精密数字温度计毕业论文

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1、精密数字温度计毕业论文1引言温度是日常生活、工业、医学、环境保护、化工、石油等领域最常遇到的一个物理量。测量温度的基本方法是使用温度计直接读取温度。最常见到的测量温度的工具是各种各样的温度计，例如，水银玻璃温度计，酒精温度计，热电偶或热电阻温度计等。它们常常以刻度的形式表示温度的高低，人们必须通过读取刻度值的多少来测量温度。利用单片机和温度传感器构成的电子式智能温度计就可以直接测量温度，得到温度的数字值，既简单方便，又直观准确。在传统的温度测量系统设计中，往往采用模拟技术进行设计,这样就不可避免地遇到诸如引

2、线误差补偿、多点测量中的切换误差和信号调理电路的误差等问题；而其中某一环节处理不当，就可能造成整个系统性能的下降。随着现代科学技术的飞速发展,特别是大规模集成电路设计技术的发展，微型化、集成化、数字化正成为传感器发展的一个重要方向。美国Dallas半导体公司推出的数字温度传感器DSl8B20，具有独特的单总线接口，仅需要占用一个通用I/O端口即可完成与微处理器的通信；用户可编程设定9～12位的分辨率。以上特性使得DSl8B20非常适用于构建高精度、多点温度测量系统。本课题设计的高精度数字温度计选用DS18B

3、20数字温度传感器，它与单片机组成一个测温系统，具有线路简单、体积小等特点，而且一条总线可连接多个器件，可以构成一个低电压低功耗的多点数字测温系统，十分方便，也适合于恶劣环境下进行现场温度测量，有广泛的应用前景。362概述2.1系统概述在日常生活及工农业生产中经常要用到温度的检测及控制，传统的测温元件有热电偶和热电阻。而热电偶和热电阻测出的一般都是电压，再转换成对应的温度，需要比较多的外部硬度支持，硬件电路[1]复杂，软件调试复杂，制作成本高。故本设计使用集成传感器DS18B20作为测温传感器。系统主要分为

4、温度采集模块，数据传输模块，报警模块，LED显示模块和供电模块。系统设计原理图如图2-1所示。DS18B20采集温度数据传输报警功能LED显示温度值供电电源图2-1精密数字温度计的设计原理图本数字温度计设计采用美国DALLS[2]半导体公司继DS18B20之后推出的一种改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件，测温范围为－55℃～＋125℃，最大分辨率可达0.0625℃。DS18B20[3]可以直接读出被测温度值，而且采用3线制与单片机相连，减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的特点。数字温度系

5、统有以下几个发展趋势：（1）数字测温系统的小型化，便于携带。测温仪器的应用场合已经走出实验室，需要便携式测温计。超大规模集成(VLSI)新器件、微机电系统(MEMS)、圆片规模集成(WSI)和多芯片模块(MCM)等，采用微控技术、微加工技术、微检测技术、微光源、微分光光学系统、微传感器等，使测温仪器产品体积缩小，精度提高成为可能。（2）数字测温系统的精确化，使测温能力更加精确。数字技术的出现把模拟仪器的准确度、分辨力与测量速度提高了几个量级，单片机的引入，使仪器的功能发生了质的变化，从单纯的接受、显示转变为

6、控制、分析、处理、计算与显示输出，从用单个仪器进行测量转变成用测量系统进行测量。测量仪器技术指标的提高是行业发展的追求，如测量范围，电阻从超导到1014Ω，温度从接近绝对零度到1010℃。如测量准确度，时间测量从30万年不差1秒提高到600万年不差1秒。36（3）数字测温系统的多用途化，不仅可以测室温，液温，甚至在极端条件下也能准确地测温。2.2本设计方案思路本设计以检测温度并显示温度提供上下限报警为目的，按照系统设计功能的要求，确定系统由5个模块组成：主控器[4]、测温电路，报警电路，按键电路及显示电路。

7、系统以DS18B20为传感器用以将温度模拟量转化为电压数字量以总线传入单片机，以ATmega16为主芯片，在主芯片对DS18B20传入的温度值进行处理，由单片机程序控制，将经处理后的温度由LED数码管显示出来。本系统具有电路简洁，性能可靠等特点，易于实现。2.3研发方向和技术关键（1）合理使用温度传感器，提高系统的精度；（2）外加存储器，提供强大的存储功能；（3）与微机进行数据传输，方便数据的统计、保存、显示和查询。2.4主要技术指标（1）测温范围：－55℃～＋99℃（2）测量精度：0.1℃（3）数字显示位

8、数：四位（4）最大测量温度：超过150℃363总体设计数字温度计是一种将模拟温度数据转化成数字温度数据并加以显示的系统。由传感器测得模拟温度数值，并将其转化为数字信号，通过串行通信的方法将数据传送给单片机，并由单片机处理后显示。本设计采用ATmega16为控制部件，用4位共LED数码管动态扫描的方式来显示所测的温度值，温度值的最小精确度为0.1℃，基本上满足一般的要求。温度传感器采用DS18B20，其传感器为数字