附录11 英文翻译 ........................................................................................ XLIX 致谢 .................................................................................................................... 56
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第1章 绪论
1.1 课题背景
随着时代的发展，科技的进步，各种复杂的场合对温度的测量也提出了不同的要求，在某些场合要求能够实时监控温度值，并且能够将大量的温度数据保存起来，并进行集中处理，计算机的出现使得大量温度数据的保存及处理成为了可能，但是传统的酒精或煤油温度计等却无法将温度数据传递给计算机，所以便出现了各式各样的电子温度传感器，而现在大量采用的是温敏电阻加A\\D转换的方法，采集温度虽然方便，但是精度不够，而且电路复杂，并不适用与多点测温，本课题正是针对这种状况而设计的，采用了精确的温度传感器，并且能够通过单片机实时采集温度传送给电脑，用于实现温度的远程监控，而且可以利用电脑的优势存储大量的温度数据和实现对温度数据的处理。
1.1.1 传统测温的介绍
传统的温度测量方法有很多种：酒精温度计、煤油温度计、水银温度计、热电偶、热电阻、热敏电阻、辐射高温计等。
酒精、煤油温度计常用于室温的测量，也用于实验室中一些液体或实验室温度的测量。水银常用于体温计，由于熔点比较高，所以不适合低温环境。
热电偶测温的原理是：将两条不同的金属线的一端连接在一起并加热，在两线之间会有一个与温度成正比的热离子电压产生。但在恶劣的环境中，热电偶的质量可能会受影响；由于水是溶解物质所以也可能会引起问题。温度过高热电偶金属可能会熔化，从而改变成分，并且影响读数。
热电阻是一种电阻与温度成正比的温度传感器。
辐射高温计是非接触型温度传感器，它可以探测到来自被测物的红外辐射并将辐射转换成与温度成正比的电压或电流。所以这种方式比较适合一些非接触的场合。
1.1.2 计算机控制技术的发展
计算机控制系统是随着现代大型工业生产自动化的不断兴起而应运产生的综合控制系统，它紧密依赖于最新发展的计算机技术、网络通信技术
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和控制技术，在计算机参与工业系统控制的历史长河中扮演了重要的角色。
1.2 本章小结
本课题所研究的实时温度采集系统相对传统的测温方式有很大的优势，不仅电路简单，而且精度高，测温范围大，通信距离远，通过电脑还能大量地采集存储温度数据并进行处理。
所以本系统应用的范围也非常广，比如可以应用于电冰箱的质量检测，中央空调的温度控制，同时管理多个对温度要求较高的车间或实验室，以及各种条件恶劣，温度复杂多变的环境。
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第2章 系统硬件结构
2.1 51系列单片机系统简介
单片机是现代电子设计中使用最广泛的电子元器件。它的价格低廉，功能强大，体积小，性能稳定，深受广大电子设计爱好者的的喜爱。目前各类产品中都能看到单片机的身影，如门铃、报警器、玩具，以及各类数据采集系统等[2]。
单片机以高性能、高速度、体积小、价格低廉、可重复编程和功能扩展方便等优点，获得广泛的应用。其主要应用领域有以下几点。
●家用电器及玩具。由于51系列单片机价格低、体积小、控制能力强、功能扩展方便等优点，使其广泛应用于电视、冰箱、洗衣机、玩具、家用防盗报警器等。
●智能测量设备。以前的测量仪表体积大功能单一，限制了测量仪表的发展。选用单片机改造各种测量控制仪表，可以使其体积减小，功能扩展，从而产生新一代的智能化仪表，如各种数字万用表、示波器等。 ●机电一体化产品。机电一体化产品是指将机械技术、微电子技术和计算机技术结合在一起，从而产生的具有智能化特性的产品，它是机械工业的主要发展方向。单片机可以作为机电一体化产品的控制器，从而简化原机械产品的结构，扩展其功能。
●自动测控系统。采用单片机可以设计各种数据采集系统、自适应控制系统等，如温度的自动控制、电压电流的数据采集。
●计算机控制及通信技术。51系列单片机都有集成的串行通信接口，可以通过该接口和计算机的串行接口进行通信，实现计算机的程序控制和通信等。
2.2 测温器件DS18B20介绍
DS18B20是DALLAS公司生产的单线总线数字温度传感器，可把温度信号直接通过串行总线输出到单片机上，在一条总线上可以同时挂接多个单线器件，每个器件通过其独立的光刻64位ROM来区分，总线本身可以向所有挂接的DS18B20供电，而不需额外电源[7]。
由于DS18B20这一特点，非常适合于多点温度检测系统，硬件结构简
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单，方便联网，因此在仓库管理、工农业生产制造、气象观测、科学研究以及日常生活中被广泛应用。
以下是DS18B20的主要特点：
● 独特的单线接口，只需一个引脚即可实现通信； ● 多点能力非常适合于分布式测温系统； ● 不需要外部元器件；
● 寄生电源功能，可用数据线供电而不用另接电源； ● 以数字值方式输出温度；
● 测量范围大，从-55℃到125℃。 图2-1是DS10B20的方框图。
图2-1 DS10B20的方框图[31]
图2-2是DS18B20的寄生电源工作方式。当I/O引脚位高电平时，便通过总线获取维持其工作的电量，这使得DS18B20有了一个双重的优点：第一，利用此引脚，远程温度检测时无需本地电源；第二，缺少正常电源也可以维持其工作。
由于在温度转换时，其工作电流高达1mA，所以必须在单线上提供一强的上拉。如图2所示，通过一MOSFET把I/O线直接拉到电源即可达到这一点。
图2-2 DS18B20的寄生电源方式[31]
向DS18B20供电的另一种方式是使用连接到VDD引脚的外部电源，
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