毕 业 设 计(论文) 开 题 报 告
学 院 名 称： 电子与信息工程学院
专 业： 电子信息工程技术
班 级：
姓 名： 学 号
指 导 教 师： 职 称
定稿日期：2010 年 3 月 15日
1. 课题研究背景和意义
西安文理学院学报1.1多功能数字温度计设计的背景
温度是科学技术中最基本的物理量之一，物理、化学、生物等学科都离不开温度。在工业生产和实验研究中，像电力、化工、石油、冶金、航空航天、粮食储存、酒类生产等领域内，温度常常是表征对象和过程状态的最重要的参数之一。传统的水银或酒精温度计来测量温度,不仅测量时间长、读数不方便、而且功能单一,已经不能满足人们在数字化时代的要求。本文提出了一种新型的数字式温度测量电路的设计方案,该方案集成了温度测量电路和实时时钟电路。在此利用集成温度传感器DS1620设计并制作了一款基于AT89S51的两位
数码管显示的数字温度计，其电路简单，软硬件结构模块化，易于实现。还采用了24MHz的晶振作为AT89S51的时钟源和4位的共阴极数码管作为时间的显示设备，通过编程的方式来实现实时时钟的显示、修改、定时闹铃等功能，使产品更具实用性。 1.2多功能数字温度计设计的意义
随着单片机技术的不断发展，单片机在日用电子产品中的应用越来越广泛，温度传感器DS1620具有线性优良、性能稳定、灵敏度高、抗干扰能力强、使用方便等优点，广泛应用于冰箱、空调器、粮仓等日常生活中温度的测量和控制。
2. 课题研究内容
红糜
2.1多功能数字温度计设计的内容
通过集成数字温度传感器DS1620来实现温度的采集，DS1620自带9位A/D转换器，可以直接输出精度比较高的数字量温度值。DS1620的转换数率为0.5ms，测量的温度范围为-55℃～+125℃，测量温度精度为0.5℃，供电电压为2.7 V～5.5V，所以可以用它来实现比较理想的温度测量。设计中还包括显示驱动电路的设计，用Maxim公司生产的一款高性
能8位共阴极数码管驱动芯片MAX7219，MAX7219和单片计算机连接有三条引线（DIN根与芽、CLK、LOAD），采用16位数据串行移位接收方式。温度和时钟显示分别采用2位、4位的共阴极数码管。按键部分采用4个上拉按键，用于实现时间的修改、闹钟的设定等功能。单片机的最小系统包括晶振电路和复位电路。电源系统采用MC7805作为电源的电路，输出5V的供电电压。
实现功能如下：
● 温度测量：能够实时显示当前的环境温度；
● 时钟功能：能够作为时钟使用，显示当前时间；
● 闹钟功能：能够在设定时间时钟时，作为闹铃发生；
● 时钟设置功能：能够设定时钟，修改当前时间；
● 电源电池或直流稳压电源输入：稳压至9V供电；
3. 课题研究方法与技术路线
3.1多功能数字温度计设计的方法
在很多单片机控制系统中常采用模块化的设计思路，即将一个完整的电路系统分解为若干个小的模块电路。这种模块化的分析方法可以使设计者对设计产品更加清晰明了，而且也更加容易地解决产品调试过程中遇到的问题。设计多功能数字温度计主要可以概括为5个系统模块：温度采集电路、电源系统、单片机最小系统、4个按键输入，显示系统（包括显示驱动和数码管显示电路）。
如图3-1所示为多功能数字温度计系统结构图。
图3-1 多功能数字温度计系统结构图
如图3-2所示为多功能数字温度计的系统结构图。
图3-2 多功能数字温度计软件结构
3.2多功能数字温度计设计的技术路线
米国内库多功能数字温度计的原理为通过温度传感器测量温度，再通过单片机控制LED数码管显示温度和时间。
主要包括以下几个部分：
● 核心处理器：为AT89S51的最小系统，作为数字温度计的计算处理设备。
● 温度传感器：采用Maxim公司生产的DS1620直接数字输出的温度传感器。
● 温度显示设备：采用一个两位的共阴数码管作为温度显示设备。本设计中只考虑0到100摄氏度之间的温度显示，所以采用两个数码管显示温度值。
● 时间显示设备：采用一个四位的共阴数码管作为时钟显示设备，四位分别显示小时和分钟。
● 数码管驱动芯片：为了降低系统复杂性，减小单片机引脚资源的使用，采用MAX7219作为数码管设备的驱动芯片，MAX7219芯片是一个专门的8位LED显示驱动的串行接口芯片，可以独立于单片机对数码管进行扫描显示驱动。
4. 课题研究价值
4.1多功能数字温度计设计的价值
此次的多功能数字温度计不同于以往的传统数字温度计，它明显改善了数字温度计的性能，包括温度采集的速度和测量精度大幅度提高，测量温度的范围也得到了明显的提高。多功能数字温度计还兼有时钟显示、闹铃和时钟设置功能，所以更加符合市场需求。如果继续提高测量精度,可以直接作为工业测温仪器使用，由美国DALLAS半导体公司新研制的DS1624型高分辨力智能温度传感器，能输出13位二进制数据，其分辨力高达0.03125℃，测温精度为±0.2℃。随着单片机、温度传感器和数码管显示驱动等技术的不断发展，要实现更加高的精度、显示速率快的数字温度计将很快能够实现。
5. 课题研究基础
5.1多功能数字温度计设计的基础
多功能数字温度计是基于AT89S51单片的温度测量显示系统，并且利用集成温度传感器是温度测量不需要外扩展A/D转换器，直接将温度传感器采集到的模拟量温度值转换成数字量温度值。通过单片机编程来实现实现温度显示和时钟显示。
6. 课题研究的精度安排
6.1多功能数字温度计设计的计划进度安排
（1）1-3周：检索资料、调研、完成开题报告及文献综述。
（2）4-5周：确定多功能数字温度计总体设计方案。
（3）6-7周：系统硬件电路设计、构建。
（4）8-10周：系统软件编程，程序调试。
（5）11周：系统联调。
（6）12-14周：完成毕业论文初稿及定稿。
（7）15周： 毕业答辩。
参考文献
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