摘 要

汽车前舱的温度直接影响着车辆的整车性能，本文主要从测量系统的构建上对前置机舱温度场进行测量和相关研究。主要研究内容包括：

1、检测方案的设计。在分析前舱热源、热害等结构的基础上，对可适用的检测方法进行了分析与对比，确立了以DS18B20为核心的检测方案。

2、硬件系统设计。在分析51单片机和DS18D20工作原理的基础上，设计了控制电路，数据采集与处理电路，以及辅助电路。并完成了PCB板的设计与制作，搭建了完整的硬件系统。并通过仿真验证了系统的可行性。

3、软件系统设计。运用C语言，实现了多点温度的采集、处理与显示。

通过实验验证，表明本检测系统结构简单，运行稳定，精度可靠。

关键词：温度测量；汽车发动机舱；温度传感器DS18B20

Abstract

Car at the front of the cabin temperature has a direct influence on the vehicle performance, this article mainly from the measurement system constructed on the front cabin temperature field modeling are studied. Main research contents include:

1. Detection scheme design. Based on the analysis of the heat source in the front cabin, such as victims of the structure based and the detection methods were analyzed and compared, established by DS18B20 as the core of the detection scheme.

2, the hardware design of the system. In the analysis of 51 MCU and DS18D20 working principle of basic on the design of the control circuit, data acquisition and processing circuit, and auxiliary circuit. And completed the PCB board design and production, to build a complete hardware system. And through the simulation to verify the feasibility of the system.

3, software system design, using C language, to achieve a multi-point temperature acquisition, processing and display.

The experimental results show that the detection system is simple in structure, stable in operation and reliable in accuracy.

Key Word：Temperature measurement；Automobile engine room；Hardware；Software；Temperature sensor DS18B20

目 录

第1章 绪论 1

1.1课题研究的现状及意义 1

1.2课题研究的内容 1

1.3课题方案思路 1

1.4本文组织结构 2

第2章.方案设计 3

2.1发动机前置式汽车前舱结构分析 3

2.2汽车发动机舱温度测量点的选择 3

2.3 DS18B20的安装 4

2.3.1发动机温度传感器的安装 4

2.3.2发电机与起动机温度传感器的安装 4

2.3.3散热器温度传感器的安装 5

2.3.4温度传感器误差校正 5

2.4总体方案 6

2.4.1方案论证 6

2.4.2方案的总体设计框图 7

第3章.硬件电路设计 8

3.1温度测量电路设计 8

3.1.1温度传感器DS18B20 8

3.1.2测温电路图 13

3.2驱动复位电路设计 14

3.2.1单片机AT89C51简介 14

3.2.2 复位电路与时钟电路设计 17

3.3LCD1602显示电路设计 18

3.3.1LCD1602液晶显示屏简介 18

3.3.2LCD1602液晶显示电路设计 19

3.4键盘电路设计 20

第4章.软件程序设计 25

4.1程序变量说明 25

4.2DS18B20多点温度检测软件程序 25

4.2.1多点温度检测流程图及说明 25

4.2.2LCD1602显示程序流程图及说明 28

第5章总结与展望 31

5.1总结 31

5.2展望 31

致 谢 32

参考文献 32

附录1：温度测量显示程序 33

附录2：DS18B20读序列程序 41

第1章 绪论

1.1课题研究的现状及意义

在传统的车型开发当中，发动机舱的温度性能一般通过前期数据校核和后期试验验证的方法，由此带来了精度差，开发周期长成本高，出问题不易更改等问题，因此在进行设计后需要对相应部位进行温度测量，检验其是否能满足要求，这就需要找好相应的位置测得温度，进行前置发动机机舱的温度分析，找出相应情况下，发动机舱各个位置的温度，并能给出相应的结果，避免汽车在使用过程中因温度造成安全方面的隐患，以及所带来的经济损失。我们通过温度传感器的测量得到车前舱中的温度，形成一个前舱温度场，得到全面温度数据，使车辆设计时更加合理，使其具有更好的经济性以及安全性能。

由于人们对于车辆各项功能还有安全等方面的要求提升，而汽车发动机舱内部结构更加趋于模板、紧凑型。如今发动机强化得也得到提高了，这使发动机在随着它功率的增大，这汽车机舱里的温度得到增高。车辆机舱的设计又更加紧密，其气流也越发困难，再加之车辆的排气温度更加高。这给机舱热量散发带来了更多困难。温度高也会使车辆的整体性能降低。现在，市面上的大部分轿车都是前置式发动机式，因此对汽车前置式发动机前舱温度测量就成为了一项重要的工作。所以在进行汽车前舱布置设计的时候，得到关键温度十分重要，这样才能设计时能有全方位的考虑，使汽车的设计更加完整。这样保证车辆安全、经济也实用，这是现代车辆的趋势，也是用户的要求。

1.2课题研究的内容

本文主要研究关于发动机前置式汽车发动机舱温度的测量，为了更好的了解其工作温度情况，使汽车能更好的工作，我们必须先对前置式发动机汽车前舱结构有所了解，并能找到其中与热量、温度相关比较紧密的几个部分进行，选择其进行温度测量，对热量不敏感以及对温度无要求的部位加以区别，找到相应需要分析的热源、热受害点以及散热重要部位进行分析。在此基础上，选择合适的温度传感器，基于51单片机以及传感器进行电路设计，软件程序编写。以实现温度测量工作，从而实现对汽车发动机舱温度分布的研究。

1.3课题方案思路

首先，了解温度测量对象，对汽车前舱结构以及热量分布进行了解，选择热源汽车发动机，热受害点发电机、起动机，以及散热关键部位散热器为测量汽车前舱温度的几个关键部位,选择正确的温度传感器安装点以及温度传感器的封装形式。

之后，利用单片机工作原理， DS18B20传感器功能还有引脚功能，LCD1602正常显示的各项知识，利用软件proteus得到出可用的系统电路图。

毕业设计所利用的的DS18B20测温原理还有LCD1602工作原理，电路设计是一个重点，编程和调试又是一个难点，能够实现各个位置温度测量。为了实现整个毕业设计提出的要求，单片机使用的是STC89C51RC；可以通过电脑对单片机进行编程，利用串口对程序进行下载，这样对程序的使用带来方便。电路仿真利用电脑软件Proteus，软件使用C语言进行编程。软件仿真采用Keil μVison2。系统的组成框图如下图所示。它主要由四个部分组成：

温度测量

温度显示

单片机驱动

键盘控制

图1.1 系统原理框图

1.4本文组织结构

第二章主要对毕业设计的方案设计进行比较和说明。

第三章主要对硬件使用的各个元件进行介绍，并对各个模块的电路进行展示和说明。

第四章主要提供了软件设计的程序流程图，还有各个重要部分的重要代码。