數(shù)字溫度計設(shè)計【開題報告】

1、畢業(yè)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計（論文）開文）開題報題報告題目：數(shù)字溫度計設(shè)計專業(yè)：電子信息工程1選題選題的背景、意的背景、意義溫度測量在物理實驗、醫(yī)療衛(wèi)生、食品生產(chǎn)等領(lǐng)域，尤其在熱學(xué)試驗（如：物體的比熱容、汽化熱、熱功當(dāng)量、壓強(qiáng)溫度系數(shù)等教學(xué)實驗）中有特別重要的意義。傳統(tǒng)所使用的溫度計通常都是精度為1℃和0.1℃的水銀、煤油或酒精溫度計。這些溫度計的刻度間隔通常都很密，不容易準(zhǔn)確分辨，讀數(shù)困難，而且他們的熱容量還比較大，達(dá)到熱平衡所需的時間較長，因此

2、很難讀準(zhǔn)，并且使用非常不方便。數(shù)字溫度計與傳統(tǒng)的溫度計相比，具有讀數(shù)方便，測溫范圍廣，測溫準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，其輸出溫度采用數(shù)字顯示，主要用于對測溫比較準(zhǔn)確的場所，或科研實驗室使用。目前溫度計的發(fā)展很快，從原始的玻璃管溫度計發(fā)展到了現(xiàn)在的熱電阻溫度計、熱電偶溫度計、數(shù)字溫度計、電子溫度計等等，溫度計中傳感器是它的重要組成部分，它的精度、靈敏度基本決定了溫度計的精度、測量范圍、控制范圍和用途等。傳感器應(yīng)用極其廣泛，目前已經(jīng)研制出多種新型傳感器。但

3、是，作為應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計人員需要根據(jù)系統(tǒng)要求選用適宜的傳感器，并與自己設(shè)計的系統(tǒng)連接起來，從而構(gòu)成性能優(yōu)良的監(jiān)控系統(tǒng)。20世紀(jì)90年代中期最早推出的數(shù)字溫度傳感器，采用的是8位AD轉(zhuǎn)換器，其測溫精度較低，分辨力只能達(dá)到1℃。目前，國外已相繼推出多種高速度、高分辨力的數(shù)字溫度傳感器，所用的是9～12位AD轉(zhuǎn)換器，分辨力一般可達(dá)0.5～0.0625℃。由美國DALLAS半導(dǎo)體公司新研制的DS1624型高分辨力數(shù)字溫度傳感器，能輸出13位二進(jìn)制數(shù)

4、據(jù)，其分辨力高達(dá)0.03125℃，測溫精度為0.2℃。為了提高多通道數(shù)字溫度傳感器的轉(zhuǎn)換速率，也有的芯片采用高速逐次逼近式AD轉(zhuǎn)換器。以AD7817型5通道數(shù)字溫度傳感器為例，它對本地傳感器、每一路遠(yuǎn)程傳感器的轉(zhuǎn)換時間分別僅為27μs、9μs。Maxim公司生產(chǎn)的DS1620，DS1620是直接數(shù)字輸出的溫度傳感器，采用DS1620不需要在AT89S51系統(tǒng)中擴(kuò)展AD轉(zhuǎn)換器，因此可以降低電路的復(fù)雜性。DS1620是一片8引腳的片內(nèi)建有溫

5、度測量并轉(zhuǎn)換為數(shù)字值的集成電路，他集溫度傳感、溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與傳輸、溫度控制等功能于一體。測溫范圍：55～125℃，精度為0.5℃。該芯片非常容易與單片機(jī)連接，實現(xiàn)溫度的測控應(yīng)用，單獨(dú)做溫度控制器使用時，可不用外加其他輔助元件。DS1620可把測得的溫度用9位的數(shù)據(jù)表示出來，同時，本身還有3個溫度報警輸出，因此在恒溫箱、溫度計及其它對它是微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和自動測試技術(shù)（ATE）的結(jié)晶。目前，國際上已開發(fā)出多種智能溫度傳感器系列產(chǎn)品。

6、智能溫度傳感器內(nèi)部都包含溫度傳感器、AD轉(zhuǎn)換器、信號處理器、存儲器（或寄存器）和接口電路。有的產(chǎn)品還帶多路選擇器、中央控制器（CPU）、隨機(jī)存取存儲器（RAM）和只讀存儲器（ROM）。智能溫度傳感器的特點(diǎn)是能輸出溫度數(shù)據(jù)及相關(guān)的溫度控制量，適配各種微控制器（MCU）；并且它是在硬件的基礎(chǔ)上通過軟件來實現(xiàn)測試功能的，其智能化程度也取決于軟件的開發(fā)水平。進(jìn)入21世紀(jì)后，智能溫度傳感器正朝著高精度、多功能、總線標(biāo)準(zhǔn)化、高可靠性及安全性、開發(fā)虛

7、擬傳感器和網(wǎng)絡(luò)傳感器、研制單片測溫系統(tǒng)等高科技的方向迅速發(fā)展。在20世紀(jì)90年代中期最早推出的智能溫度傳感器，采用的是8位AD轉(zhuǎn)換器，其測溫精度較低，分辨力只能達(dá)到1℃。目前，國外已相繼推出多種高精度、高分辨力的智能溫度傳感器，所用的是9~12位AD轉(zhuǎn)換器，分辨力一般可達(dá)0.5~0.0625℃。由美國DALLAS半導(dǎo)體公司新研制的DS1624型高分辨力智能溫度傳感器，能輸出13位二進(jìn)制數(shù)據(jù)，其分辨力高達(dá)0.03125℃，測溫精度為0.2

8、℃。為了提高多通道智能溫度傳感器的轉(zhuǎn)換速率，也有的芯片采用高速逐次逼近式AD轉(zhuǎn)換器。以AD7817型5通道智能溫度傳感器為例，它對本地傳感器、每一路遠(yuǎn)程傳感器的轉(zhuǎn)換時間分別僅為27μs、9μs。新型智能溫度傳感器的測試功能也在不斷增強(qiáng)。例如，DS1629型單線智能溫度傳感器增加了實時日歷時鐘（RTC），使其功能更加完善。DS1624還增加了存儲功能，利用芯片內(nèi)部256字節(jié)的E2PROM存儲器，可存儲用戶的短信息。另外，智能溫度傳感器正從

9、單通道向多通道的方向發(fā)展，這就為研制和開發(fā)多路溫度測控系統(tǒng)創(chuàng)造了良好條件。智能溫度傳感器的總線技術(shù)也實現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，所采用的總線主要有單線總線、I2C總線、SMBus總線和SPI總線。單片機(jī)的發(fā)展單片機(jī)的發(fā)展現(xiàn)在可以說單片機(jī)是百花齊放，百家爭鳴的時期，世界上各大芯片制造公司都推出了自己的單片機(jī)，從8位、16位到32位，數(shù)不勝數(shù)，應(yīng)有盡有，有與主流C51系列兼容的，也有不兼容的，但它們各具特色，互成互補(bǔ)，為單片機(jī)的應(yīng)用提供廣闊的天地

10、[15]。縱觀單片機(jī)的發(fā)展過程，可以預(yù)示單片機(jī)的發(fā)展趨勢，大致有：1.低功耗CMOS化MCS51系列的8031推出時的功耗達(dá)630mW，而現(xiàn)在的單片機(jī)普遍都在100mW左右，隨著對單片機(jī)功耗要求越來越低，現(xiàn)在的各個單片機(jī)制造商基本都采用了CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體工藝)。象80C51就采用了HMOS(即高密度金屬氧化物半導(dǎo)體工藝)和CHMOS(互補(bǔ)高密度金屬氧化物半導(dǎo)體工藝)。CMOS雖然功耗較低，但由于其物理特征決定其