文档介绍：完整优秀论文
1课题任务、功能要求说明及总体方案 10
课题设计任务 10
功能要求说明 10
方案的选择 10
设计原理 11
2硬件系统的设计 13
13
2总体电路图、PCB图、元器件布局图 18
元器件清单 18
3软件系统的设计 19
1 使用硬件资源的情况 19
各模块功能介绍 19
3 程序流程框图 19
22
4设计结论、仿真结果、误差分析 30
1 设计结论及使用说明 30
2 仿真结果 30
4. 3 误差分析 32
4. 4 设计体会 32
参考文献 34
致谢 35
附录一温度计总体电路图 36
附录二PCB图 37
附录三元器件布局图 38
附录四元器件清单 39
1课题任务功能要求说明及方案选择
XXX
设计一个具有特定功能的数字温度计。该数字温度计上电或按键复位后能自动 显示系统提示符“P.",进入准备工作状态。测量温度范围0°C〜99°C,测量精度小 数点后一位，可以通过开始和结束键控制数字温度计的工作状态。
本次毕业设计所做的温度计所实现的功能有：
在系统上电或按键复位后显示“P. ”，进入准备工作状态。
按开始键开始工作，按结束键系统停止工作。
该系统主要由温度测量和数据采集两部分电路组成，实现的方法有很多种，下 面将列出两种在日常生活中和工农业生产中经常用到的实现方案。
方案一
采用热电偶温差电路测温，温度检测部分可以使用低温热偶，热电偶由两个焊 接在一起的异金属导线所组成，热电偶产生的热电势由两种金属的接触电势和单一 导体的温差电势组成。通过将参考结点保持在已知温度并测量该电压，便可推断出 检测结点的温度。数据采集部分则使用带有A/D通道的单片机，在将随被测温度变 化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在 显示电路上，就可以将被测温度显示出来。热电偶的优点是工作温度范围非常宽， 且体积小，但是它们也存在着输出电压小、容易遭受来自导线环路的噪声影响以及 漂移较高的缺点，并且这种设计需要用到A/D转换电路，感温电路比较麻烦。系统 主要包括对A/D0809的数据采集，自动手动工作方式检测，温度的显示等，这几项 功能的信号通过输入输出电路经单片机处理。此外还有复位电路，晶振电路，启动 电路等。故现场输入硬件有手动复位键、A/D转换芯片，处理芯片为51芯片，执行 机构有4位数码管、报警器等。
方案二
采用数字温度芯片DS18B20测量温度，输出信号全数字化。便于单片机处理及 控制，省去传统的测温方法的很多外围电路。且该芯片的物理化学性很稳定，它能 用做工业测温元件，此元件线形较好。在0-100摄氏度时，最大线形偏差小于1摄 氏度。
DS18B20的最大特点之一采用了单总线的数据传输，由数字温度计DS18B20和 微控制器AT89C51构成的温度测量装置，它直接输出温度的数字信号,可直接与计算 机连接。这样，测温系统的结构就比较简单,体积也不大。采用51单片机控制，软件 编程的自由度大，可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制，而且体积小， 硬件实现简单，安装方便。既可以单独对多DS18B20控制工作，还可以与PC机通信 上传数据，另外AT89C51在工业控制上也有着广泛的应用，编程技术及外围功能电 路的配合使用都很成熟。该系统利用AT89C51芯片控制温度传感器DS18B20进行实时 温度检测并显示，能够实现快速测量环境温度，并可以根据需要设定上下限报警温 度。此温度控制系统先是DS18B20中数据经自身A/D转换后送入到单片机，然后经8255 显示输出，如果需要修改温度参数或者是查看设置和其他功能，软件写入相关命令。 总体框图如图1. 1所示。
图1. 1 DS18B20温度测温系统框图
从以上两种方案，容易看出方案一的测温装置可测温度范围宽、体积小，但是 线性误差较大。方案二的测温装置电路简单、精确度较高、实现方便、软件设计也 比较简单，故本次设计采用了方案二。
此系统是为多子系统的综合性控制系统，设计过程中也是分块实现设计调试， 最后进行综合实现，以下就从各子系统的工作原理进行分别进行说明。 示，首先器件上电复位，温度检测芯片DS18B20检测当前温度。单片机从DS18B20 中读出温度值，并与DS18B20非易失性存储器中的TH, TL值比较（其中TH为设定
温度最高值，TL为设定温度最低值），经DS18B20显示输出当前温度值。
图1. 2系统总体流程图