1. 研究目的与意义
生活中最常见的应该是利用物体的热胀冷缩测温度，比如家里用的温度计，体温计等等，这种很好做但是精密程度不够，但是智能温度传感器能够很好的解决这个精度不够问题。智能温度传感器是在半导体集成温度传感器的基础上发展起来的。其主要长处是采用数字化技术，能以数字形式直接输出被测温度;用户可设定温度上、下限，具有越限自动报警功能;能够远程传输数据;自带总线接口，适配各种微处理器和单片机，便于开发具有一定智能功能的温度测控系统。其中，DS1820就是典型的智能温度传感器。为了选择一定简单方便且功耗低的单片机，我们提出单片机MSP430为温度测量的主控制器，温度传感器通过杜邦线与单片机连接。而MSP430系列单片机是美国德州仪器公司推出的16位超低功耗、高性能产品，它具有处理能力强、运行速度快、资源丰富、开发方便等优点，有很高的性价比，在世界各国已得到广泛的应用，在国内，也已经进人飞速发展阶段，MSP430系列超低功耗16位单片机，越来越受到电子工程师亲睐，并得到广泛应用。MSP430微控制器MCU(MicrocontrollerUnit）是TI公司推出的一款具有丰富片上外围的超低功耗16位FLASH型混合信号处理器，该系统与传统的温湿度测量器相比，选择了MSP430微控制器，它充分运用各种低功耗设计手段，使芯片的电流极小，在超低功耗时可达0.1LA。整个系统在平时处于低功耗状态，每隔5min自动从低功耗下唤醒，所以整个系统与传统的温度测量器相比，具有功耗低、性价比高、电路简单、易于实现等特点。
2. 课题关键问题和重难点
课题关键问题及难点
如何设计一个温度采集及显示系统：（1）在选择合适的MSP430单片机型号之后，设计MSP430单片机的最小工作系统及其外围模块电路。（2）选择适合的温度传感器型号。（3）在适合的选择温度传感器之后学习单总线协议。（4）调试各个功能模块的程序，使该系统能够测量并显示温度值。
难点：各个电路模块之间的数据传输以及模块的初始化，即在源程序中对各个模块程序的调用。
3. 国内外研究现状（文献综述）
系统设计文献综述1.前言日常生活、工业、医学、环境保护、化工、石油等领域里面温度是最常遇到的一个物理量。近年来现代工业的发展,人们需要对工业生产中有关温度系统进行控制,如钢铁冶炼过程需要对刚出炉的钢铁进行热处理,塑料的定型及各种加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中温度进行实时监测和精确控制。现在国内外市场用单片机作为为核心的温度控制系统已经越来越广泛了,且设计方案都很灵活,应用起来相当的广泛,应用于工业上的加热炉、热处理炉、反应炉,在我们日常生活中的应用也是比较广的,如热水器,室温控制,农业中的大棚温度控制等等。现在人们的物质生活已经转好,随之而来的就是对生活质量的需求了。在舒适的温度下休息、活动,在不同的季节里都可以吃到各种蔬菜、水果,等等这些都需要对温度的控制。可见不仅在工业生产上温度控制是重点,在人们的日常生活中温度控制领域也潜藏这巨大的前景。如饲养几条鱼儿也成为一种趋势,这也将会带动与之相关的产业也应运发展起来。鱼缸是养鱼的必备用具,型鱼缸也在市场上层出,其中水温的控制是关键。可见本次设计的温度控制系统具有实在的研究意义。单片机是指芯片本身,而单片机系统是为实现某一个控制应用需要由用户设计的,是一个围绕单片机芯片而组建的计算机应用系统,这是单片机应用系统。单片机自问世以来,性能不断提高和完善,其资源又能满足很多应用场合的需要,加之单片机具有集成度高、功能强、速度快、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉等特点,因此,应用日益广泛,并且正在逐步取代现有的多片微机应用系统。
2.历史研究与现状
很多领域的温度可能较高或较低,现场也会较复杂,有时人无法靠近或现场无需人力来监控。如加热炉大都采用简单的温控仪表和温控电路进行控制,存在控制精度低、超调量大等缺点,很难达到生产工艺要求。在工业生产温控系统中采用的测温元件和测量方法不相同,产品的工艺不同,控制温度的精度也不相同,因此对数据采集的精度和采用的控制方法也不相同。通常由位式或时间比例式温度调节仪控制的工业加热炉温度控制系统,其主回路由接触器控制时因为不能快速反应,所以控温精度都比较低,大多在几度甚至十几度以上。随着电力电子技术及元器件的发展,出现了以下几种解决的方案:(1)主回路用无触点的可控硅和固态继电器代替接触器,配以PID或模糊逻辑控制的调节仪构成的温度控制系统,其控温精度大大提高,常在2℃以内,优势是采用模糊控制与PID控制相结合,对控制范围宽、响应快且连续可调系统有巨大的优越性。(2)采用单片机温度控制系统。用单线数字温度传感器采集温度数据,打破了传统的热电阻、热电偶再通过A/D转换采集温度的思路。用单片机对数字进行处理和控制,通过RS-232串口传到PC机对温度进行监视与报警,设置温度的上限和下限。其优势是结构简单,编程不需要用专用的编程器,只需点击电脑鼠标就可以把编好的程序写到单片机中,很方便且调试、修改和升级很容易。(3)ARM(AdvancedRISCMachine)嵌入式系统模糊温度控制。利用ARM处理器的强大功能,通过读取温度传感器数据,并与设定值进行比较,然后对温度进行控制。通过内嵌的操作系统μCLinux获得极好的实时性,并且通过TCP/IP协议能与PC机很快的通讯。其优势不只是温度控制精度高,而且能够通过现场跟远程两种方式来设定控制温度。
4. 研究方案
整个系统通过单片机MSP430F149控制DS18B20读取温度，采用液晶显示屏显示，温度传感器DS18B20与单片机之间通过串口进行数据传输
1、设计方案的提出
本设计由MSP430F149单片机核心电路 LCD1602液晶显示电路 蜂鸣器报警电路 按键电路 温度传感器DS18B20电路 继电器控制电路组成。
5. 工作计划
第1至3周：参考阅读国内外各文献及以往论文，完成国外论文的翻译，整合已有资料、构筑论文的大纲。第4至6周：对已搜集的资料加以整理，论证分析论文的可行性、实际性，将论文题目和大致范围确定下来，完成开题报告，确定项目基本技术路线，规划将来的工作步骤。第7至9周：学习MSP430单片机的应用，MUTISIUM的安装、使用及调试。第10至12周：熟悉单片机开发装置的使用根据总体系统要求进行模块设计。第13至16周：论文资料整合，最终定稿，为最终的答辩做好各方面准备，熟悉论文内容，增强自己对论文内容的把握，进行一定的思维发散，设计论文答辩整理实验数据，撰写毕设论文，准备答辩。
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