1、 测控系统原理与设计课程设计报告测控系统原理与设计课程设计报告 课题：温度检测系统 班级班级 测控 1081 班 学号学号 学生姓名学生姓名 指导教师指导教师 电子与电气工程学院电子与电气工程学院 2011 年年 12 月月 1 一、一、 绪论绪论 1.1 1.1 课题来源课题来源 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
2、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
3、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 1.2 课题研究课题研究的的意义意义 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
4、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。 2 （2）本课题综合了现代测控、电子信息、计算机技术专业领域方方面面的 知识，具有综合性、科学性、代表性，可全面检验和促进学生的理论素养和工作 能力。 （3） 本课题的研究可以使学生更好地掌握基于单片机应用系统的分析与设 计方法，培养创新意识、协作精神和理论联系实际的学风，提高电子产品研发素 质、增强针对实际应用进行控制系统设计制作的能力。 1.31.3 国内外现状及水平国内外现状及水平 传感器属于信息技术的前沿尖端产品， 尤其是温度传感器被广泛用于工农业 生产、科学
5、研究和生活等领域，数量高居各种传感器之首。温度传感器的发展大 致经历了以下三个阶段:传统的分立式温度传感器(含敏感元件)；模拟集成温度 传感器控制器；数字温度传感器。目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向 数字式、 由集成化向智能化、 网络化的方向发展， 同时具有抑制串模干扰能力强、 分辨力高、线性度好、成本低等优点。随着我国四个现代化和经济发展，我国在 科技和生产各领域都取得了飞速的发展和进步， 发展以温度传感器为载体的温度 测量技术具有重大意义。 二、二、 总体方案设计总体方案设计 2 2.1 .1 方案介绍方案介绍 2.1.1 基于模拟温度传感器设计方案 该方案由单片机、模拟温度传感器
6、AD590、运算放大器、AD 转换器、44 键盘、LCD 显示电路、集成功率放大器、报警器组成,如图 2.1 所示。 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，使用运算放大器交将信号进 行适当的放大， 最后通过模数转换器将模拟信号转换成数字信号， 传给给单片机， 单片机将温度值进行处理之后用 LCD 显示 ，当温度值超过设置值时，系统开始 报警。 3 单 片 机 模拟温度传感器 模拟温度传感器 LCD显示电路 集 成 功 放 报 警 器 4 4键盘 模拟传感器 AD590 模拟温度传感器 模拟温度传感器 运 算 放 大 器 多 路 选 择 器 A/D 转 换 图 2.1 基于模拟温度传感器的测量系统方案 本方案使用的测温元件的性能指标如下： （1）AD590 的测温范围为55+150。 （2）AD590 的电源电压范围为 4V30V，电源电压可在
