土壤温度计检测仪器论文

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收稿日期: 2006 - 07 - 01论工业革命以来生态环境危机的客观必然性及其根治途径毕学云,张智婷,郝明亮,李吉利,李瑞平(河北小五台山国家级自然保护区,河北蔚县075700)摘要:在简要介绍全球生态环境危机现状的基础上,分析了工业革命以来生态环境危机产生的客观必然性,认为西方式社会文化的主导、人口压力、对生态基本规律的认识不足、传统生存方式的缺陷、技术的滥用和自由经济制度的弊端是主要原因,提出根治生态环境危机的根本出路在于控制人口增长、开发利用可再生能源、实施可持续生产和可持续消费。关键词:工业革命;生态环境危机;客观必然性;根治途径中图分类号: X171. 1 文献标识码:A 文章编号: 1002 - 3356 (2006) 05 - 0048 - 031 全球生态环境危机现状18世纪中叶以蒸汽机的发明所引发的工业革命,使人类的生产水平和物质文明水平都得到了极大提高。但与此同时,工业革命也带来了一系列的生态和环境问题,引发了人类史上空前的生态环境危机,对当代人类的生存与发展构成了严重威胁。这些全球性的生态环境危机主要表现为水(蓝色)危机、粮食(绿色)危机、人口危机、荒漠化、物种危机、生态死亡、臭氧层危机、大气污染、极地污染、核污染、生化污染、基因炸弹(人种危机) 、全球变暖,等等。联合国发布的《千年生态环境评估报告》指出,过去50a中,由于人口急剧增长,人类过度开发和使用地球资源,一些生态系统所遭受的破坏已经无法得到逆转。报告说,地球自然资源每年提供价值15万亿英镑的物产,如新鲜的水、清洁的空气和鱼等,但是人类活动破坏大约2 /3提供上述资源的生态环境,包括湿地、森林、菜地、河流和海岸等。目前,地球上10% ～30%的珍稀野生动物濒临灭绝; 24个生态系统中的15个正在持续恶化。大约60%的人类赖以生存的生态服务行业,如饮用水供应、渔业、区域性气候调节以及自然灾害和病虫害控制等,无法进行可持续性生产,前景每况愈下。报告认为,全球生态环境恶化危及人类健康与长久发展。如果目前情况继续恶化下去,生态环境就有可能发生突然变化,将导致水资源质量发生突变,新的疾病蔓延,沿海地球海洋生物死亡,以及地球气候出现异常变化。2 生态环境危机的客观必然性今天当全球性的生态环境危机将人类推到生死存亡关头之时,只有对造成生态环境危机的原因进行深刻的反思,方能探寻到解决环境危机的出路。关于环境危机的主要原因,众说纷纭,莫衷一是,真可谓仁者见仁,智者见智。据巴里·康门勒(Barry Commoner)教授的归纳,主要有这几种见解: ①“富裕说”,认为富裕社会的废弃物太多,还不如虽贫穷但与环境相和谐的穷人社会。②“进取意识说”,认为问题的原因在于人类的内在进取意识,认为人类是地球上最残忍的物种。③“人口说”,认为环境危机是人口太多的缘故。④“教育说”,认为人类所受的教育使人日益变得非人,变成不懂得为什么要爱自然。⑤“宗教说”,认为原因在于基督教的自然存在的唯一目的是服务于人类的信条。⑥“需求说”,认为污染的原因不在工业界而在公众过旺的物质需求。⑦“技术说”,认为原因在于以盈利为唯一目的的、失去控制的技术发展。⑧“利润说”,认为原因在于毁坏环境比保护环境更容易获得利润。⑨“政客说”,认为由于制定和执行环境政策的政府机关被亲工业界的政客所把持,使得那些机关瘫痪无力。⑩“社会制度说”,认为原因在于资本主义的社会制度。上述各说虽具有一定的合理性,但都不够全面、深刻,不能切中生态环境危机根源的要害。笔者认为,造成生态环境危机主要有如下这些原因:2. 1 西方式社会文化的主导工业革命导致的环境危机、生态冲突这些问题跟西方式的社会文化理念有密切的关联。西方文化有3个显著特征:强调竞争与征服;漠视和谐,不仅仅漠视跟自然的和谐,还漠视跟其它社会、其它文化的和谐;无限制地利用物质,认为资源永远无限。工业文明开采挖掘出地底深处的几百种矿产资源,将其转化为人类可支配使用的财富,支撑了人口新一轮的膨胀。其主要特征是:以毁坏自然的方式征服和利用自然;个人自由与财富消费至上;解除宗教和伦理对人的控制等等,这些要素构成了传·48·第5期 河北林业科技 2006年1 0月统工业文明的主流意识形态。整个二十世纪,人类消耗了1420亿t石油、2650亿t煤、380亿t铁、7. 6亿t铝、4. 8亿t铜。占世界人口15%的工业发达国家,消费了世界56%的石油和60%以上的天然气、50%以上的重要矿产资源,全球各国各民族间出现严重的不平衡。目前,全球石油剩余可采储量仅为1400多亿吨,按目前产量,静态保障年限仅40a;天然气的剩余可采储量为150亿立方米,静态保障年限仅为60a。与此同时,地球环境遭到严重污染,生态系统受到严重破坏,森林锐减、物种毁灭、气候变暖、荒漠扩大、灾害频发,一场全面的危机摆在人类面前。2. 2 人口压力如前所述,人类赖以生存的生物圈是一个最大的生态系统,它有着自己的负载阈限。而处在生物圈中食物链最高位的人口的迅速增长,使生物圈的负载能力已达到了极限,难以为继。英国经济学家马尔萨斯认为,如果听其自然,人口增长会呈现几何图式(2、4、8、16⋯⋯) ,而人类所需食物的增长最多是算术方式(1、2、3、4⋯⋯) ,最后的结局当然十分悲惨。据悉,世界人口在有公元纪元以来的第一个1000a里,只有3亿人。而在第二个1000a里,就猛增至约60亿人。在这第二个1000a里,世界人口有过两次大的增长。第一次发生在工业革命期间, 从1750年到1900年的150a间,世界人口从原来的8亿增至17亿。这期间的人口增长主要发生在西方工业化国家。1950年以后,世界人口进入第二次高速增长期。从1950年到1981年,世界人口从25亿猛增至50亿。31a里人口就猛增了1倍。在此期间,人口增长主要发生在发展中国家,发展中国家人口增长率大大高于发达国家。更有甚者,在发展中国家,人口的增长与贫困的扩大是同步的。2. 3 对生态基本规律的认识不足人类社会的发展,一时一刻也离不开地球的自然环境。然而,人类在改造自然环境的进程中,只知道一味地向大自然索取和掠夺,却没有认识到地球承载人类生存的能力,取决于它能提供的生命支持系统和生物多样性。人类发展的过程是一个不断改变“自然生态系统”的过程,这个系统的发展既有利于人类的一面,也存在着不利的一面,即过度耗竭自然资源和破坏自然生态系统,最终将导致人类的不可持续发展。人类造成的生态环境退化有三个途径: ①非生物资源的消耗(地球上不可更新资源是有限的,是可耗竭的) 。②向环境的排放(污染和废物排放往往超出环境的自净能力) 。③生物量的损失(可更新资源的使用速度大于更新速度) 。因此,可以说,是人类活动产生的总压力超过了地球的环境承载能力的可能性,才造成了环境危机。关于这一点,恩格斯早在一百年前的《自然辩证法》一书中就曾尖锐地指出:“⋯⋯我们不要过分陶醉于我们对自然界的胜利。对于每一次这样的胜利,自然界都报复了我们。每一次胜利,在第一步都确实取得了我们预期的结果,但是在第二步和第三步却有了完全不同的、出乎意料的影响,常常把第一个结果又取消了。”由此可见,正是人类对生态基本规律的认识不足,对生态资源肆无忌惮地无度挥霍,才导致生态环境的日益恶化,从而给人类带来了前所未有的生态性灾难。因此,人类只有善待自然,按照生态基本规律办事,运用使发展更少地依赖地球有限的资源,更多地与地球承载能力达到有机协调的方式来发展经济,才有可能躲过大自然对人类新一轮更大范围的惩罚。2. 4 传统生存方式的缺陷我们知道,人类在适应环境的过程中,形成了从自然界索取衣、食、居住等方面的物质和能量的生存方式,使之能够世世代代地生存繁衍下去。但是,人类在和环境进行了长期的抗争和苦斗,极大地发展了自己,增强了改造自然的能力和水平之后,又逐步形成了以高投入、高消耗为手段,以高速度、高发展为途径,以高消费、高享受为目的的生存方式。这种生存方式的后果是对环境的高污染和高破坏,是以牺牲环境来求取发展的。在今天当环境危机成为威胁人类生存,制约经济发展和影响社会稳定的直接因素,在震惊世界的公害事件频发不断,生态资源遭到严重破坏的形势下,人类才对这种传统生存方式的缺陷有了比较清醒的认识。在1989年12月22日第44届联合国大会召开的环境与发展大会的决议(联大第44 /228号)中就一针见血地指出:“全球环境不断恶化的主要原因是无法长久维持的生产和消费形态,特别是工业国家的生产和消费形态。”当前,不论是发达国家,还是发展中国家,都遵循着以大量消耗自然资源为特征的生存方式。高物质消费生活方式驱动着高资源消耗的生产,而高资源消耗的生产又导致了地球环境状况的恶化。环境危机的出现无不与这种浪费型、破坏型的传统生存方式有着密切的关系。人类现在每1年燃烧的矿物燃料就要自然界用100万年的时间才能形成。对这种传统的高消耗生产方式和高消费生活方式,有识之士称其为“发展的失败”。具体地说,即正是传统的生产方式、消费方式、思维方式等几乎所有方面组成了威胁生态环境的社会惯性力量。因此,仅仅从其中一个方面入手,或是以为更新的技术本身就会解决这样的问题,或是寄希望于一套全新的发展战略,肯定是要失败的。事实上,许多生物学家、生态学家、技术专家,当然还有各方面的社会科学家都明确认识到,如果不对人类迄今所处的生存方式,或者说对整个工业文明进行深刻反思,人类断难改弦更张。2. 5 技术的滥用如所周知,科学技术的迅猛发展在给人类物质生活·49·第5期 河北林业科技 2006年1 0月带来空前繁荣的同时,也给人类带来了前所未有的灾难。正是科学技术的发展,才使人类具有了改造自然的能力。它使人类能更大规模地采矿、办工业,从而向自然界索取更多的物质和能量,并同时向环境排出日益增多的废弃物。尤其是化学技术的发展,使人类能合成许多自然界根本没有的化学品,在排入环境后长期在食物链中循环,危害人体健康。可见,由于人类滥用科学技术向大自然贪婪地索取和掠夺,最终是搬起石头砸自己的脚。但是,科学技术是一把双刃剑,它既有为害人类的一面,又有造福人类的另一面。人类只有正确使用科学技术,将其运用于环境保护方面,大力发展节能技术、生态农业技术、以及其他一系列技术,实行封闭的工业生态循环,采取清洁生产方式,实现废物的无害化、资源化,把对环境的负荷减少到最低限度,才能达到人与自然的和谐,从而实现人类社会的永续发展。2. 6 自由经济制度的弊端自由经济制度要求整个社会关系商品化,要求按照等价交换的原则自由买卖、自由竞争、自由贸易、自由经营。为了实现这一目的,其保障和鼓励,甚至放纵私人自由地无限制地从事各种创造财富的活动。然而,这些活动大多是以疯狂掠夺自然资源和严重污染环境为代价来获取其高额利润的。在这种制度下,人人只图急功近利,不顾长远后果。而正是这种对利润的贪婪导致了对大自然的严重破坏。自由市场经济制度无内在目标和固定方向,仅仅服从于供需力量的调节。在这种经济体制下,某些人类的共有物(即共有资源) ,如空气、水等人类生存所必需的物质基础,往往被少数人或集团用做换取个人或集团利益的牺牲品。对此,美国著名学者巴里·康门勒(Barry Commoner)教授曾指出:在自由市场经济体制下,资金趋向于流向能在最短时间内产生最大收益的生产项目及其所属的企业。在这种体制下,投资实际上由公司决定。而公司作出选择的依据是收回投资和创造利润的周期的长短。它们当然选择周期短的。不幸的是,有利于环境的,同时从长远看经济效率更高的项目往往需要大量的初始投资,而且资金和利润的回收周期长,因此不可能在自由市场经济体制下为投资者们所喜欢。因为自由市场经济体制下的资金分配不可能自发地照顾环境质量所代表的社会效益。这就需要政府以“有形之手”加强对自由经济活动的干预、控制和调节,以克服自由经济“无形之手”所无法触及的个人权利的滥用和资源浪费之流弊,防止共有物悲剧的发生。3 生态环境危机的根治途径环境问题是在发展中产生的。导致生态环境退化的根源在于不可持续的生产与消费方式。发达国家在发展中,不顾自然生态系统的承受力,消耗了地球上大量的自然资源和能源,向环境中排放了大量的污染物,导致环境问题的加剧和环境问题的全球化。目前,世界上少数地区的消费极高,但大部分人类的基本消费需求尚未得到满足。正是工业化国家的不可持续的生产和消费模式加剧了环境退化和世界一些地区的贫困。作者认为,要从根本上铲除生态环境危机产生的根源,需从控制人口增长、开发可再生能源、实施可持续生产和可持续消费等4个方面入手。3. 1 控制人口增长根据世界人口学家估计,目前全球正以每年1 亿人的速度在增长,到2030年,人口将可能达到100亿。地球资源在开发利用的速度上目前已显得赶不上人口增长的速度。而正是世界人口的迅速增长给生态环境,尤其对土地、水、物种等造成巨大的压力,并造成了森林的锐减,土壤的退化,生态的恶化,资源的浪费,物种的减少等一系列生态环境问题。因此,为了保护地球资源和生态环境,控制人口增长已成为人类迫在眉睫的共同任务。3. 2 开发可再生能源再生能源主要有水能、太阳能、风能、地热能、生物质能等,其最大的特点是具有自我恢复能力,人们在使用过程中,再生能源可以从自然界中源源不断地得到补充,取之不尽,用之不竭,而且几乎是零污染,对生态环境的破坏微乎其微。因此,大力开发利用可再生能源是缓解煤、石油、天然气开采压力,减轻生态环境破坏的一条重要途径。3. 3 可持续生产可持续生产是指满足消费者对产品需求而不危及子孙后代对资源和能源需求的生产。实行可持续生产的主要途径是在工业发展中推行清洁生产。清洁生产是指利用先进的工艺、技术和管理方法,提高资源和能源利用率,降低物耗、能耗,最大限度地减少废弃物排物量生产经营活动。按照联合中巴黎工业与环境活动中心的定义,清洁生产是:“将综合预防的环境策略,持续应用于生产过程和产品中,以便减少对人类和环境的风险”。目前,世界上普遍使用的、达到清洁生产的主要途径是: ①调整产品结构,用无污染、少污染的产品代替毒性大、污染重的产品。②调整原料结构,用无污染、少污染的能源和原材料代替毒性大、污染重的能源和原材料。③调整企业技术结构,用消耗少、效益高、无污染、少污染的技术、工艺和设备替代消耗高、效益低、污染产生大、污染重的技术、工艺和设备。④设计物料闭路循环,开展“三废”综合利用,最大限度地利用能源和原材料,实现物料最大限度的厂内循环。⑤强化企业工业生产管理,减少跑、冒、滴、漏和物料流失。⑥对少量的、必须排放的污染物,采用低费用、高效能的净化处理设备,进行最终的处理、处置。⑦建立无废工业区。(下转第54页)·50·第5期 河北林业科技 2006年1 0月小区,开展规范的湿地和鸟类保护工作,试验性建设湿地恢复工程。(4)建立湿地公园。在北戴河湿地等近城市区和南戴河、黄金海岸等旅游区的湿地,规划建设具有保护和开发相协调的示范性特色湿地公园,同时发挥湿地的生态效益和经济、社会效益。(5)探讨建立并逐步健全湿地保护社区参与机制。在参照国内外其它地区社区参与湿地保护成功经验的基础上,探讨性建立符合秦皇岛沿海湿地保护实际的社区参与机制,使沿海湿地的保护和湿地所在县、乡、村社区经济利益协调发展,让群众从保护湿地中得到实惠,从而更加积极主动参与保护行动。参考文献[ 1 ]国家林业局《湿地公约》履约办公室. 湿地公约履约指南[M ]. 北京: 中国林业出版社, 2001.[ 2 ]国家林业局,等. 中国湿地保护行动计划[M ]. 北京: 中国林业出版社, 2000.(上接第50页)3. 4 建立可持续的消费模式《21世纪议程》提出,世界所有国家均应全力促进可持续消费模式,发达国家应率先达成可持续消费模式,发展中国家应在其发展过程中谋求可持续消费模式,避免工业化国家的那种过分危害环境、无效率和浪费的消费模式,工业化国家要提供更多的技术和其他援助。政府和商业界对改变消费模式具有举足轻重的作用。具体手段有:运用经济刺激,改变消费行为;调整价格结构,使价格能够反映出环境的价值;取消对不可持续消费模式的保护性补贴;提高消费者的环境保护的经验和意识等等。80年代以来,世界上出现了以环境标志(绿色标志)制度为核心的绿色消费浪潮,对转变不可持续消费模式产生了推动作用。环境标志(绿色标志)是某一个国家依据环境标准,规定产品从生产到使用全过程必须符合环境保护的要求,对符合或者达到这一要求的产品颁发证书或标志。如果商品上印制了特定的环境标志,就表明该商品的生产、使用及处置全过程都符合环境保护的要求,不危害人体健康,对环境无害或少害,有利于资源再生和回收利用。参考文献[ 1 ] [美]D. 米都斯,等. 增长的极限[M ]. 四川:四川人民出版社,1984.[ 2 ] 王进. 我们只有一个地球[M ]. 北京:中国青年出版社, 1999.[ 3 ] 陈鸿清. 发展新思路[M]. 北京:中国国际广播出版社, 2000.[4 ] 王样荣. 生态与环境[M ]. 东南大学出版社, 2000.[ 5 ] [德]狄特富尔特,等. 人与自然[M ]. 三联书店, 1993.[ 6 ] 戴星翼. 走向绿色的发展[M ]. 上海:复旦大学出版社, 1998.(上接第51页)吸入鼻腔才有效, 45日龄时进行第二次新城疫II系疫苗免疫, 15日龄时翼内皮下刺种鸡痘疫苗。在免疫各种疫苗前后3天内饲料中不加抗菌素药物。3. 8 消毒室内和所用设备都要定时进行消毒。3. 8. 1 地面消毒 用1%新洁尔灭或4%来苏儿水进行喷洒消毒,每周进行1次。3. 8. 2 空间消毒 在育雏前20天用熏蒸法进行消毒。每立方米空间用42ml福尔马林溶液倒入盛有21g高锰酸钾的容器中,熏蒸后密闭24～48h,然后通风换气放出甲醛气体。3. 8. 3 设备消毒 我们用的温度计、湿度计、饮水器、食槽等设备,都要用新洁尔灭或生石灰粉等药品冲洗,然后用净水洗净,在阳光下晒干,即达到消毒效果。4 小结通过对褐马鸡雏鸡的研究饲养,除获得了适合雏鸡生长的基本因子的理论数据外,还得出了几点经验,总结如下:4. 1 行为习性雏鸡刚能站稳行走就表现出好动、好斗的习性,特别爱啄抱窝鸡的冠和眼, 3日龄时行走奔跑速度加快,爬坡能力增强,在野外不易抓到。雏鸡从9日龄时开始有沙浴现象,两周后夜间飞到架上休息,每天的上午8: 00 ～10: 00时,下午的5: 00～7: 00时,是其活动和取食最旺盛的时候,中午11: 00～14: 00时不爱动,也不肯取食,但这个时间饮水较多。4. 2 健康标志雏鸡早晨粪便的颜色、形状基本能代表其是否健壮,如果呈圆柱状、条状、棕绿色、表面有白色的尿酸盐沉着,说明鸡健康;如果盐成份增加,呈白色糊状或石灰浆样的稀粪,多感染了痢疾;如果是黄白色、黄绿色并附有粘液、血液等恶臭稀便,说明感染伤寒等急性病。鸡群中的啄羽、啄肛、啄趾及其它异食现象和有无软腿,能帮助判断日粮中营养是否充足和平衡,以便及时调节各种营养元素。4. 3 生长情况从鸡群中选即将进入亚成体的5只鸡分别在6周龄、7周龄、8周龄、9周龄测量其6个相关指标,通过计算、比较得出:雏鸡在即将进入亚成体时,也就是49日龄以后,生长速度最快。

毕业设计（论文）报告 系 别： 电子与电气工程学院 专 业： 电子信息工程 班 号： 电子 0 8 5 学 生 姓 名： 傅浩 学 生 学 号： 080012212 计 论 ） 目 设 （ 文 题 ： 基于AT89C51 的数字温度计的设计 指 导 教 师： 傅浩 设 计 地 点： 起 迄 日 期： 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 毕业设计（论文）任务书 专业 电子信息工程 班级 电子 085 姓名 傅浩一、课题名称：基于 AT89C51 的数字温度计的设计二、主要技术指标： 1、测温范围-50℃-110℃ 2、精度误差小于 ℃ 3、LED 数码直读显示 4、可通过人机接口任意设定温度报警阀值三、工作内容和要求：（1）、要求数字温度计能对环境的温度进行实时监测。（2）、数字温度计要能够实时显示环境的温度信息，使用户及时了解到环境温度情况。（3）、数字温度计能够在程序跑飞的情况下自动重启，对环境温度进行正确的测量。 四、主要参考：1.李勋.刘源单片机实用教程M.北京航空航天大学出版社，20002.李朝青.单片机原理及接口技术（简明修订版）M.杭州：北京航空航天大学出版社，19983.李广弟.单片机基础M.北京：北京航空航天大学出版社，19944.阎石.数字电子技术基础（第三版）M.北京：高等教育出版社，19895.廖常初.现场总线概述J.电工技术，19996.王津.单片机原理与应用M.重庆大学出版社，2000 学 生（签名） 年 月 日 指 导 教师（签名） 年 月 日常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 教研室主任（签名） 年 月 日 系 主 任（签名） 年 月 日 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目 基于 AT89C51 的数字温度计的设计一、选题的背景和意义： 随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研等各个领域，已经成为一种比较成熟的技术，本文将介绍一种基于单片机控制的数字温度计，它给人带来的方便也是不可否定的。要为现代人生活提供更好、更方便的设施就需要从数单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。 本文将要设计的数字温度计具有性能稳定、灵敏度高、抗干扰能力强、使用方便等优点，广泛应用于冰箱、空调器、粮仓等日常生活中温度的测量和控制中，为人们生活水平的提高做出了巨大的贡献。二、课题研究的主要内容： 1．本文是以单片机 AT89C51 为核心进行设计。 2．通过 DALLAS 公司的单总线数字温度传感器 DS18B20 来实现环境温度的采集和 A/D转换。 3．其输出温度采用数字显示，用 3 位共阳极 LED 数码管以串口传送数据，实现温度显示，能准确达到以上要求。 4．此温度计属于多功能温度计可以用来测量环境温度，还可以设置上下报警温度，当温度不在设置范围内时，可以报警。 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文三、主要研究（设计）方法论述： 1. 通过查阅书籍了解数字温度计的基本概念等信息，结合以前所学的电子专业知识认真研究课题。 2. 借助强大的网络功能，借鉴前人的研究成果更好的帮助自己更好地理解所需掌握的内容。 3. 通过与老师与同学的讨论研究，及时地发现问题反复地检查修改最终完成。 四、设计（论文）进度安排：时间（迄止日期） 工 作 内 容 ～ 查找资料，确定论文题目 ～ 根据选题方向查资料，确定基本框架和设计方法 ～ 完成开题报告 ～ 完成初稿并交指导老师审阅 ～ 根据指导老师意见修改论文 ～ 根据模板将论文排版 ～ 仔细阅读论文并作细节完善后上交 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文五、指导教师意见： 指导教师签名： 年 月 日六、系部意见： 系主任签名： 年 月 日 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 目录摘要Abstract第 1 章 前言 ...................................................... 1第 2 章 数字温度计总体设计方案 .................................... 2 数字温度计设计方案.......................................... 2 总体设计框图................................................ 2第 3 章 数字温度计的硬件设计 ...................................... 3 主控制器 AT89C51 ............................................ 3 AT89C51 的特点及特征 .................................... 3 管脚功能说明............................................ 3 片内振荡器.............................................. 5 芯片擦除................................................ 5 单片机的主板电路............................................ 6 温度采集部分的设计.......................................... 6 温度传感器 DS18B20 ...................................... 6 DS18B20 温度传感器与单片机的接口电路 ................... 10 显示部分设计............................................... 10 74LS164 引脚功能及特征 ................................. 10 温度显示电路........................................... 11 报警系统电路............................................... 12第 4 章 数字温度计的软件设计 ..................................... 13 系统软件设计流程图......................................... 13 数字温度计部分程序清单..................................... 15第 5 章 结束语 ................................................... 20答谢辞参考文献 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 摘 要 随着人们生活水平的不断提高，单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的，其中数字温度计就是一个典型的例子。 本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，其输出温度采用数字显示。该设计控制器使用单片机 AT89C51，测温传感器使用 DS18B20，用 3 位共阳极 LED 数码管以串口传送数据，实现温度显示。本温度计属于多功能温度计，可以设置上下报警温度，当温度不在设置范围内时，可以报警。 此外本文还介绍了数字温度计的硬件设计和软件设计，硬件设计主要包括主控制器、单片机的主板电路、温度采集部分电路、显示电路以及报警系统电路。 软件设计包括系统软件的流程图和数字温度计的部分程序清单。关键词：AT89C51 单片机，数字控制，测温传感器，多功能温度计 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 Abstract As peoples living standard rising SCM is undoubtedly one of theobjectives pursued by the people the convenience it brings is equallynegative and one digital thermometer is a typical example. The design presented in the traditional thermometer digitalthermometer and compared with a reading convenience a wide range oftemperature measurement temperature measurement accuracy the output ofthe temperature digital display. The design of the controller usingmicrocontroller AT89C51 temperature sensor uses DS18B20 with threecommon anode LED digital tube to serial transmission of data to achievetemperature display. The thermometer is multi-functional thermometeryou can set the upper and lower alarm temperature range when thetemperature is not set you can alarm. Besides the paper also describes the digital thermometer in hardwaredesign and software design hardware design includes the main controllermicrocontroller circuit board the temperature acquisition part of thecircuit display circuit and the alarm system circuit. Software designincluding system software flow chart and the digital thermometer in thepart of the program words: AT89C51 microcontroller digital control temperature sensormulti-function thermometer 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文第1章 前言 随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的技术，本文将介绍一种基于单片机控制的数字温度计，本温度计属于多功能温度计，可以设置上下报警温度，当温度不在设置范围内时，可以报警。 现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现。 能够独立工作的温度检测和显示系统应用于诸多领域。传统的温度检测以热敏电阻为温度敏感元件。热敏电阻的成本低，但需后续信号处理电路，而且可靠性相对较差，测温准确度低，检测系统也有一定的误差，所以传统的温度计有反应速度慢、读数麻烦、测量精度不高、误差大等缺点。 本文是以单片机 AT89C51 为核心，通过 DALLAS 公司的单总线数字温度传感器 DS18B20 来实现环境温度的采集和 A/D 转换，用来测量环境温度，温度分辨率为 ℃，并能数码显示。因此本文设计的数字温度计具有读数方便，测温范围广，测温精确，数字显示，适用范围宽其电路简单，软硬件结构模块化，易于实现等特点。 数字式温度计的设计将给人们的生活带来很大的方便， 为人们生活水平的提高做出了贡献。数字温度计在以后将应用于我们生产和生活的各个方面，数字式温度计的众多优点告诉我们：数字温度计将在我们的未来生活中应用于各个领域，它将会是传统温度计的理想的替代产品。 -1- 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文第2章 数字温度计总体设计方案 数字温度计设计方案方案 一： 采用热敏电阻器件，利用其感温效应，再将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行 A/D 转换后，利用单片机进行数据的处理，然后在显示电路上，将被测温度显示出来。 方案 二： 利用温度传感器，在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，所以这是非常容易想到的，所以可以采用一只温度传感器 DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换就可以满足设计要求。 分析上述两种方案可以看出方案一是使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，进行 A/D 转换后，利用单片机进行数据的处理，在显示电路上被测温度显示出来，这种设计需要用到 A/D 转换电路，感温电路比较麻烦。方案二是利用温度传感器直接读取被测温度，读数方便，测温范围广，测温精确，适用范围宽而且电路简单易于实现。 综合方案一和方案二的优缺点，我们选择方案二。 总体设计框图 温度计电路设计总体设计方框图如图 2-1 所示， 控制器采用单片机 AT89C51，温度传感器采用 DS18B20，用 4 位 LED 数码管以串口传送数据实现温度显示。 L 单片机复位 E D 主 显 控 示 报警点按键调整 制 器 温 度 时钟振荡 传 感 器 图 2-1 总体设计方框图 -2- 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文第3章 数字温度计硬件设计 主控制器 AT89C51 的特点及特性： 40 个引脚，4K Bytes FLASH 片内程序存储器，128 Bytes 的随机存取数据存储器（RAM） ，32 个外部双向输入/输出（I/O）口，5 个中断优先级 2 层中断嵌套中断，2 个 16 位可编程定时计数器，2 个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。 此外，AT89C51 在空闲模式下，CPU 暂停工作，而 RAM 定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存 RAM 的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有 PDIP、TQFP 和 PLCC 等三种封装形式，以适应不同产品的需求。 主要功能特性： 兼容 MCS-51 指令系统 4k 可反复擦写gt1000 次）ISP FLASH ROM 32 个双向 I/O 口 工作电压 2 个 16 位可编程定时/计数器 时钟频率 0-33MHZ 全双工 UART 串行中断口线 128X8 BIT 内部 RAM 2 个外部中断源 低功耗空闲和省电模式 中断唤醒省电模式 3 级加密位 看门狗（WDT）电路 软件设置空闲和省电功能 灵活的 ISP 字节和分页编程 双数据寄存器指针 管脚功能说明： AT89C51 管脚如图 3-1 所示： -3- 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 图 3-1 AT89C51 管脚图 （1）VCC：供电电压。 （2）GND：接地。 P0 P0 （3） 口： 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口， 每脚可吸收 8TTL 门电流。当 P1 口的管脚第一次写 1 时，被定义为高阻输入。P0 能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在 FIASH 编程时，P0 口作为原码输入口，当 FIASH 进行校验时，P0 输出原码，此时 P0 外部必须被拉高。 （4）P1 口：P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P1 口缓冲器能接收输出 4TTL 门电流。P1 口管脚写入 1 后，被内部上拉为高，可用作输入，P1 口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在 FLASH编程和校验时，P1 口作为第八位地址接收。 （5）P2 口：P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P2 口缓冲器可接收，输出 4 个 TTL 门电流，当 P2 口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2 口当用于外部程序存储器或 16 位地址外部数据存储器进行存取时，P2 口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 （6）P3 口：P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口，可接收输出 4个 TTL 门电流。当 P3 口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3 口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3 口也可作为 AT89C51 的一些特殊功能口，如下所示： RXD（串行输入口） TXD（串行输出口） /INT0（外部中断 0） /INT1（外部中断 1） T0（记时器 0 外部输入） T1（记时器 1 外部输入） /WR（外部数据存储器写选通） /RD（外部数据存储器读选通） -4- 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 （7）RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持 RST 脚两个机器周期的高电平时间。 （8）ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在 FLASH 编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的 1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个 ALE 脉冲。如想禁止 ALE 的输出可在 SFR8EH 地址上置 0。此时，ALE 只有在执行 MOVX，MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态 ALE 禁止，置位无效。 （9）/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN 有效。 但在访问外部数据存储器时， 这两次有效的/PSEN信号将不出现。 （ 10 ） /EA/VPP ： 当 /EA 保 持 低 电 平 时 ， 则 在 此 期 间 外 部 程 序 存 储 器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式 1 时，/EA 将内部锁定为 RESET；当/EA 端保持高电平时，此间内部程序存储器。在 FLASH 编程期间，此引脚也用于施加 12V 编程电源（VPP）。 （11）XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 （12）XTAL2：来自反向振荡器的输出。 片内振荡器： 该反向放大器可以配置为片内振荡器，如图 3-2 所示。 图 3-2 片内振荡器 芯片擦除： -5- 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 整个 PEROM 阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合， 并保持ALE 管脚处于低电平 10ms 来完成。在芯片擦操作中，代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。 此外，AT89C51 设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下，CPU 停止工作。但 RAM、定时器、计数器、串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存 RAM 的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。单片机 AT89C51 具有低电压供电和体积小等特点，四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需要，很适合便携手持式产品的设计使用系统可用二节电池供电。 单片机 AT89C51 具有低电压供电和体积小等特点，四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需要， 很适合便携手持式产品的设计使用系统可用二节电池供电。 单片机主板电路 单片机 AT89C51 是数字温度计的核心元件，单片机的主板电路如图 3-3 所示，包括单片机芯片、报警系统电路、晶振电路、上拉电阻以及与单片机相连的其他电路。 图 3-3 单片机的主板电路 温度采集部分的设计 温度传感器 DS18B20 DS18B20 温度传感器是美国 DALLAS 半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现 9～12 位的数字值读数方式。 -6- 常州信息职业技术学院电子与电气工程学院 毕业设计论文 TO－92 封装的 DS18B20 的引脚排列见图 3-4，其引脚功能描述见表 .