基于单片机温度控制系统的设计开题报告.doc

安徽建筑工业学院机械与电气工程学院
本科毕业设计（论文）开题报告

课 题：基于单片机的实时温度监控系统的设计
专 业：＿ 电气工程及其自动化
班 级：＿＿＿ 07电气 1班 ＿＿
学生姓名：＿＿＿ 张柯楠＿ ＿＿＿＿＿
学 号：＿ ＿ ＿07210020109＿ ＿＿
指导教师：＿ 张德祥 ＿ ＿ ＿
填表日期：＿＿＿＿2011年3月1日 ＿

安徽建筑工业学院机械与电气工程学院
二○一一年二月 制表

说明

1. 抓好毕业设计（论文）的开题报告是保证毕业设计（论文）质量的一个重要环节。为了加强对毕业设计（论文）的过程管理，规范毕业设计（论文）的开题报告，特印发此表。
2. 毕业生一般应在毕业设计前期准备过程中，通过文献调研，主动跟指导教师讨论，完成毕业设计（论文）的开题报告。
3. 此表经过指导教师和有关人员签字后，一份由指导教师保存，一份交系教务办公室，一份上交教务处。
4. 毕业生在毕业设计（论文）答辩时，必须提交这份毕业设计（论文）开题报告。

一 简表
学生简况
姓名

性别
男
出生年月

入学时间

学号

专业
电气工程及其自动化
班级

毕业设计︵论文︶课题
名称
基于单片机的实时温度监控系统设计
课题来源
自选课题
类型
1.工程设计（实践） 2.理论研究 3.实验研究 √
4.计算机软件设计 5.综合类
设计内容和意义
摘
要
本课题主要研究如何用AT89S52单片机来实现水温的测量和显示。利用DS18B20单总线的温度测量传感器来对温度进行测量，利用单片机对温度进行读取和控制显示。掌握单片机的基本结构和特点，掌握单片机的指令系统和编程方法，掌握protel、keil、proteus等软件的基本使用方法，学会设计和制作电路板，掌握基本的电路焊接技术，掌握实验板的调试。通过实验来掌握单片机设计的基本步骤，基本方法和基本使用，为将来电路设计打下基础。

二 选题依据
1.阐述该选题的研究意义，分析跟该课题有关的国内外研究概况和发展趋势。
温度是一种最基本的环境参数，对于我们来说，不仅仅是一个量的反映，更能直接影响作用到我们的生活中，人民的生活与环境的温度息息相关，在工业生产过程中需要实时测量温度，在农业生产中也离不开温度的测量，因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。测量温度的关键是温度传感器。随着科技的发展，技术要求的重视，温度测量的精度也越来越被看重。所以高精度温度测量系统的研究就非常有意义。本文主要着重于对水温的测量和控制的研究，在工厂锅炉、农业生产中都可得到广泛的应用。
测量温度的方法很多，按照测量体是否与被测介质接触，可分为接触式测温法和非接触式测温法两大类。温度测量应用中有多种类型的传感器，其中有热敏电阻、热电偶等。热敏电阻由于体积小，重复性好，测量方法简单，所以在一般的测量系统中广泛应用，但是热敏电阻作为传感器的测温系统需要A/D转换，信号放大与处理，并且测量精度不高，这也是热敏电阻的缺点、不足。另一种热电偶传感器，能够检测更宽的温度范围，还具有较高的性价比。而且热电偶的鲁棒性、可靠性和快速响应时间使其成为各种工作环境下的首要考虑。但是，热电偶传感器也存在一些缺陷，比如线性特性较差，信号电平很低，常常需要放大或高分辨率数据转换器进行处理。随着科学技术的快速发展，特别是现代仪器的发展，微型化、集成化、数字化成为传感器发展的一个重要方向，本文所采用的DALLAS公司生产的一种新型温度传感器DS18B20，其优点急温度测量、A/D转换于一体，测量范围宽-55℃~+125℃，精度高达0.0625℃。它采用单总线协议，即与微机接口仅需要占用一个I/O端口，不需要任何外部原件，DS18B20能代替模拟温度传感器和信号处理单元，直接测量温度并以数字信号输出（9位数字码串行输出）极大的简化了整体电路，可使整个系统更加小型化、低功耗。由于DS18B20直接输出数字量，并直接与单片机连接，所以控制简单，它的单总线特性使其便于扩展，可以在一根总线上接挂多个DS18B20来扩展系统，组建测量网络。综上所述，采用DS18B20与单片机所组成的系统，结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣的测量环境，也适用于日常生活和工农业生产中，有很高的应用前景。
在设计中，对于水温的测量和控制，采用了单总线数字式温度传感器DS18B20，和单片机组成的系统，单片机采用AT89S52。整个系统只有一根信号线与单片机相连接，温度传感器又可直接输出数字信号，故系统电路简单可靠，功耗小，抗干扰能力强，又由于DS18B20精度高，且单片机AT89S52系统价格低廉，结构可靠，所以此系统在人们日常生活、工业生产和科学研究中可以得到广泛推广和应用。
本设计所介绍的水温测量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AT89S52，测温传感器使用DS18B20，用4位共阳极LED数码管以串口传送数据,实现温度显示,能准确达到以上要求。本课题主要是通过51系列单片机设计一个最小实验系统，通过实验研究使同学们能将自己所学的理论知识与实践工程设计联系起来掌握protel、keil、proteus等软件的基本使用方法，学会设计和制作电路板，掌握基本的电路焊接技术，掌握实验板的调试。

2.国内外主要参考文献（列出作者、论文名称、期刊名称、出版年月）。
1.李伯成.基于MCS-51单片机的嵌入式系统设计.电子工业出版社.2004
2.宗光华,李大寨.多单片机系统应用技术.国防工业出版社.2003
3.胡学海.单片机原理及应用系统设计. 电子工业出版社.2005
4.孙育才,王荣兴,孙华芳.ATMEL新型AT89S52系列单片机及其应用.清华大学出版社.2005
5.于京,张景璐.51系列单片机C程序设计与应用案例.中国电力出版社.2006
6.蔡杏山.Protel 99 SE 电路设计.人民邮电出版社. 2007
7.杨小川.Protel DXP 设计指导教程. 清华大学出版社.2003
三 研究内容
采用了新型数字温度传感器DS1820，在对其测温原理进行详细分析的基础上，提出了提高DS1820测量精度的方法，使DS1820的测量精度由0.5℃提高到0.1℃以上，实现高精度温度的测量。本课题主要研究如何用单片机来实现温度的测量和显示。掌握单片机的基本结构和特点，掌握单片机的指令系统和编程方法，掌握protel、keil、proteus等软件的基本使用方法，学会设计和制作电路板，掌握基本的电路焊接技术，掌握实验板的调试。通过实验来掌握单片机设计的基本步骤，基本方法和基本使用，为将来电路设计打下基础。
四 研究方案
拟采用的研究方法，技术路线，实验方案的可行性分析。

研究方案：从51单片机的基础知识入门，逐步延伸到系统的设计、制作和测试。
技术路线：以理论为基础，以试验为根本。
实验方案：在老师指导下完成电路图的设计，对原理图进行论证分析其正确性，电路元件的购买，自己动手焊接电路板，软件的编写，自己动手调试程序验证实验电路的正确性。

五 工作进度的大致安排
1、毕业设计选题并对选题进行相应的评估。1周时间
2、查阅资料，并写开题报告。1周时间
3、完成电路图设计，进行中期答辩。4周时间
4、完成全部电路板的焊接以及软件编写和调试。4周时间
5、选择相关的英文文献并翻译。1周时间
6、写毕业设计的论文，并准备答辩。2周时间
7、论文答辩并提交论文及相关资料。1周时间

六 设计成果
包括电路设计
电路图的绘制和器件的购买
电路板的焊接
软件编程
实验调试
完成毕业论文，参加答辩
做出一个小系统出来

六、指导教师审核意见：

指导教师签字：
　　 年　　月　　日
七、教研室评议意见：

教研室主任签字：

　　 年　　月　　日
八、系领导审核意见：

1．通过； 2．完善后通过；　　　　　３．未通过

系领导签字：　　　　
　　　　　　　　　　　 　　 年　　月　　日