设计封面、开题报告、任务书.doc

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1、毕 业 设 计 （ 2012 届本科） 题 目： 基于单片机的便携式 建筑物温度热流巡检仪 系（部） 院： 电气工程学院 专 业： 电气工程及其自动化 作 者 姓 名： 申正平 指 导 教 师：韩娜妮 职称： 硕士 完 成 日 期： 2012 年 3 月 28 日 陇东学院本科生毕业论文（设计）诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本

2、人承担。 本科毕业论文（设计）作者签名： 二一一 年五月二十九日陇东学院本科生毕业论文（设计）任务书论 文 题 目基于单片机的便携式建筑物温度热流巡检仪作 者 姓 名 申正平所属系、专业、年级 指导教师姓名、职称任务下达日期一论文（设计）的主要内容温度和热流是建筑围护结构热工性能检测和建筑节能检测中的重要参数，在实际测量工作中既要保证测量质量，又要提高测量效率。本设计就是针对该问题，设计出一种基于单片机的便携式建筑物温度热流巡检仪，要求能够实时采集检测温度、热流等参数，可以实现数据分析以及报表打印等功能，同时支持USB总线接口，便于USB设备进行方便的数据备份与共享。本次设计的基于单片机的便携

3、式建筑物温度热流巡检仪主要用于建筑工程中。维护结构热工性能检测和节能检测是两项非常重要的检测环节。温度和热流就是这两个环节中要检测的重要参数（钢筋混凝土在一定的温度，热流，湿度下才能很好的凝固），工程是否在合适的环境下进行，是关系到工程是否能按质按量顺利完成的重要条件。因此要既保证质量又保证效率的对温度和热流进行测量，就需要选用合适的温度热流巡检仪。而对测量所得数据也要求能进行方便采集以用于后期的数据分析，和处理。所以本设计要求具有温度与热流等参数的在线监测功能、具有参数的当地设置与显示功能、支持USB以及串口通信、超限报警功能。二. 论文（设计）的基本要求要求学生在熟悉了本设计任务书要求的工

4、作环境及原始资料的情况下，完成本设计。设计包括：1、开题报告（1500字左右） 2、毕业设计说明书（10000字左右）3、技术资料相关电气图纸。4、外文资料及相应翻译（2000字左右）三. 论文(设计)进度安排阶段论文（设计）各阶段名称起止日期1熟悉设计题目及设计要求，查阅有关资料2查阅有关资料，论证技术方案的可行性3初步完成硬件系统的结构单元设计4初步完成硬件系统设计5优化，确定硬件系统，完成电气设计6撰写设计说明书，完成相关设计文件四.需收集和阅读的资料及参考文献（指导教师指定）1 罗亚非. 凌阳16位单片机应用基础M. 北京： 北京航天航空大学出版社，2002 2 刘和平. PIC16F

5、87X系列单片机实用软件与接口技术M. 北京： 北京航天航空大学出版社，20043 白英彩. 微型计算机常用芯片手册M. 上海：上海科技出版社，20004 谢宜仁. 单片机实用技术问答M. 北京：人民邮电出版社，20055 刘必虎. 中小规模集成电路的原理与应用M. 上海：上海科技出版社，20006 沙占友. 集成化智能传感器原理与应用M. 北京：电子工业出版社，20047 沙占友. 智能传感器系统设计与应用M. 北京：电子工业出版社，2005教研室意见负责人签名： 年 月 日系（部） 意 见负责人签名： 年 月 日陇东学院本科毕业论文（设计）开题报告论 文 题 目基于单片机的便携式建筑物温度

6、热流巡检仪作 者 姓 名申正平平所属系、专业、年级指导教师姓名、职称预计字数开题日期选题的根据：1）说明本选题的理论、实际意义 2）综述有关本选题的研究动态和自己的见解温度传感器使用广泛,本次设计采用的铂电阻PT100精度高、稳定性好、可靠性强、寿命长。PT100电阻值和温度是函数关系,可由电阻值算出温度值。精密测量测量电阻值的方法是用恒流源驱动PT100,把电阻值转变为电压值,即可计算出温度值。由于单元测量电路的输出信号较弱,还需将输出信号进行直流放大,放大后输入凌阳16位单片机进行A/D转换与数据处理。为了提高测量精度,减少测量时外围电路带来的误差,本设计采用多路模拟电子开关CD4051,

7、使得N路温度单元测量电路使用一个精密恒流源,同时使N路单元测量电路共用一个放大电路。采用直流恒流源测量微小电阻,其测量思路是:由直流恒流源电流通过小电阻,经信号条理后进行信号采集,然后显示输出。由于通常的直流恒流源电流较小,对于微电阻的测量,信号电压会淹没在噪声中而无法提取,所以应先进行恒流源扩展,使其大到信号能提取出来。接着进行信号条理中的信号放大,然后进行采集和A/D转换,最后显示测量结果。测量精度受电压的分辨率的影响即受A/D转换器的位数的影响。而整个系统的误差决定电路所采用的形式。系统的误差主要由量化误差及模拟误差组成,即由A/D转换器、放大器等的非线性误差组成的量化误差及由恒流源精度

8、、温度漂移及增益误差组成的模拟误差构成。当然也要考虑噪声和外部干扰对测量的影响。因此恒流源和放大器的性能非常关键。恒流源电路设计中使用了TLC2652高精度斩波稳零运算放大器和电压基准源TL431。TLC2652高精度斩波稳零的工作方式使其具有优异的直流特性,失调电压及其漂移、共模电压、低频噪声等特点。TL431是一个基准源,它的输出电压可以在2.5V到36V范围内设计。在微弱信号的测量中,常常需要放大微伏级的电信号。这时,普通的运算放大器已经无法使用,因为它们的输入失调电压一般在数百微伏以上,而失调电压的温度系数在零点几微伏以上。固然输入失调电压可以被调零,但其漂移是难以消除的。所以本次设计

9、直流信号放大电路的设计采用非常适合于微弱信号放大的TLC2652。主要内容及其主要的研究方法：本次设计的单片机部分采用台湾陵阳科技有限公司近年推出的凌阳16位单片机,该单片机采用现代电子技术片上系统SOC(system on a chip)技术设计而成,内部集成有ADC、DAC、PLL、AGC、DTMF、LCD DRIVER等电路(与IC型号有关)。该单片机采用精简指令集(RISC),指令周期均以CPU时钟数据为单位。SPCE061A内置8通道10位模/数转换器,其中7个通道用于将模拟量信号(例如电压信号)转换为数字量信号,可以直接通过引线(IOA0IOA6)输入。ADC采用自动方式工作。硬件

10、ADC的最高速率限定为(fosc/32/16)Hz,如果速率超过此值,当从P_ADC(读)(7014H)单元读出数据时会发生错误。本次设计同时支持USB总线接口。USB是通用串行总线(Universal Serial Bus)的英文缩写。它是针对PC机外设的一种新型接口技术,具有快速双向传输、“即插即用”(Plug and Play)、“热插拔”(Hot-swappable)、价格低廉等显著特点。所谓“热插拔”功能就是允许用户在不关闭系统,不切断电源的情况下插入或拔出硬盘,板卡等部件,从而大大提高了系统的可扩展性、使用的灵活性以及对硬件故障及时修复的能力。目前,随着大量支持USB的个人电脑的日

11、益普及,USB已经成为PC机与外设的标准接口。目前工业现场大量采用的是带RS232串行接口的数据采集设备,其优点是传输距离远,可挂接多台设备;将USB总线接口与其结合起来,即可扬长避短,优势互补,实现快速、低成本、高可靠性的远距离传输。远程数据采集设备通过双向RS232/USB转换接口接PC机,即可实现远程双向通信。完成期限和采取的主要措施：2010年12月1 - 12月24日 熟悉设计题目及设计要求，查阅有关资料2010年12月25 - 2011年1月5日 查阅有关资料，论证技术方案的可行性2011年1月6 - 4月1日 初步完成硬件系统的结构单元设计2011年4月2 - 4月10日 优化，

12、确定硬件系统，完成电气设计2011年4月11 - 4月20 日 初步完成硬件系统设计2011年4月21 - 4月30日 撰写设计说明书，完成相关设计文件2011年5月1 - 6月15日 电气元件参数的合理选择，完成程序设计2011年5月16 - 5月底 充分做好准备，进行毕业答辩主要参考资料：1 罗亚非. 凌阳16位单片机应用基础M. 北京： 北京航天航空大学出版社，2002 2 刘和平. PIC16F87X系列单片机实用软件与接口技术M. 北京： 北京航天航空大学出版社，20043 白英彩. 微型计算机常用芯片手册M. 上海：上海科技出版社，20004 谢宜仁. 单片机实用技术问答M. 北京：人民邮电出版社，20055 刘必虎. 中小规模集成电路的原理与应用M. 上海：上海科技出版社，20006 沙占友. 集成化智能传感器原理与应用M. 北京：电子工业出版社，20047 沙占友. 智能传感器系统设计与应用M. 北京：电子工业出版社，2005指导教师意见： 签 名： 年 月 日教研室意见负责人签名： 年 月 日系（部） 意 见负责人签名： 年 月 日