综合设计报告-张斌0127

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1、综合设计（论文）设计（论文）题目：温度测控系统设计学院名称：电子与信息工程学院专业：电子科学与技术班级：电科111姓名：张斌学号11401090127指导教师：胡劲松职称教授定稿日期：2014年1月5日14前言本次设计是基于DS18B20温度传感器的温度测控的软硬件设计。本测温系统分为温度测量和加热输出两个系统。MCU采用ATMEGA48P单片机，这是考虑到AVR系列单片机是目前国内主流的教学使用MCU，而且用AVR系列单片机控制采集与传输也完全可以满足系统设计要求。显示用LCD1602液晶显示屏，实

2、时显示测量温度，加热输出采用PWM控制，用发光二极管来模拟，能设置目标温度，能设置报警温度阈值，超过了进行报警，报警采用液晶屏幕显示。经测试，这套系统具有运行可靠、实时性强、精度高等优点。关键词:ATMEGA48P单片机、DS18B20温度传感器、LCD160214目录1、综合设计任务书2、方案分析与设计3、硬件设计4、软件设计5、软件仿真6、作品联调7、总结与体会8、参考文献9、附件（含程序清单）141、综合设计任务书一、总体要求1．对实际系统进行分析、写出系统分析报告。2．在Proteus平台给出

3、仿真效果；3．给出硬件设计书。4．给出软件设计书。5．硬件电路的搭建与调试。6．软件的编制与调试。7．系统联调。8．提交综合设计报告。二、综合设计的内容和要求题目：温度测控系统设计内容和要求：用单片机开发一个温度测量控制系统，显示用16*2的液晶，实时显示测量温度，加热输出采用PWM控制，用发光二极管来模拟，能设置目标温度，能设置报警温度阈值，超过了进行报警，报警采用液晶屏幕显示。时间：3周。提交：1.原理图和PCB板图；2.仿真文件和程序；3.能演示的作品；4.综合设计报告。三、综合设计报告格式1．

4、对设计系统进行分析、写出设计书；2．给出完整的硬件原理图，PCB板图；3．给出软件结构图；4．提交应用程序的源程序清单；5．心得体会。四、综合设计评分1.仿真演示评分（20）；142.作品评分（30）；3.设计报告评分（50分）；2、方案分析与设计本系统分温度测量和加热输出。主要由温度采集模块、加热输出模块、LCD显示模块、控制系统模块组成。2.1温度采集的论证与选择方案一:采用DS18b20芯片。该芯片精度高,操作简单。方案二:采用NTC热敏电阻。热敏电阻有电阻值随温度升高而升高的正温度系数简称PT

5、C。热敏电阻和电阻值随温度升高而降低的负温度系数简称NTC。运用热敏电阻的特性，结合A/D转换电路送至MCU处理，就可以换算到环境的温度。综上所述，选择方案一。1.2控制系统的论证与选择本设计MCU采用ATMEGA48P，这是考虑到AVR系列单片机是目前国内主流的教学使用MCU，而且该系统对MCU的单片机要求不高，用AVR系列单片机控制采集与传输也完全可以满足系统设计要求。3、硬件设计3.1硬件方框图图1硬件方框图143.2MCU模块MCU模块是本设计的核心模块，ATmega48是基于增强的AVRRI

6、SC结构的低功耗8位CMOS微控制器。ATmega48的AVR内核具有丰富的指令集和32个通用工作寄存器。所有的寄存器都直接与算逻单元(ALU)相连接，使得一条指令可以在一个时钟周期内同时访问两个独立的寄存器。这种结构大大提高了代码效率，并且具有比普通的CISC微控制器最高至10倍的数据吞吐率。3.3LCD液晶显示模块本模块主要用于与MCU模块接口，提供中文或图形的液晶显示，在该系统中LCD1602实时显示测量温度，报警也采用液晶屏幕显示。4、软件设计4.1算法设计利用ATmega48的ADC端口将经

7、过与参考量比较处理后的模拟量转换成以二进制数值表示的离散信号，用以表示温度的大小。5、软件仿真将所编写的程序（见附录）通过软件编译，出现错误时先在运行停顿临近处寻找错误，若查找不出，再一步步运行查找，改正错误并重新编译，编译成功后下载到实验箱进行进一步测试。在整个设计模块中，调试是重要的步骤，也是考验人耐心的一步，只有耐心的将调试所得结果进行思考分析，然后修改程序中某些小细节，重复这些细小但又重要的步骤才能将温度测控仪更精确。144、作品联调6.1硬件测试与调整经过测试146.3整体指标测试4、总结与

8、体会7.1设计任务完成情况通过老师的理论指导，我们对各个模板有了一定的了解认知。经过小组间的设计与实验，在老师的帮助下，在比较短的时间内第一个完成作品，较为精确的完成了简易频率计，误差控制在0.1%以内，完成所有的基础部分和发挥部分的要求，性能达到并超过了设计要求。7.2问题及改进初步调试显示屏太亮，结果误差较大，通过修改定时器的定时参数，使得误差最后调整为0.1%，更为精确的达到了设计指标。7.3心得体会通过本次实验，认识了解了温度传感器的应用，我学到