基于单片机智能温度测量仪的设计
摘要: 单片机的应用正在不断地走向深入，这种现象同时导致了传统控制检测的日新月益发展。现如今，单片机在实时检测与自动控制的单片机应用系统中，被作为一个核心部件来使用。本次设计就是基于单片机来测量温度的，如果仅单片机方面知识是不充分的话，我们还应根据具体的硬件结构，以及对具体应用对象特点的软件结合，并且加以完善。美国DALLAS公司生产的数字温度传感器芯片，它具备结构简单、功耗小、体积小、抗干扰能力强和使用方便等优点。本文设计的温度控制系统，选择使用STC89C52单片机作为温控器，并且同时选用DHT11数字温度传感器采集温度，可任意设置上下限报警温度，采用显示屏实时显示温度，而单片机与上位机的通信利用串口来实现，对库房温度采集并进行控制。
关键词：单片机，温度传感器，显示屏；
MCU-based intelligent temperature measuring instrument
abstract: SCM applications are constantly go, this kind of phenomenon also led to the changes of traditional control testing beneficial development. Nowadays, single-chip microcomputer in real-time detection and automatic control of microcomputer application system, as a core component to use. This design is based on single chip microcomputer to measure temperature, if only single chip microcomputer aspects knowledge is not sufficient, we should also be based on specific hardware structure, as well as to the specific application of the characteristics of the object software combination, and be perfected. The United States produced by DALLAS company chip DHT11 digital temperature sensor, it has simple structure, low consumption, small volume, strong anti-jamming capability, and convenient to use. Design of temperature control system, this paper chose to use STC89C52 single-chip microcomputer as a thermostat, and chooses DHT11 digital temperature sensor to collect temperature, at the same time can be arbitrary set upper and lower alarm temperature, using a real-time display temperature, MCU and PC communication using a serial port, the warehouse temperature acquisition and control.
Keywords: Single chip microcomputer, temperature sensors, display;
目录
第一章 绪论 2
1.1课题研究的背景及意义 2
1.2设计的主要目标任务 2
1.3 方案的选择 3
第二章 系统设计 4
2.1 系统总体设计 4
2.2选用芯片简介 4
第三章 系统电路设计 9
3.1使用工具软件简介 9
3.2电路原理分图 9
3.3电路原理总图 13
第四章 软件设计 14
4.1软件工具简介 14
4.2设计总体思路 15
4.3上位机程序设计 15
第五章 电路仿真 17
5.1仿真软件简介 17
5.2仿真结果分析 18
第六章 总结 19
致谢 20
参考文献 21
附录一 22
附录二 23
附录三 27
第一章 绪论
1.1课题研究的背景及意义
随着经济与社会的如气球般的膨胀发展，单片机技术早已步入到我们生活、学习、工作等各个领域，对它的使用技能也已经比较成熟了。在工业生产中，温度是主要的被控参数之一，与之相关的跟踪温度控制是生产过程中经常遇到的控制问题，因此一些工艺生产的过程中，对温度的控制要求很严格，因为它直接影响着工艺品生产的质量。产品一般以单片机做成的，会使它用到的外围器件会很少，但是能实现的功能却很广阔，广泛到可以在工业、农业等方面得到深入的应用。鉴于此，特用单片机设计电路。
温度控制在现实生活中已经有着广泛的应用。现代生活中的冶金、化工生产、电力工程、造纸行业和机械制造以及食品加工等诸多领域中，对各类加热炉以及热处理炉、锅炉和反应炉中的温度，人们都必须进行检测和控制。因而设计一种较为理想控制系统是非常有价值的。
单片机的应用与发展正不断地走入深处，迫使传统控制检测也日新月异变得更加完善。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机通常被用作一个中心元件来使用，仅依靠单片机方面的知识是不充分的，硬件的具体结构也应该熟练的掌握，实现软件与硬件的结合，并且能够加以完善。美国DALLAS公司生产的数字化的温度传感器芯片，具有结构简单、抗干扰能力强、使用便捷、体积小、功耗小等特点。本次设计的温度控制系统， STC89C52单片机可运用在温度控制系统上，并利用DH11作为数字温度传感器，可任意设置温度的上下限报警，显示温度由显示屏实现，通过利用串口使得单片机与上位机的可以进行通信，并且实现对库房温度采集控制。
1.2设计的主要目标任务
(1)了解电子系统的设计途径，巩固和学习基础知识和专业知识；
(2)掌握数字温度传感器的测温原理，提高运用所学专业知识进行独立思考、分析与综合、处理实际问题的能力；
(3) 掌握串口通信协议及其程序编写方法，掌握正确的利用软件和硬件解决实际等问题以及正确的思维方法的基本技能；
(4)强化对单片机的认知，熟记分析解决问题的方法，进行计算等基本技能、调试的训练，具备一定量的实际工作能力。
(5) 学会运营Protel99se软件，进行电路原理图和PCB图的绘制。
(6) 学习用keil 等仿真软件进行电路设计与仿真。
(7) 通过实践工作，充分了解单片机行业的具体工作过程。
（8）通过上位机控制下位机进行现场温度采集，送到主控系统进行数据处理，由LCD显示，实现显示温度值。
1.3 方案的选择
方案一
由于本次设计的是温度检测电路，电阻之类的器件是可以使用的，利用感温效应，把被检测时，测温度变化的电压以及电流采集过来，并进行A/D转换，就可用单片机进行数据处理，在显示电路上就可以将被测的温度显示出来，这种设计要用到A/D转换电路，其中还牵扯到电阻与温度的对应值计算，因此感温电路工作起来比较麻烦。当对采集信号进行放大时，很容易受温度的影响，出现较大的偏差。
方案二
考虑到要使用温度传感器，所以在单片机电路设计中，多数都是使用传感器，因此这是大家都能容易想到的，所以可采用温度传感器，温度传感器能够很容易且直接读取被测温度值，并且进行转换。它要求的电路设计简单、，精度高、软硬件都容易实现，同时使用的单片机的接口能够便于系统的再次扩展，充分符合设计要求。
从以上两种方案，可以很容易看出来，采用方案二，电路的设计比较简单、费用也比较低、可靠性能高、软件设计比较简单，故儿采用了方案二。
设计一个智能温度测量仪，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，通过上位机（PC）控制下位机（单片机）进行现场温度采集。温度值既可以送回主控PC进行数据处理，由显示器显示,也可以由下位机单独工作，实时显示当前节点的温度值。
1、可行性方案分析及方案论述。
2、温度测量仪的工作原理及性能。
3、显示电路及串口电路设计
4、上位机界面设计。
5、上位机编程。
6、下位机设计电原理图。
7、下位机编程。
8、毕业设计小结。
技术指标
1、测量温度范围： -50℃～120℃
2、测量误差：≤2%
3、显示方式：下位机LED显示被测温度值；上位机绘制温度变化曲线。
一、选题简介、意义
温度测量是现代检测技术的重要组成部分，在保证产品质量、节约能源和安全生产等方面起着关键的作用。因此，能够确保快速、准确地测量温度的技术及其装置普遍受到各国的重视。近年来，利用单片机智能化温度传感器以实现温度信息的在线检测已成为温度检测技术的一种发展趋势。
本课题拟定以温度传感器与单片机有机结合，构成了一种智能化温度检测系统。该系统具有性能可靠、测温准确、结构简单、造价低廉等特点，并兼具线路简单、使用灵活、抗干扰性好、等优点，可在工程实际中得到广泛应用。
二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）
课题研究：基于单片机智能温度测量仪
主要研究的内容：温度传感器与单片机有机结合，构成了一种智能化温度检测系统，实现温度采集。
要解决的问题：该智能温度测量仪由上位机和下位机两部分组成，下位机实现温度的检测，通过上位机控制下位机进行现场温度采集。
预期目标：温度值既可以送回主控PC进行数据处理，由LED显示，实现显示温度值。
研究步骤：1：温度测量仪的工作原理及性能
2：显示电路及串口电路设计
3：上位机界面设计
4：上位机编程
5：下位机设计电路原理图
6：下位机编程
方法及措施： 1：通过上网搜索单片机有关知识，了解温度测量仪
2：在图书馆查阅单片机和温度传感器技术相关书籍
3：不理解的问题会请教指导老师
