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目 录
第一章 绪论 ............................................................ 1
1.1温度测量的发展现状 .............................................. 1
1.1.1 温度测量的成果 ............................................ 1 1.1.2 温度测量的实现 ............................................ 1 1.2温度传感器的研究现状 ............................................ 2 1.3研究课题探讨 .................................................... 3
1.3.1 研究内容 .................................................. 3 1.3.2 研究思路 .................................................. 3 1.3.3原理框图 ................................. 错误！未定义书签。
第二章 硬件电路设计 .................................................... 5
2.1 系统电路设计 ................................................... 5 2.2 单片机SST89E58D ................................................ 6
2.2.1 SST89E58D简介 ............................................ 6 2.2.2 功能框图 .................................................. 6 2.2.3 引脚分配 .................................................. 8 2.2.4 程序存储器 ............................................... 11 2.3接口芯片MAX232 ................................................ 11
2.3.1 MAX232简介 .............................................. 11 2.3.2 MAX内部结构 ............................................. 11 2.3.3 MAX232外部接线图 ........................................ 12
第三章 温度传感器DS18B20 ............................................. 14
3.1 温度传感器简介 ................................................ 14 3.2 DS18B20温度传感器 ............................................. 15
3.2.1 DS18B20引脚排列及说明 ................................... 16 3.2.2 DS18B20内部机构 ......................................... 17 3.2.3 DS18B20测温方法 ......................................... 21 3.2.4 DS18B20供电方式 ......................................... 22 3.3 DS18B20软件设计 ............................................... 24
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3.3.1 DS18B20初始化 ........................................... 25 3.3.2 写数据时序 ............................................... 27 3.3.3 读数据时序 ............................................... 27 3.3.4 读DS18B20序列号 ......................................... 30 3.3.5 温度转换和读取 ........................................... 32 3.4 按键程序 ...................................................... 33 3.5 单线多点式数字温度计程序 ...................................... 34
3.5.1程序框图 ................................................. 34 3.5.2 单线多点式数字温度汇编程序 ............... 错误！未定义书签。
第四章 液晶显示器LCD1620 ............................................. 36
4.1 LCD1620简介 ................................................... 36 4.2 LCD1620特性 ................................................... 36
4.2.1显示特性 ................................................. 36 4.2.2 物理特性 ................................................. 37 4.3 LCD1620内部结构 ............................................... 37 4.4 指令系统 ...................................................... 38 4.5 LCD1602显示程序设计 ........................................... 44
4.5.1 LCD1602初始化 ........................................... 44 4.5.2 液晶显示程序 ............................................. 45
第五章 系统调试 ....................................................... 47
5.1 实物展示 ...................................................... 47 5.2 硬件调试 ...................................................... 48
5.2.1 Keil C51下单片机开发流程 ................................ 48 5.2.2 硬件测试 ................................................. 48
结 论 ................................................................ 52 致 谢 ................................................................ 53 参考文献 .............................................................. 54 附录1 ................................................ 错误！未定义书签。 附录2 ................................................................ 56
西南交通大学本科毕业设计(论文) 第VII页 附录3 ................................................................ 57
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第一章 绪论
1.1温度测量的发展现状
1.1.1 温度测量的成果
在温度测量方面各国均取得了许多可喜的成果 ,其中前苏联的压电石英频率温度计分辨能力可达0.0001℃,理论上可达 0.00001 ℃,而且在 - 40 ℃～230 ℃范围内具有温度与频率的线性特性;日本利用所谓石英温度频率转换器 - 80 ℃～200 ℃的 温 度 范 围 , 最 大 分 辨 率 达0.0001℃;美国标准局研制的电阻温度计 25 欧标准铂电阻温度计 ,电桥分辨0.00002 ℃;我国生产的石英温度传感器分辨率达到 0.0001℃,误差在 0.05 ℃以内 ,中国航天工业总公司七 0 二所研制的 5901 ( STP -1000)型粘贴式测温片 ,其静态测温精度为 0.15 % ,快速响应时间小于0.1013s。
1.1.2 温度测量的实现
温度测量首先是由温度传感器来实现的。测温仪器通常由温度传感器和信号处理两部分组成。温度测量的过程就是通过温度传感器将被测对象的温度值转换成电的或其它形式的信号 ,传递给信号处理电路进行信号处理转换成温度值显示出来。温度传感器随着温度变化而引起变化的物理参数有:膨胀、电阻、电容、热电动势 ,磁性能、频率、光学特性及热噪声等等。随着生产的发展 ,新型温度传感器还会不断出现 ,目前 ,国内外通用的温度传感器及测温仪大致有以下几种:
热膨胀式温度计。所谓膨胀法即是利用物质的热膨胀(体膨胀或线膨胀)性质与温度的固有关系为基础实现的一种测温方法。基于此法所制成的仪表,习惯上称为膨胀式温度计。膨胀式温度计按选用的物质不同可分为液体膨胀式温度计 ,气体膨胀式温度计(压力式温度计)和固体膨胀式温度计三大类。对于液体膨胀式温度计 ,根据填充的工作液不同又可分为水银温度计和有机液体温度计;固体膨胀式温度计 ,按结构又可分为双金属温度计和杆式温度计两种。
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电阻温度计。热电阻是利用导体或半导体的电阻值随温度变化而变化的特性来测量温度的一种感温元件。使用热电阻作感温元件的温度计常称为电阻温度计。常用的热电阻有:铜电阻、铂热电阻和镍热电阻。热电阻必须与二次仪表配合使用才能指示出被测介质的温度。热电阻的测温原理是基于金属导体的电阻值随温度的变化而变化的特性 ,再用显示仪表测出热电阻的电阻值从而得出与电阻值相应的温度值。
辐射式测温仪表。辐射式测温仪表是指依据物体辐射的能量来测量其温度的仪表。它属于非接触式测量仪表 ,具有测量温度高 ,反应迅速 ,热惰性小等优点。该仪表适用于有腐蚀性的高纯度的物体以及运动状态物体的温度测量。在热处理行业中常用来测量高温盐炉 ,油炉和煤气炉的温度 ,由于它的感温部分不与测温介质直接接触。因此 ,其测温精度不如热电偶温度计高 ,测量误差较大 ,其测量范围一般在 400 ℃～3200℃。这类仪表有全辐射高温计 ,单辐射高温计和比色温度计三种。
1.2温度传感器的研究现状
温度传感器有四种主要类型：热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器(RTD)和IC温度传感器。IC温度传感器又包括模拟输出和数字输出两种类型。接触式温度传感器的检测部分与被测对象有良好的接触，又称温度计。
近年来，温度传感器正处于传统型向新型温度传感器转型的发展阶段。新型传感器的特点是微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化，它不仅促进了传统产业的改造，而且可导致建立新型工业和军事变革，是21世纪新的经济增长点。我国在传感器生产产业化过程中，应该在引进国外技术和自主创新两方面都不放松。在引进国外先进技术中，可以提高自己的技术，同时也满足了国内市场的需求，形成了传感器生产产业规模。
工业设备在制造过程中及整机性能测试中会遇到温度的测量，有些工业设备在运行中还要经常对温度进行测量和控制、实际在人们生产、生活和科学实验中还会遇到化学量、生物量(包括医学)，而所有这一切，从信号的角度来看，都需要通过温度传感器，将其转换成电信号(近代还可以转换成光信号)，而后再进行信号的传输、处理、存储、显示、控制??，从信息的角度看，这些信