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1、中原工学院机电学院机电系统综合课程设计说明书（2014-2015学年第1学期）专业：机械电子工程课设题目：大气温度检测系统姓名：学号：班级所在小组：大气温度检测组小组分工：软件的编程和调试指导教师：完成日期：2015年1月14日机械电子工程教研室大气温度检测目录设计任务书11.设计目的与意义22.设计内容和要求22.1方案确定22.2设计内容42.3设计要求43.设计进度安排44.机电系统设计的分析和说明………………………………………………………54.1控制设计54.2机电系统的调试165.机电综合课
2、设结论176.机电综合课设的收获、体会和建议187.参考文献188.附录19大气温度检测设计任务书题目设计大气温度检测系统设计任务要求设计合理可行的方案来实时准确的检测大气的温度，可以采用数字显示，也可采用模拟信号进行指针显示等，只要设计符合要求即可。时间进度1月1日决定方案采用数字显示；1月2日进行硬件的选取；1月3日进行原理图的绘；1月4日进行PROTUESE的绘制；1月5日~1月7日进行写编程；1月8日~1月9日进行编程的调试和仿真；1月10日~1月11日进行硬件的焊接；1月12日到1月14日进
3、行设计说明书的书写；1月15日进行课设答辩；主要参考书籍和资料[1]张俊.匠人手记[M].北京航空航天大学出版社，2014.1[2]刘海威.单片机及应用系统设计原理与实践[M].北京航空航天大学出版社，2009.7[3]王守中.DIY玩转51单片机[M].电子工业出版社，2013.2[4]张越，张炎，赵延军.微电子学[J].2007，37（5）任务分工备注0大气温度检测大气温度检测课程设计说明书1.设计目的与意义微机测量和控制技术在经济迅速发展的今天,已被广泛应用于人类生活中,如工业控制、自动检测、智
4、能仪器仪表、家用电器、等各个方面。而主控制器是每个控制系统不可或缺的部分,正因为单片机有体积小,重量轻,抗干扰能力强,环境要求不高,价格低廉,可靠性高,灵活性好,开发较为容易等优点,所以它是很多设计人员的首选控制器。而在人们的日常生活或工业生产中,经常要对温度进行检测及控制。在许多场合器材设备对温度的要求非常高,而传统的温度计反应速度慢、读数麻烦、测量精度不高、误差大,所以需要设计一种高精度的温度计。为了在很大程度上提高对温度的控制水平,因此以单片机为核心的温度采集与控制系统很有用研发和应用意义。本文
5、设计一个可以实时检测并显示当前的温度数据的系统,文章以AT89C51单片机,DS18B20温度传感器为硬件基础,主要介绍了相关的硬件电路的连接和相关应用程序。硬件电路主要包括ATC89C51单片机最小系统,测温电路、LCD显示电路等。系统程序主要包括主程序、读出温度子程序、计算温度子程序、LCD显示模块的显示程序等。2.设计内容和要求2.1方案确定方案一基于热敏电阻的温度计设计 方案一主要由热敏电阻、电桥电路，指针仪器组成。热敏电阻的电阻值随温度升高而迅速下降，因为热敏电阻由半导体制成，在半导体内部，
6、自由电子数目随温度的升高增加，导电能力增强，虽然原子振动会加剧并阻碍电子的运动。但作用对导电性能影响很小，温度上升会使电阻下降。其原理图如图1所示。25大气温度检测方案二基于DS18B20的数字温度计设计 方案二主要也由数字温度传感器、单片机控制电路、LCD显示电路组成。DS18B20 测量温度采用了特有的温度测量技术。它是通过计数时钟周期来实现的。低温度系数振荡器输出的时钟信号通过由高温度系数振荡器产生的门周期而被计数。计数器被预置在与- 55 ℃相对应的一个基权值。如果计数器在高温度系数振荡周期结
7、束前计数到零,表示测量的温度值高于- 55℃,被预置在- 55 ℃的温度寄存器的值就增加1℃,然后重复这个过程,直到高温度系数振荡周期结为止这时温度寄存器中的值就是被测温度值,这个值以16 位形式存放在便笺式存贮器中,此温度值可由主机通过发存贮器读命令而读出,读取时低位在前,高位在后。斜率累加器用于补偿温度振荡器的抛物线特性。读出的二进制数可以直接转换为十进制由单片机驱动数LCD显示输出。其结构框图如图2所示。图2 方案选择 方案的选择即是传感器的选择。对比二种方案可以得知，方案一是采用模拟式温度传感
8、器并且采用指针输出，热敏电阻精度低，其中各种转换电路、放大电路的使用连接电路比较复杂，同时指针式仪表读数存在误差没有数字式更为直观。方案二采用数字式温度传感器。数字式温度传感器输出的是随温度变化的数字量，更直观，与模拟输出相比，它输出速度响应较慢，但容易与MPU接口。其还能输出温度数据及相关的温度控制量；能以最简方式构成高性价比、多功能的智能化温度控制系统，并且DS18B20价格相对便宜，益于买到。更重要的是该控制系统采用单片机控制，而单片机具有灵敏度高
