1. 研究目的与意义
(1)目的:研究AT89S52型单片机,在此基础上结合MEMS温度传感器设计出一种可用于温度检测的电路,要求该电路能够完成现场温度信息的采集和处理。
(2)意义:温度传感器是工农业生产和科学研究过程中最常用的传感器之一,近年来,在微电子技术和微机械加工技术基础上发展起来的MEMS传感器与传统的传感器相比,体积小、重量轻,易与IC工艺结合,而与一般的半导体传感器相比工作温度范围大,因此具有很大的优势。然而传统电路设计的缺点在于,设计比较复杂的控制电路时,其硬件电路非常复杂,开发周期长,消耗较大的人力、物力和财力,有些智能控制电路用传统电路设计根本无法实现,特别是直观的人机交互界面。单片机以其电路简单、功能强大、质量可靠的优点在实际应用中被广泛采用。为此,设计一种基于单片机的温度传感器电路可以在实际中得到很好的应用。
2. 国内外研究现状分析
与传统产品相比,新型温度传感器呈现出微型化、高精度、低功耗等发展趋势。采用MEMS工艺的温度传感器,由于体积的缩减,使得温度传感器的应用范围得以由工业领域延伸至智能手机、平板装置、笔记本电脑等可携式产品上,用以测量机壳温度。有别于传统外附方式,此温度传感器为直接焊接焊接在PCB上,由于可将传感器设置在靠近系统最热位置,因此能提供更精确的温度量测。
在国内相关论著中,主要都是对单片机处理算法的运用或是对单片机及传感器硬件条件进行分析来进行对单片机温度的研究,这对本文有了很大的启发和帮助,随着技术的发展,模块内利用单片机实现对信号的初步处理和整个模块的控制已经成为了传感器技术发展的大趋势,本文就将围绕如何利用单片机进行MEMS传感器电路设计并进行最后的温度测量及控制。
3. 研究的基本内容与计划
(1)研究内容:MEMS传感器相关知识及AT89S52型单片机基础知识、单片机电路设计基本知识;
(2)计划:了解MEMS传感器的发展现状;找到单片机MEMS传感器的应用现状,针对工农业的测温和控制,设计出可以应用于具体测温环节的单片机MEMS传感器电路;根据毕业论文的实际情况分析结果。
4. 研究创新点
温度是工业控制中主要的被控参数之一,特别是在冶金、化工、建材、食品、机械、石油等工业中,具有举足轻重的作用。随着电子技术和微型计算机的迅速发展,微机测量和控制技术得到了迅速的发展和广泛的应用。采用单片机来对温度进行控制,不仅具有控制方便、组态简单、和灵活性大等优点,而且可以大幅度提高被控温度的技术指标,从而能够大大提高产品的质量和数量。
mems系统在工业、信息通信、国防、航空航天、航海、医疗、生物工程、农业、环境和家庭服务等领域有着潜在的巨大应用前景,它将成为本世纪最重要的科技领域和主要的支柱技术之一。人们不仅要开发各种制造mems的技术,更重要的是如何将mems技术与航空航天、信息通信、生物化学、医疗、自动控制、消费电子以及兵器等应用领域相结合,制作出符合和领域要求的微传感器、微执行器、微结构等mems 器件与系统。
所以,本设计将基于单片机,结合mems温度传感器技术融入到温度测量设计电路中去,结合起来去适应工农业发展的需要。
