温度传感器的设计与实现 电气工程管理专业VIP免费

1引言在当今社会，对各种信息参数的准确性和精确性的要求越来越强烈。在今天的三个最重要的信息收集技术中，属于最顶端的是传感器技术，尤其是温度传感器技术的应用非常广泛。可以说，它涵盖了社会的各个方面，如在工业生产中，必须定期采集设备的运行温度。所以，温度采集方面的深层次研究在报警技术中发挥了巨大的作用。要向实现对温度的准确测定，必须在温度传感器上下足功夫。①过去一直使用的分立式温度传感器②可以发挥模拟集成作用的温度传感器③可以发挥智能集成作用的温度传感器。从1990年开始，数字温度传感器被人们发现并运用，成为微电子，计算机技术和自动检测技术的高潮。具体功能是输出温度数据以适应各种微控制器。科学发展使人们对传感器的功能要求越来越高。从集成到智能和网络化，它正在迅速发展。并且高科技技术的发展以及人们对总线可靠性要求的提高，加快了虚拟传感器技术研发以及单片温度测量系统的开发等。在这里，本课题会详细研究集成温度传感器DS18B20中的基本构成要素，全面探讨它的基本控制功能，对STC89C52单片机运行原理进行分析，探究数字温控装置的功能和程序设计。易于控制，温度的输出形式主要是数字，这种途径基本被运用在那些严格要求温度范围的情况。当然，它也被广泛地使用在学校的实验室中。温度控制器中常用的单片机类型是STC89C52，普遍使用的温度测量传感器形式主要是DALLASDS18B20，通过数码管的形式来实现温度显示。2设计内容及性能指标该设计主要基于单片温度报警系统，并着重于其硬件和软件设计。详细描述了功能模块。STC89C52MCU实时检测温度传感器DS18B20的状态，并处理DS18820C收集的温度数据。上电后，数码管显示当前的环境温度值。使用按钮设置高温和低温报警值。蜂鸣器鸣响，在报警灯亮起来的时候，温度检测准确值将会始终维持在0.1度左右。此外，系统可以发挥掉电保存的基本功能，由于很多的数据都会在EEPOM中进行存储，设置界面显示之后，若按钮没有被及时地按下，则将要自行退出。3系统方案比较、设计与论证从系统的基本内容来看，大致包括这样的几个内容：首先是温度采集，其次是温度设定，最后是状态显示。下面将进行详细说明：3.1主控制器模块方案1：控制器的形式是CPLD。它能够发挥多个不同的逻辑功能，如宽范围，高密度，小尺寸，高稳定性，丰富的IO资源，以及易于扩展的功能。并行的输入输出被使用的方案，不仅对系统的速度有所提升，而且容易应用于具有非常大的控制系统中。但是另一方面，此系统对于逻辑功能的要求并不很高。因此，基于经济成本的考虑，我们暂且不使用这个方案。方案2：在本课题中，系统的核心内容是STC89C52MCU，控制温度报警功能，完成需求中的性能指标。通常，该系统侧重于温度和报警功能的自动显示。通过这种方式，MCU能够实现对不同资源的合理配置，在控制性能上较为强大。此外，它在寻址操作功能上也发挥了较大的优势，由于低价格的特征，受到了人们的青睐。对于位操作指令而言，STC89C52微控制器也有很大的优势，I/O端口可通过位寻址。对于这种设计也足够了，应该提到的是，STC89C52微控制器的使用成本非常少。3.2温度测量方案1：温度收集功能的实现由数字温度传感器DS18B20实现，输出信号的种类全部是数字信号。能够有效地管理与控制单片机，基本消除了过去测量上的额外电路。该芯片的物化性质非常稳定，可用做工业温度测量元件，该元件具有更好的线形。偏差始终都比1小得多。对于DS18B20技术而言，最大的优势在于单总线数据传输行为的使用，温度测量设备中包含了两大器件：首先是STC89C52，其次是DS18B20。因此，测温系统所发挥的基本功能非常简单，它具有较小的体积。通过单片机来实现了控制功能，软件编程的自由度非常高，软件编程的功能不仅在于多种算法的实现，也在于实现逻辑控制功能。从它的实际运行原理来看，在硬件安装上非常简单化。DS18B20在控制电路上具有一定的独立性，当然也能够通过PC上传数据。方案2:温度的测量主要借助热电偶温度差来实现，通过低温热电偶技术来实现对温度的有效检测，热电偶的构成要素是具有不同性质的2个类似金属导体。而热电偶所引起的热电势通常包...