基于单片机的温度检测系统设计

********大学毕业设计（论文）I摘要在工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。其中，温度测量越来越重要。在工业生产的很多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测。采用单片机对温度进行检测不仅具有控制方便、简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高温度检测的性能指标，从而能够提高产品的质量和数量。单片机是一种集CPU、RAM、ROM、I/O接口和中断系统等部分于一体的器件，只需要外加电源和晶振就可实现对数字信息的处理和检测。因此，单片机广泛用于现代工业检测中。本设计侧重介绍单片机温度检测系统的硬件及软件设计的内容。采用电流型温度传感器AD590来构架温度采集系统，主控芯片采用AT89S51单片机。系统把采集到的温度值的模拟量通过ADC0809的一个通道输入ADC0809进行A/D转换，然后通过软件程序控制单片机将转换的结果进行数值变换后送入数码管进行显示。系统设计还包含温度报警系统。如果系统测得温度超过设定的温度值范围，报警系统开始工作。报警系统由一个自激震荡蜂鸣器、三极管(NPN)和发光二极管组成。关键词：MCS-51；AT89S51；A/D转换；温度检测********大学毕业设计（论文）IIABSTRACTInindustrialproduction,current,voltage,temperature,pressure,flow,flowrateandswitchesareoftenusedascontrolledparameters.Thetemperaturemeasurementsareincreasinglyimportant.Inmanyareasoftheindustrialproduction,peopleneedtodetectthetemperatureofthevarioustypesoffurnace,heattreatmentfurnaceandboiler.Itisnotonlyconvenient,simpleandflexibleusingtheSingleChipMicrocomputer(SCM)todetectthetemperature,butalsoitcanimprovetheperformanceindexoftemperaturedetection,thusitcanimproveproductqualityandquantity.TheSCMisakindofintegrateddevicewhichismadeupofCPU,RAM,ROM,I/Ointerfaceandinterruptsystem.Itcanachievedigitalinformationprocessingandtestingonlywiththepowerandthecrystal.Therefore,theSCMiswidelyusedinmodernindustrialdetection.Inthepaper,itfocusesonthecontentofthehardwareandsoftwareofTheSCMtemperaturedetectionsystem.WeusetheAD590toformtemperatureacquisitionsystem,anduseAT89S51ascontrollerchip.TheanalogtemperatureiscarriedintotheADC0809forA/DconverterthroughonechanneloftheADC0809inthesystem.FinallytheconversionresultsaredisplayedthroughLED.Whenitisoutofthemaximumortheminimumofthetemperaturewehavesetinadvance,thealarmsystemworks.Thealarmsystemismadeupofself-concussionbuzzer,thetransistor(NPN)andLEDcomponents.Keywords：MCS-51;AT89S51;A/Dtransformation;Temperatureexamination********大学毕业设计（论文）III目录摘要......................................................................IAbstract.................................................................II第1章绪论...............................................................11.1课题的意义和背景...................................................11.2温度测量的发展现状.................................................11.3设计任务及要求.....................................................21.4设计思路...........................................................2第2章系统硬件原理及组成.................................................32.1主控芯片AT89S51....................................................32.1.1主要特性........................................................32.1.2管脚说明.......................................................42.1.3振荡器特性.....................................................62.1.4芯片擦除.......................................................62.2高精度运算放大器OP07...............................................62.3集成温度传感器.....................................................82.3.1AD590简介......................................................82.3.2AD590的工作原理................................................92.4A/D转换器概述.....................................................122.4.1A/D转换原理...................................................122.4.2ADC0809简介...................................................132.4.3ADC0809引脚与单片机连接.......................................152.5系统电路图........................................................152.5.1温度采集系统电路..............................................152.5.2A/D转换系统电路...............................................172.5.3显示系统电路..................................................172.5.4报警系统电路..................................................18第3章系统软件设计......................................................213.1温度测量系统程序流程..............................................213.2温度采集程序系统..................................................223.3A/D转换程序系统...................................................233.4报警系统..........................................................24第4章实验数据分析......................................................26结论.....................................................................31参考文献.................................................................32********大学毕业设计（论文）IV附录1(系统程序清单).....................................................33附录2(毕业设计实物图)...................................................38致谢.....................................................................39********大学毕业设计（论文）1第1章绪论1.1课题的意义和背景单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛，温度则是人们日常生活中常常需要测量的一个量[1]。从身旁的衣食住行的任何一方面来看，可知温度与我们的生活中有着密切的关系。温度是广泛支配物理现象和化学反应和生命活动等现象的基本参数。为了了解和控制温度，它的测量从宇宙科学到日常生活现象以及科学研究，如各种产业、气象、医疗、环境、器械、汽车等极其广泛的范围内都得到广泛的应用。特别是在产业中，温度的测量和控制则是更加的频繁。不必说生产管理和质量管理，仅是从安全、节能等目的来说，它也占有极为重要的位置[2]。伴随着技术的高度化和多样化，对温度测量的需求也要求高度化和多样化。因此，对于温度测量提出了在各种领域中各种温度范围、测量环境、响应速度、精确度等多样化及高度化的测量要求[3]。1.2温度测量的发展现状温度传感器种类繁多，目前国内热电阻与热电偶占1/3，绝大部分采用接触式温度测量[4]。近年来测量又有了新发展，比如采用辐射及光纤测量。而在新型测量元件与传感器方面有：半导体集成电路温度计、石英温度计、超声波温度计、激光温度计、微波温度计[5]。我国采用SiC、Al2O3管插入热电偶测量的相应位置。再用光电和辐射形成辐射温度测量。如WFT-202(高温辐射非接触式辐射测温仪表)，它是根据物体的热辐射效应原理来测量物体表面的温度[6]。它应用于冶金、机械、硅酸盐及化学工业部门等连续测量各种熔炉、高温窑、盐浴池等场合的温度，以及其他不适合用热电偶测量温度的场合。WFT-202芯片的主要技术指标：(1)感温器的正常工作环境温度：10～80℃；