温度采集系统论文开题报告.doc

毕 业 论 文 开 题 报 告 1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述： 文 献 综 述 一、题目背景和研究意义 温度是工业生产中常见和最基本的参数之一，在生产过程中常需对温度进行监控。采用单片机进行温度检测、数字显示、信息存储及实时控制．对于提高企业生产效率和产品质量、节约能源等都有重要的作用。为此，我们设计了一种采用MSP430FG4618单片机和DS18B20温度传感器控制的温度采集系统。 采用这种设计的温度采集系统，可进行温度检测、数字显示、信息存储及实时控制，对于提高企业生产效率节约能源、资源都有重要的作用，具有很大的发展前景。 二、温度测量的国内外研究介绍及发展现状 温度是表征物体冷热程度的物理量，是国际单位制中7个基本物理量之一，它与人类生活、工农业生产和科学研究有着密切关系。随着科学技术水平的不断把提高，温度测量技术也得到了不断的发展。 在温度测量方面各国均取得了许多可喜的成果，其中前苏联的压电石英频率温度计分辨能力可达0.0001℃，理论上可达0.00001℃，而且在-40℃~230℃范围内具有温度与频率的线性特性；我国生产的石英温度传感器分辨率达到0.0001℃，误差在0.05℃以内，中国航天工业总公司702所研制的5901(STP-1000)型粘贴式测温片，其静态测温精度为0.5%，快速响应时间小于0.013s。 虽然温度测量方法多种多样，但在很多情况下，对于实际工程现场或一些特殊条件下的温度测量，比如对极限温度、高温腐蚀性介质温度、气流温度、表面温度、固体内部温度分布、微尺寸目标温度、大空间温度分布、生物体内温度、电磁干扰条件下温度测量来讲，要想得到准确可靠的结果并非易事，需要非常熟悉各种测量方法的原理及特点，结合被测对象要求选择合适的测量方法才能完成。同时，还要不断探索新的温度测量方法，改进原有测量技术，以满足各种条件下的温度测量需求。 三、课题的基本技术原理 1.基于MSP430的温度采集系统的结构 原理图如下所示： 图 温度采集系统结构框图 各个模块的功能是： 传感器：将被测非电量即温度转换成电信号。温度传感器的种类很多，有热电偶、热电阻和热敏电阻等，这里选用的是DS18B20集成温度传感器。 MSP430微处理器：对输入的电信号进行加工处理及显示等功能。 键盘输入模块：应用软件程序确定报警启动的上限温度及下限温度。 电源及复位模块：为整个系统提供电源及复位信号。 报警模块：当所测温度超过设定的上限温度或下限温度时启动。 显示模块：显示当前所测得的温度值。 2.温度传感器的选型 温度的测量方法通常分为两大类即接触式测温和非接触式测温。接触式测温是基于热平衡原理，测温时，感温元件与被测介质直接接触，当达到热平衡时，获得被测物体的温度，例如，热电偶，热敏电阻，膨胀式温度计等就属于这一类；非接触式测温基于热辐射原理或电磁原理，测温时，感温元件不直接与被测介质接触，通过辐射实现热交换，达到测量的目的，例如，红外测温仪、光学高温计等。 常用的测温传感器有热电偶，热电阻，导体温度传感器等，由于科学技术的发展，现多使用集成温度传感器，这里选用的是DS18B20。 集成温度传感器可以分为三类：模拟集成温度传感器、模拟集成温度控制器、智能温度传感器。 2.1DS18B20简介 作为一种数字化温度传感器，DS18B20测温时无需任何外部元件，可直接输出9~12位（含符号位）的被测温度值，测温范围为-55ǜ~+125℃；在-10~+85℃范围内测量精度为±0.5℃，输出测量分辨率可谓，最高可达0.0625℃；支持单线总线技术，仅需要占用一个通用I/O端口即可完成与单片机的通信；现场温度直接以“单线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰能力。 2.2单线总线通信协议简介 单线总线是一种在一条总线（这条总线只有一条口线）具有单主机多从机的总线系统，在单线总线可挂多个从机系统。为了不引起逻辑上的冲突，所有从机系统单线总线接口都是漏极开路的，多个从机系统输出信号在总线上实现线与，因此在使用时必须对总线外加上拉电阻。为保证数据的完整性，所有的单线总线器件都要遵循严格的通信协议。单线总线通信协议定义了复位脉冲、应答脉冲、写时序和读时序等几种信号类型。所有的单线命令序列（如初始化、ROM命令、RAM命令）都是由这些基本的信号类型组成的。在这些信号中，除了应答脉冲外，其他均由主机发出，并且发送的所有命令和数据都是字节的低位在前。 2.3DS18B20的内部结构及管脚分布 DS18B20主要由4部分组成：64位ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂多个DS18B20的目的。