基于MCU的数字温度计的设计与实现开题报告

1. 研究目的与意义

温度是工业对象中中的一个重要被控参数。然而所采用的测温元件和测量方法相同，控制温度的精度也不同。传统的控制方式已不能满足高精度，高速度的控制要求。因此本设计主要目的在于通过学习和研究设计显示和声光报警功能的，采用单片机控制和传感器的数字温度计，最终能够掌握温度计的设计原理和实现方法。

2. 国内外研究现状分析

测量温度的关键是温度传感器，温度传感器的发展经历了3个阶段：传统的分立式温度传感器、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。例如美日生产的管缆热电阻温度传感器可测温度高达1000℃，精度0.5级，清华大学的光纤黑体腔温度传感器可在400～1300℃间灵敏度可达0.1℃。随着科技的进步和新材料的发现，新一代的温度传感器也在不断出现和完善，如利用核磁共振的温度检测器，可测量出千分之一开尔文，而且输出信号适于数字运算处理，在常温下可作为理想的标准温度。此外还有热噪声温度传感器、激光温度传感器等诸多发展。智能温度传感器(亦称数字温度传感器)是在20世纪90年代中期问世的。它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE)的结晶。智能温度传感器的特点是能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微控制器(MCU)，它在硬件的基础上通过软件来实现测试功能。目前，国际上已开发出多种智能温度传感器系列产品。如由美国DALLAS半导体公司新研制的DS1624型高分辨力智能温度传感器，能输出13位二进制数据，其分辨力高达0.03125C,测温精度为0.2C。此外新型智能温度传感器的功能也在不断增强。例如，DS1629型单线智能温度传感器增加了实时日历时钟(RTC),使其功能更加完善。DS1624还增加了存储功能，利用芯片内部256字节的E2PROM存储器，可存储用户的短信息。另外，智能温度传感器正从单通道向多通道的方向发展，这就为研制和开发多路温度测控系统创造了良好条件。

3. 研究的基本内容与计划

本设计要求设计基于at89c51（或89s51）和ds18b20的数字温度计。该温度计的测温范围为－30～＋150℃，测量误差小于0.5℃，并具有显示和声光报警功能。可根据实际需要随时设定最低、最高温度报警值，当温度超过设定温度上限和下限值时,发出声光报警。通过课题训练，要求学生了解测温原理，掌握单片机系统设计技术及调试方法，制作硬件电路，下载并测试电路功能

计划：2011.2-2011.3 收集资料，完成开题报告

2011.3 提交开题报告

2011.4 完成软件仿真部分，交初稿给导师修改

4. 研究创新点

本设计所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，其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用。该设计控制器使用单片机at89c51，测温传感器使用ds18b20，显示电路用4 位共阳极led 数码管以串口传送数据实现温度显示

主控制器采用单片机at89c51，它具有低电压供电和体积小等特点，四个8 位的并行口分别为p0 口、p1 口、p2 口、p3 口，在本次设计中我们只需要p3 中的rxd 和txd 就能满足电路系统的设计需要。单片机at89c51 很适合便携手持式产品的设计使用，该系统用二节电池供电即可。

显示电路显示电路采用4 位共阳led 数码管，从p3 口的rxd 和txd 串口输出段码。