了解熟悉单片机的控制原理以及外设与单片机的数据通信方法,尤其是串行通信方法以及单片机与外设间的接口问题。 本设计旨在提高学生的实际应用系统开发能力,增长学生动手实践经验,激起学生学以致用的兴趣。 3设计的具体实现 3.1系统概述 本系统分为温度采集模块、核心处理模块、控制模块和显示模块。温度采集模块由DS18B20温度测量芯片构成,它负责测量温度后将温度量转化为数字信号,传输到数据处理模块;核心处理模块由AT89S52单片机组成,它负责与温度采集模块进行数据通信、对数据进行操作处理已经对各种外设的响应与控制;控制模块由几个按键组成,实现对测量点的选择以及电路复位的操作;显示模块由一块四位的八段译码显示管和驱动芯片组成,它的作用是显示测量的温度值。 系统模块组成图:

温度检测显示系统设计

毕业设计 设计题目温度监测显示系统设计 系部信息工程系 专业电子信息工程 班级电子0601 学号063001020001 姓名宋天诗 指导老师王珊珊 温度检测显示系统 一、设计要求 1.以传感器,单片机,数码管等元器件,设计一个温度检测系统,并通过显示器件,显示出温度数据。 2.熟练应用protel99,运用protel99设计温度检测显示系统。

3.理解温度检测系统的原理。 二、总体概要设计 本系统是以温度传感器、数码管和单片机为核心元器件建立起来的温度检测显示系统。通过对单片机和传感器的研究,通过A/D转换器的应用,使本系统实现了温度信号到模拟信号再到数字信号的转换。设计中还使用了译码器74LS47、数码管、稳压管等元器件。 温 度 传感器 单片机数码管采集后 的数据 处理后 的数据 检测 温度 图1 系统总体框图 本设计主要包含温度检测和显示电路两个部分。 1.温度检测部分 主要由温度传感器、运算放大器和A/D转换器三部分组成。 温度传感器LM134产生的输入信号由运算放大器ICL7650后,A/D转换器MC14433将运算放大器输出的模拟信号转换成数字信号输入80C51单片机,由于MC14433 的 A/D转换结果是动态分时输出的BCD码,Q0~Q3和DS1~DS4 都不是总线式的。因此,MCS-51 单片机只能通过并行I/O 接口或扩展I/O 接口与其相连。 温度信号检测通道的总增益是由温度传感器、运放和A/D转换器三个环节的增益 做决定。在本设计中,前两个环节的增益是固定的,只用电位器 r W作为整个输入通道的增益环节。这样有利于整个设计的调试。 2.显示电路 本设计采用动态扫描输入法,由单片机8051输出数码管段选信号,经译码器驱动器芯片74LS47驱动后数码管发光显示。 三、各单元模块设计与分析 1.温度传感器 传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、 显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。 LM134是一种新型的硅集成温度传感器,它不同于一般诸如热敏电阻、温差电偶以及半导体PN结等传统的温度传感器。它是根据下述原理设计而成的,即工作在不同电流密度下的两只相同晶体管,其基、射结的结电压之差△V_(be)与绝对温度T严格成正比。因而该器件的突出优点是在整个工作温区范围内(-55℃~+125℃)输出电流几乎与被测温度成线性关系,这样,就可省去非线性校正网络,使用简便。此外,它还具有下列特点: (1)起始电压低(低于1.5V),而器件耐压较高,因而电源电压适用范围宽(在3~40V之间)。 (2)灵敏度高(1μA/K),输出信号幅度大。一般情况下,不必加中间放大就可直接驱动检测系统,例如双积分型A/D转换器5G14433或ICL7106等。从而消除了中间环节所引入

一种多点测温系统的设计

一种多点测温系统的设计 1 温度传感器DS18B20 介绍DALLAS 公司单线数字温度传感器DS18B20 是一种新的“一线器件”,它具有体积小、适用电压宽等特点。一线总线独特而 且经济的特点,使用户可轻松地组建传感器网络,为测量系统的构建引入全新 概念。DS18B20 支持“一线总线”接口,测量温度范围为-55℃~+125℃,在- 10℃~+85℃范围内,精度为±0.5℃;通过编程可实现9~12 位的数字值读数方式;可以分别在93.75ms 和750ms 内将温度值转化为9 位和12 位的数字量。每个DS18B20 具有唯一的64 位长序列号,存放于DS18B20 内部ROM 只读存储器中。DS18B20 温度传感器的内部存储器包括1 个高速暂存RAM 和1 个非易失性的电可擦除E2RAM,后者存放高温度和低温度触发器TH、TL 和结 构寄存器。暂存存储器包含了8 个连续字节,前2 字节为测得的温度信息,第 1 个字节为温度的低8 位,第 2 个字节为温度的高8 位。高8 位中,前4 位表示温度的正(全“0”)与负(全“1”);第 3 个字节和第 4 个字节为TH、TL 的易失性 拷贝;第5 个字节是结构寄存器的易失性拷贝,此三个字节内容在每次上电复 位时被刷新;第6、7、8 个字节用于内部计算;第9 个字节为冗余检验字节。所以,读取温度信息字节中的内容,可以相应地转化为对应的温度值。表1 列 出了温度与温度字节间的对应关系。 2 系统硬件结构系统分为现场温度数据采集和上位监控PC 两部分。图1 为系统的结构图。需要指出的是,下位机可以脱离上位PC 机而独立工作。增加 上位机的目的在于能够更方便地远离现场实现监控、管理。现场温度采集部分 采用8051 单片机作为中央处理器,在P1.0 口挂接10 个DS18B20 传感器,对10 个点的温度进行检测。非易失性RAM 用作系统温度采集及运行参数等的缓 冲区。上位PC 机通过RS485 通信接口与现场单片微处理器通信,对系统进行

浅谈红外测温仪的设计文献综述

单位代码01 学号090102128 分类号 密级 文献综述 浅谈红外测温仪的设计 院(系)名称信息工程学院 专业名称电子信息工程 学生姓名 指导教师 2013年 2 月28 日

浅谈红外测温仪的设计 摘要 09年大规模爆发甲型H1N1流感,它的前期症状是高烧38℃以上(少数长期病患者除外),大部分人口集中地区均对进出人员进行测体温来排查感染者。传统的温度计面对突如其来的流感对于测温技术的快速准确等要求明显比较乏力。红外测温仪可为防止甲型H1N1流感的扩散和传播提供了快速、非接触测量手段,可广泛、有效地用于人群的体温排查,通过非接触红外测温仪就可以很快得到体温。红外测温打破了传统的接触式测温模式,它根据被测物体的红外辐射能量来确定物体的温度,不与被测物体接触,具有不扰动被测物体温度分布场,温度分辨率高、响应速度快、测温范围广,稳定性好、可同时测量环境温度和目标温度的特点[1]。近年来在汽车电子、航空和军事上得到越来越广泛的应用。这里列举几种实现红外测温的方案并比较其优缺点。 关键词:51单片机、红外测温、非接触

1 红外测温系统 1.1 红外测温系统概述 一般来说,测温方式可分为接触式和非接触式,接触式测温只能测量被测物体与测温传感器达到热平衡后的温度,所以响应时间长,且极易受环境温度的影响;非接触红外测温仪采用红外技术可快速测得温度读数。只需瞄准、按动触发器,在显示屏上读出温度数据。红外测温仪重量轻、体积小、使用方便,并能可靠地测量热的,危险的或难以接触的物体,而不会污染或损坏被测物体。红外测温仪每秒可测若干个读数,而接触测温仪每秒测量就需要若干分钟的时间。 红外测温作为一门新技术和新方法,它的出现是红外技术的发展结果。红外技术是研究红外辐射的产生、传输、转换、探测并付诸应用的一门科学技术。近20年来,红外测温技术在产品质量控制和监测!设备在线故障诊断安全保护以及节约能源等方面发挥了或正在发挥着重要作用,逐渐被广泛应用于电力,食品加工。冶金、石化、医疗、科研等多种行业中[2]。 由于红外热像仪价格昂贵,这大大限制了它的推广应用,而点式红外测温仪价格相比较来说还是较低的,就测温精度来说,点式红外测温仪和红外热像仪相比精度相当,并且很多应用场合精度要求不是很高,可以采取一定措施弥补其缺点,而又不太大的增加其成本。 1.2红外测温原理 一切温度高于绝对零度的物体都在不停地向周围空间发出红外辐射能量。物体的红外辐射特性:辐射能量的大小及其按波长的分布与它的表面温度有着密切的关系,因此,通过对物体自身辐射的红外能量的测量,使能准确地测定它的表面温度,这就是红外辐射测温所依据的客观基础。发射率是表征物体辐射红外线的能力,它是相同温度和波长下的实际物体与黑体的单色辐射出度之比,所以亦称比辐射率,它是表征物体辐射本领的重要热物性参数,发射率越大,物体表面的辐射率越强。大部分有机物或金属氧化物表面的发射率都在0.85-0.98之间,光洁的金属表面或抛光的物体发射率很低,所以,材料种类、表面粗糙度、理化结构和材料厚度都是影响发射率的主要因素[3]。

多点温度检测系统设计

摘要 环境温度对工业、农业、商业与人们得日常生活都有很大得影响,而温度得测量也就成为人们生产生活中一项必不可少得工作。随着单片机技术得不断发展,单片机在日用电子产品中得应用越来越广泛,温度传感器DS18B20具有线性优良、性能稳定、灵敏度高、抗干扰能力强、使用方便等优点,广泛应用于冰箱、空调器、粮仓等日常生活中温度得测量与控制。 本设计所介绍得数字温度计使用单片机AT89s52单片机,测温传感器使用DS18B20,用4位共阴极LED数码管以动态方式实现温度显示,分时轮流通电,从而大大简化了硬件线路,同时,采用串口通信方式可大大简化硬件电路与软件程序得设计,节省了I/O口。DS18B20数字温度传感器就是单总线器件与51单片机组成得测温系统,具有线路简单、体积小等特点,而且在一根通信线上,可以挂接多个DS18B20,因此可以构成多点温度测控系统。 关键词:单片机;多点检测;串口通信

Abstract Environmental temperature to industry, agriculture, merce, and people's daily life has a lot of influence, and the measurement of the temperature will bee an indispensable people production and life of the work、 Along with the development of the single chip microputer technology, microputer in the daily electronic products is more and more extensive application, the temperature sensor DS18B20 have good linear, stable performance, high sensitivity, anti-interference ability strong, easy to use, widely used in the refrigerator, air conditioner, granaries, etc in daily life temperature measurement and control、 The design of the digital thermometer introduced use single chip puter 89 s52 microcontroller, temperature sensor DS18B20 use, with a total of 4 cathode tube LED digital display to realize dynamic way temperature, in turn time-sharing electricity, which greatly simplified the hardware circuit, and at the same time, the serial interface munication mode can greatly simplified the hardware circuit and software program design, save the I/O port、 Digital temperature sensor DS18B20 is the single bus devices and 51 SCM position, temperature measurement system, with simple line, little volume features, but at a munications line, can be articulated multiple DS18B20, so can form multi-point temperature measurement and control system、 Key Words:Single Chip Microputer; Multi-point detection; Serial mun- -ication

测控技术与仪器毕业设计小论文

红外热辐射温度测量系统的设计与研究 柳裔树罗小燕 (江西理工大学机电工程学院,测控技术与仪器102班,江西赣州 341000) 摘要:针对高速公路路面温度测量的问题,应用了红外热辐射非接触式温度测量技术。首先分析了传统的温度测量方法和目前高速公路对路面温度测量的措施,了解了对高速路路面温度测量对交通安全的重要性,然后对前人在此方面的研究进行了总结,在此基础上提出了红外热辐射温度测量系统的设计和方案。该系统以89C51单片机为控制中心,TN9红外探测器,经过数据处理后将测得结果显示在LCD显示屏上。 关键字:红外热测温;红外;51单片机;LCD显示。 The design and research of infrared radiation temperature measurement system LIU yi shu , LUO xiaoyan (Faculty of Mechanical and Electronic Engineering, Jiangxi University of Science and Technology, 102 class of measure and control technology and instrument,Ganzhou 341000)ABSTRACT:Aiming at the problem of highway road surface temperature measurement, the application of infrared thermal radiation contactless temperature measurement technology. First analysis of the traditional temperature measurement method and current highway measures of road surface temperature measurement, learned to highway road surface temperature measurement of the importance of traffic safety, and then summarized the studies of predecessors in this aspect, based on this, advances the infrared radiation temperature measurement system design and solutions. The system with 89 c51 microcontroller as the control center, TN9 infrared detector, after data processing results show that measured on the LCD screen. The main design results are: Keywords: infrared temperature measurement;Infrared;51 MCU;LCE display. 0 引言 传统的温度检测是由温度计来检测,而温度计是靠水银随温度变化而热胀冷缩的物理性质研制而成。所以用温度计来检测温度的前提必须是接触式,而且要在相对比较长的时间才能使水银的性质在该温度下达到稳定状态。目前,人们使用最广泛的水银体温计是根据水银随温度升降的热胀冷

基于单片机的多点温度监测系统设计

基于单片机的多点温度监测系统设计 摘要:DS18B20是一种可组网的高精度数字式温度传感器,由于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。PL2303是Prolific公司生产的一种高度集成的RS232-USB接口转换器,可提供一个RS232全双工异步窜行通信装置与USB功能接口便利连接的解决方案。 该系统由上位机和下位机两大部分组成。下位机实现温度的检测并提供标准RS232通信接口,芯片使用了A TMEL公司的AT89S52单片机和DALLAS公司的DS18B20数字温度传感器。上位机部分使用了通用PC。该系统可应用于仓库测温、楼宇空调控制和生产过程监控等领域。 关键字:温度测量;单总线;数字温度传感器;单片机;转换器 Based on SCM more temperature monitoring system design Abstract:DS18B20 is a network of high precision digital temperature sensor, since it has the unique advantages single bus, users can easily set up sensor network, and can make more temperature measurement circuit become simple and reliable. PL2303 Prolific company is the production of a highly integrated RS232-USB interface converter, can provide a RS232 full-duplex asynchronous channeling line of communication equipment and the USB interface convenient connection function of the solution. The system consists of PC and a machine under two main components. A machine to implement the temperature detection and provide standard RS232 communication interface, ATMEL company used chip AT89S52 SCM and DALLAS company DS18B20 digital temperature sensor. PC parts used the general PC. This system can be used in storage temperature measurement, building the air conditioning control and production process monitoring, etc。 Key words:temperature measurement; Single bus; Digital temperature sensors; Single chip microcomputer; converter

温度检测显示及报警装置设计与制作

目录 第一章绪论 (1) 1.1课题背景与意义 (1) 1.2设计题目介绍 (1) 1.3设计目的 (1) 1.4设计内容和要求 (1) 第2章设计原理 (3) 2.1系统总体框架设计 (3) 2.2系统硬件设计 (3) 2.2.1温度传感器DS18B20电路 (3) 2.2.2蜂鸣器报警电路 (4) 2.2.31602液晶显示显示电路 (5) 2.2.4复位电路 (5) 2.3系统软件设计 (6) 第3章系统调试及结果分析 (8) 3.1硬件调试 (8) 3.2软件调试 (8) 3.3结果分析 (9) 参考文献 (10) 附录 (11) 附录一系统原理图 (11)

第一章绪论 1.1课题背景与意义 温度是一个基本的物理量,在工业生产和实验研究中,如机械、食品、化工、电力、石油、等领域,温度常常是表征对象和过程状态的重要参数,是各门学科研究中经常遇到和必须测量的物理量。本质上讲,温度就是衡量物体冷热程度的物理量,是物体分子热运动平均动能的标准。它是国际单位制规定的七个基本单位之一。温度概念的建立以及温度的测量都是以热平衡为基础的,当两个冷热程度不同的物体接触后就会产生导热换热,换热结束后,两物体处于热平衡状态,此时它们具有相同的温度,这就是温度最基本的性质。因此对温度进行准确测量和有效控制已成为人们在科学研究和生产实践中面临的重要课题之一。 1.2设计题目介绍 设计并开发能自动测温并具有显示和报警系统的温度测量控制系统,要求以18b20做为温度测量传感器,以数码管、点阵、1602、全彩TFT屏做为温度等信息显示装置,以蜂鸣器为报警装置,能实现实时温度显示、温度上下限设定、温度上下限报警等功能。 1.3设计目的 测控系统技术是自动控制理论和微型计算机原理和接口等技术在工业生产过程中实现自主测量自动控制的专门技术,其以自动控制理论为基础,以电子技术、传感器原理、计算机原理及接口等课程内容为辅助,通过对测控系统的设计实践环节培养学生理论应用能力、总结归纳能力以及自我学习能力,从而进一步提高学生工程实践能力和创新意识的培养。 1.4设计内容和要求 (1)单片机开发仪提供的18B20温度传感器做为温度采集传感器。对温度进行实时采集。 (2)本组(第三组)使用1602液晶屏做为信息显示装置。

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