数字温度计（开题报告）
中国计量学院
毕业设计（论文）开题报告
学生姓名：学号：专业：班级：设计（论文）题目：
指导教师：二级学院：
年月日
一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义
随着电子技术的发展，电子技术已经潜移默化的渗透到了我们日常生活的各个方面。

方便快捷的介绍实时温度对人们日常生活、农业栽种、工业生产、气象研究、物资仓储等
都有著关键的影响，所以研究温度的测量方法和装置具备关键的意义。

近年来，温度检测
领域发展快速，并且随着数字技术的发展，温度的测控芯片也适当的荣登历史的舞台，能
在工业、农业等各个领域中广为采用。

温度的测量的关键之处就是温度传感器，其往往同
意着一个温度检测系统的性能。

至今温度传感器的发展经历了三个发展阶段：传统的分立
式温度传感器、演示内置温度传感器及目前的智能内置温度传感器。

智能温度传感器就是
在20世纪90年代中期问世的，它就是微电子技术、计算机技术和自动测试技术的结晶，
特点就是能够输入温度数据及有关的温度控制量，内置各种微控制器。

社会的发展并使人
们对传感器的建议也越来越低，现在的温度传感器正在基于单片机的基础上从模拟式向数
字式，从集成化向智能化、网络化的方向飞速发展，并朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、研发交互式传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向
快速发展。

传统的温度检测以热敏电阻和ad590为温度敏感元件。

热敏电阻虽成本低，但
须要信号处理电路，电路繁杂，可靠性较低，测温准确度及抗干扰能力也存有一定的严重
不足。

近年来，传感器正处于传统型向新型传感器转型的发展阶段。

新型的温度传感器的特
点是微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化，它提高了抗干扰能力和可靠性，而且使系统结构更简洁，维护方便，缩小了空间。

单片机具有集成度高、功能强、体
积小、价格低、抗干扰能力等优于一般cpu的优点，因此往往采用单片机作为数字控制器
取代模拟控制器。

温度就可以通过物体随其温度变化的某些特性去间接测量，而用以量度物体温度数值
的标尺叫做温标。

它规定了温度的读数起点（零点）和测量温度的基本单位。

目前国际上
用得较多的温标存有华氏温标、摄氏温标、热力学温标和国际新颖温标。

华氏温标（h）
规定：在标准大气压下，冰的熔点为32h，水的沸点为212h，中间分割180等份，每一份
为华氏1度，合乎为h。

摄氏温标（℃）规定：在标准大气压下，冰的熔点为0℃，水的
沸点为100℃，中间分割180等份，每一份为摄氏1度，合乎为℃。

热力学温标又称开尔
文温标，或表示绝对温标，它规定分子运动暂停时的温度为
绝对零度，记符合为k。

国际实用温标是一个国际协议性温标，它与热力学温标相接近，而且精度高，使用方便。

目前国际通用的温标是1975年第15届国际权度大会通过的《1968年国际实用温标-1975年修订版》，记为：ipts-68（rev-75）。

但由于ipts-68
温标存在一定的不足，国际计量委员会在18届国际计量大会第七号决议授权予1989年会
议通过了1990年国际温标its-90，its-90温标替代了ipts-68。

1.2温度检测的发展背
景在众多温度仪表中温度传感器是开发最早，也是现在应用最广的一类温度仪表。

现在温
度仪市场中温度传感器的份额已大大超过了其他的传感器。

从17世纪初人们开始利用温
度进行测量。

在半导体技术的支持下，本世纪相继开发了半导体热电偶传感器、pn结温度传感器和集成温度传感器。

与之相应，根据波与物质的相互作用规律，相继开发了声学温
度传感器、红外传感器和微波传感器。

温度检测在各个领域都具有广泛的应用，随着传感
器技术、微电子技术、单片机技术的不断发展，为智能温度测控系统测控功能的完善、测
控精度的提高和抗干扰能力的增强等提供了条件。

再则人们在温度检测的准确度、便捷、
快速等方面有着越来越高的要求。

而传统的温度传感器已经不能满足人们的需求，所以新
型的温度传感器将逐渐代替传统的温度传感器。

温度检测系统的发展趋势随着工业生产效率的不断提升，自动化水平与范围也不断扩大，因而对温度检测技术的建议也愈来愈低，现在工业上通用型的温度检测范围为-
200―3000c，而今后建议能够测量超高温与超低温。

尤其就是液化气体的极低温度检测更
为紧迫，如1ok以下的温度检测就是当前重点研究课题。

温度检测技术将可以由点测温发
展至线、面，甚至立体的测量。

应用领域范围己经从土业领域延展至环境保护、家用电器、汽车工业及航天工业领域。

利用以前的检测技术生产出来适应环境于相同场合、相同工况
建议的新型产品，以满足用户须要。

同时利用代莱检测技术生产出来代莱产品。

对许多场
合中的温度检测器存有特殊要求，例如防硫、安全检查、耐热等性能建议;又例如移动物
体和高速旋转物体的测温、钢水的已连续测温、火焰温度检测等。

时代发展的需要，温度仪表行业向数字化方向迅速发展。

其最大优点是直观、无读数
误差、分辨率高、测量误差小，因而有广阔的销售市场。

所以在我看来数字温度计的发展
前景是相当可观的。

二、研究的基本内容，拟将化解的主要问题
1、本课题“智能数字温度计的设计”主要研究以一个单片机为控制核心的温度自动
测量系统。

可以实现以下功能：
（1）、用户可以自行预设温度的下限和上限（2）、当温度少于下限或者上限时，可
以自动报警
2、设计中选择ds18b20温度传感器，用51系列单片机作为设计元件。

温度传感器的
具体参数如下：
(1)、范围：-55℃--125℃（2）、精度：0.0625℃3、总体方案设计
4、应解决的主要问题、重点和难点：
(1)较小的硬件开支须要相对繁杂的软件展开补偿，由于ds1820与微处理器间使用以
太网数据传输，因此，在对ds1820展开读取编程时，必须严苛的确保读取时序，否则将
无法加载测温结果。

(2)在ds1820的有关资料中均未提及单总线上所挂ds1820数量问题，容易使人误认
为可以挂任意多个ds1820，在实际应用中并非如此。

(3)连接ds1820的总线电缆是有长度限制的。

(4)在ds1820测温程序设计中，向ds1820收到温度切换命令后，程序总必须等候
ds1820的回到信号，一旦某个ds1820碰触不好或断线，当程序读该ds1820时，将没回到信号，程序步入死循环。

三、研究步骤、方法及措施
通过市场调研和网络搜寻，分析先进经验市场上尚无产品，列举几种可取方案展开对
照分析，最后挑选一种的确可取的方案，即为确认出来系统框图、掌控方式、电路形式等，通过proteus软件对系统展开演示仿真，对根据电路实际情况对演示电路展开改良和健全，为单片机电路的整体设计提供更多确保。

模拟仿真论证电路运行正常后，购买所需电子元件动手焊接实物。

对根据实物电路实
际情况对程序、电路等进行改进和完善。

四、研究工作进度
时间（迄止日期）2021.3.17-3.23（第一周）2021.3.24-3.30（第二周）2021.3.31-4.6（第三周）2021.4.7-5.14（第四、五周）2021.5.15-5.17（第五周）2021.5.18-5.23（第五周）2021.5.24-5.29（第六、七周）2021.5.30-6.6（第七周）修改毕业设计报告
并整理装订书写毕业设计报告相关设计及资料整理用proteus软件进行仿真，并对电路进
行改进、完善电路资料收集，单元电路设计设计方案及原理框图的确定完成调研与资料收集、整理工作内容理解并确认毕业设计任务书，撰写完成毕业设计开题报告
五、主要参考文献
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月).2021(12)
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[2]陈慕君,唐慧刚,刘其群,袁富娟.一种基于at89c51单片机控制的数字温度计
设计[j].黑龙江科技信息.2021(14)
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