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摘 要 :温度是工农业生产与科学研究中最常见的被测物理量之一， 对温度的精确检测及实时控制是温控系统的关键问题。 本文在对常用测温方式的测量原理及技术实现进行研究的基础上， 采用8051单片机为核心控制芯片， 以DA型线性PN结温度传感器作为信息获取单元，综合使用矩阵键盘、数字显示模块等功能器件，结合硬件电路设计与软件编程技术，给出了一种温度检测与控制的解决方案，并对温度参数的PID控制进行了研究。本方案简单易行，成本低，功能扩展性强，能完成温度的检测、显示、报警、控制等功能，可用于多种温控场合。62907
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毕业论文关 键 词 ： 温度测量，温度控制，单片机，PN结温度传感器
Abstract：Temperature is one of the most common physical quantities measured among theindustrial and agricultural production and scientific research. In this paper, on the basis oftemperature measurement principle and technology researching on, using 8051 as the corecontrol chip, DA type linear PN junction temperature sensor as an information acquisition unit.Comprehensive use matrix keyboard, digital display modules and other devices, combining withhardware circuit design and software programming techniques, which gives a solution oftemperature measurement and controlling and studies on that PID controls temperatureparameters. The program is simple, low cost, functional scalability, it can complete temperaturedetection, display, alarm, and control functions and can be used for a variety of temperatureoccasions.
Keywords： temperature Measurement,temperature control,SCM,PN junction temperature sensor
目 录
1 绪论 2
1.1 单片机的发展现状.. 2
2 测温系统总体设计 2
2.1 系统设计任务和性能要求. 2
2.2 系统硬件方面.. 3
2.3 系统软件方面.. 4
3 测温系统硬件设计 4
3.2 1/O扩展电路 .. 6
3.3 显示和键盘输入电路. 10
3.4 外部数据存储器扩展电路 11
3.5 温度传感器的选择 12
3.6 A/D转换电路 . 16
4 测温系统软件设计.. 18
4.1 外扩芯片端口地址和控制命令字 18
4.2 系统主程序设计.. 20
4.3 8155子程序设计 . 22
4.4 LED显示子程序设计和键盘扫描子程序设计 .. 22
4.5 AD转换子程序设计 .. 25
4.6 数字滤波子程序.. 27
4.7 PID控制算法 . 29
5 调试运行. 30
5.1总电路图 30
5.2对各路温度传感器的标定 . 31
结论.. 33
参考文献. 34
致谢.. 35
1 绪论1.1 单片机的发展现状
1.1.1 单片机的概况单片机（MCU）作为微型计算机的一个分支，自 20 世纪 70 年代问世，具有极高的性价比且受到人们的重视和关注，应用很广，发展十分迅速。广大工程技术人员通过学习有关单片机的知识后，也能依靠自己的力量来开发所希望的单片机系统，并可获得较高的经济效益。1.1.2 单片机的应用单片机应用的领域广泛，大致可分如下几个范畴: 智能仪器:单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、电流、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、 智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。例如精密的测量设备(电压表、功率计，示波器，各种分析仪)。工业控制:单片机具有体积小、控制功能强、功耗低、环境适应能力强、扩展灵活和使用方便等优点，用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统、通信系统、信号检测系统、无线感知系统、测控系统、机器人等应用控制系统。例如工厂流水线的智能化管理，电梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。家用电器:现在的家用电器广泛采用了单片机控制，从电饭煲、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备和白色家电等。网络和通信:现代的单片机普遍具备通信接口，可以很方便地与计算机进行数据通信，为在计算机网络和通信设备间的应用提供了极好的物质条件， 现在的通信设备基本上都实现了单片机智能控制，从手机，电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、再到口常工作中随处可见的移动电话，集群移动通信，无线电对讲机等。医用设备领域:单片机在医用设备中的用途亦相当广泛，例如医用呼吸机，各种分析仪，监护仪，超声诊断设备及病床呼叫系统等等