研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学院有关保管使用学位论文的规定，同意学院保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士学位论文评选机构将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书。不保密。作者签名年月日导师签名年月日摘要随着人们生活水平的不断提高，单片机控制无疑是人们追求的目标之，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中数字温度计就是个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作科研生活提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手，切向着数字化控制，智能化控制方向发展本文介绍了种基于的数字温度计设计方案。本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用方案。利用单片机控制进行数据采集并由液晶显示模块显示结果，另外，采集结果可由接口送入计算机显示并存储。按键控制实现过界报警温度设定和实时监控，利用芯片进行存储，实现温度测量存储与再现。关键字温度采集存储再现过界报警串行通信摘要引言选题目的和意义国内外目前的研究进展和成果本课题研究的内容总体设计方案论证温度传感器单片机系统电源模块显示模块确定方案总体设计硬件设计单片机系统温度传感器模块原理电路连接液晶显示模块存储模块结构工作原理的连接电路串口通信模块电源模块软件设计主程序流程模块程序设计程序流程程序源码驱动程序设计程序流程程序源码存储模块程序设计程序流程程序源码单片机端通信程序设计程序流程程序源码端通信程序设计程序流程程序源码测试及结果分析结论致谢参考文献附录程序源码附录总体完全电路图引言选题目的和意义随着电子技术的发展，人们的生活日趋数字化，多功能的数字温度计可以给我们的生活带来很大的方便支持线总线接口的温度传感器简化了数字温度计的设计，降低了成本以美国半导体公司的单总线温度传感器为核心，以公司的为控制器设计的温度控制器结构简单测温准确具有定控制功能的智能温度控制器。那么，单片机控制无疑是人们追求的目标之，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中数字温度计就是个典型的例子，但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作科研生活提供更好的更方便的设施就需要从数单片机技术入手，切向着数字化控制，智能化控制方向发展。国内外目前的研究进展和成果测量温度的关键是温度传感器，温度传感器的发展经历了个阶段传统的分立式温度传感器模拟集成温度传感器智能集成温度传感器。目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式从集成化向智能化网络化的方向发展。在这个信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现的时代。能够工作的温度检测和显示系统应用于诸多领域。传统的温度检测以热敏电阻为温度敏感元件。热敏电阻的成本低，但需后续信号处理电路，而且可靠性相对较差，测温准确度低，检测系统也有定的误差。与传统的温度计相比，这里设计的数字温度计具有读数方便，测温范围广，测温精确，数字显示，适用范围宽等特点。选用型单片机作为主控制器件，作为测温传感器通过液晶显示模块显示结果，实现温度显示。通过直接读取被测温度值，进行数据转换，该器件的物理化学性能稳定，线性度较好，在最大线性偏差小于。该器件可直接向单片机传输数字信号，便于单片机处理及控制。另外，该温度计还能直接采用测温器件测量温度，从而简化数据传输与处理过程。本课题研究的内容本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用，该设计控制器使用系统，测温传感器使用，由液晶显示模块显示结果，能准确达到以上要求。总体设计方案论证温度传感器方案采用热敏电阻可满足测温要求，但热敏电阻精度低，重复性和可靠性较差，对于精度要求较高的测温不适用，而且采用热敏电阻要求复杂的电路和算法，增加了设计复杂度。方案二采用专用的集成温度传感器如和数字化温度传感器测温，数字化温度传感器具有接口简单直接数字量输出精确度高等优点。数字温度传感器接线方便，封装成后可应用于多种场合，如管道式，螺纹式，磁铁吸附式，不锈钢封装式，型号多种多样，有，等等。主要根据应用场合的不同而改变其外观。封装后的可用于电缆沟测温，高炉水循环测温，锅炉测温，机房测温，农业大棚测温，洁净室测温，弹药库测温等各种非极限温度场合。耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。是公司的最新单线数字温度传感器，它是世界上第片支持线总线接口的温度传感器。线总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，它的测量温度范围为，在范围内，精度为，现场温度直接以线总线的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性，适合于恶劣环境的现场温度测量，如环境控制设备或过程控制测温类消费电子产品等，支持的电压范围，使系统设计更灵活更方便更便宜体积更小。可以程序设定位的分辨率，精度为，分辨率设定及用户设定的报警温度存储在中，掉电后依然保存。因此，本方案选用作为温度测量传感器。单片机系统目前比较流行系列单片机和凌阳单片机。单片机需要用仿真器来实现软硬件的调试，较为繁琐是种低功耗高性能位微控制器，具有在系统可编程存储器。使用公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业产品指令和引脚完全兼容。片上允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的位和在系统可编程，使得在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。八位单片机除具有单片机所有的优点外，具有更大的程序存储空间，可在线仿真的功能，方便调试。凌阳十六位单片机虽然可以更好的完成控制功能，但较八位单片机价格昂贵，而且编程以及外围功能电路的设计都不及成熟。因此，选用八位单片机作为温度采集的控部分。电源模块采用普通的直流电源实现电路简单，而且采用集成电源芯片设计的直流电源电压比较稳定，完全满足系统各模块的供电要求，但是普通直流电源体积比较大，变压器的散热对测温精度也有影响，所以，选用锂离子手机充电电池和配套的锂电池充电器作为系统的供电模块。手机用的锂电池电压范围是到，限定充电电压是，完全满足和等各模块的工作电压范围。显示模块由于系统要求实现测量环境温度测量体温过界报警设置温度存储再现等多种功能，要显示的信息不仅仅是温度值，所以采用数码管显示几乎不可能。另外，手机电池电量有限，而数码管耗电较大，不符合设计要求。因此，选用常见的液晶显示模块显示测温结果。确定方案为了不失通用性和智能性，本方案采用单片机作为控制器，单总线温度传感器进行温度采集。电源部分没有采用普通的直流电源而利用锂离子手机充电电池和配套的锂电池充电器，手机用的锂电池电压范围是到，限定充电电压是，完全满足和等各模块的工作电压范围。由于手机电池电量有限，所以显示模块使用液晶显示模块而没有使用数码管。总体设计本方案设计的系统由按键控制模块单片机系统温度传感器模块液晶显示模块存储模块串口通信模块和电源模块组成，其总体架构如图。图系统总体设计程序控制串口通信模块温度传感器模块按键模块储存模块单片机系统液晶显示模块电源模块硬件设计单片机系统该方案采用单片机作为控制器，完成所有的控制功能，包括温度传感器的初始化和读取温度值液晶模块驱动按键识别和控制温度存储及读取和机的串口通信单片机系统的电路如图。图单片机系统电路温度传感器模块温度传感器模块如下图，使用外部电源，可以减少程序复杂程度。特性独特的单线接口仅需个端口进行通讯简单的多点分布应用无需外部器件可通过数据线供电零待机功耗测温范围温度以位数字量读出温度数字量转换时间位用户可定义的非易失性温度警报设置报警搜索命令识别并超过程序限定温度温度报警条件的器件应用包括温度控制工业系统消费品温度计或任何热感测系统原理采用脚封装或脚封装，管脚排列如图所示。图中为地，为数据输入输出端即单线总线，该脚为漏极开路输出，常态下呈高电平，是外部电源端，不用时应接地，为空脚。图的外部结构内部主要包括寄生电源温度传感器位激光单线接口存放中间数据的高速暂存器内含便笺式，用于存储用户设定的温度上下限值的和解发器存储与控制逻辑位循环冗余校验码发生器等七部分，内部结构如图。图内部结构寄生电源由二极管和寄生电容组成，电源检测电路用于判定供电方式，寄生电源供电时，端接地，器件从单线总线上获取电源，在线呈低电平时，改由上的电压继续向器件供电。该寄生电源有两个优点第，检测远程温度时无需本地电源第二，缺少正常电源时也能读。若采用外部电源，则通过向器件供电。光刻中的位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该的地址序列码，如图所示。图位的结构开始位是产品类型标号，接着的位是自身的序列号，最后位是前面位的循环冗余校验码。光刻的作用是使每个都各不相同，这样就可以实现根总线上挂接多个的目的。主机操作的命令有五种，如表所示。表的命令指令说明读读的序列号匹配继读完位序列号的个命令，用于多个时定位跳过此命令执行后的存储器操作将针对在线的所有搜识别总线上各器件的编码，为操作各器件作好准备报警搜索仅温度越限的器件对此命令作出响应测量温度时使用特有的温度测量技术。其内部的低温度系数振荡器能产生稳定的频率信号，高温度系数振荡器则将被测温度转换成频率信号。当