摘要
摘要:在日常生活及工业生产过程中，经常要用到温度的检测及控制，温度是生产过程和科学实验中普遍而且重要的物理参数之一。传统的测温元件有热电偶和二电阻。而热电偶和热电阻测出的一般都是电压，再转换成对应的温度，这些方法相对比较复杂，需要比较多的外部硬件支持。我们用一种相对比较简单的方式来测量。
采用美国DALLAS半导体公司推出的一种改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件，温度范围为-55~125 oC,最高分辨率可达0.0625 oC。DS18B20可以直接读出被测温度值，而且采用三线制与单片机相连，减少了外部的硬件电路，具有低成本和易使用的特点。
基于STC89C52单片机的温度测量及报警电路,电路采用DS18B20作为温度监测元件，测量范围0℃-～50℃，使用LCD模块显示，能设置温度报警上下限。着重介绍软硬件系统的各部分电路，介绍了集成温度传感器DS18B20的原理，STC89C52单片机功能和应用。该电路设计新颖、功能强大、结构简单。
关键词：温度测量报警 DS18B20 STC89C52
Abstract
Abstract：In daily life and industrial production process, often used in the detection and control of temperature, temperature is the production process and scientific experiments in general and one of the important physical parameter. Traditional thermocouple and temperature ponents are the second resistor. The thermocouple and thermal resistance are generally measured voltage, and then replaced by the corresponding temperature, these methods are relatively plex, requiring a relatively large number of external hardware support. We use a relatively simple way to measure.
Use the United States following DALLAS Semiconductor DS1820 improved after the introduction of a smart temperature sensor DS18B20 as the detection element, a temperature range of -55 o C ~ 125 o C, up to a maximum resolution of 0.0625 o C. DS18B20 can be directly read out the temperature on the north side, and three-wire system with single-chip connected to a decrease of the external hardware circuit, with low-cost and easy use.
The introduction of a cost-based STC89C52 MCU a temperature measurement circuits, the circuits used DS18B20 high-precision temperature sensor, measuring scope 0 o C～+100 o C, can set the warning limitation, the use of seven segments LCD that can be display the current temperature. The paper focuses on providing a software and hardware system ponents circuit, introduced the theory of DS18B20, the functions and applications of AT89C51 .This circuit design innovative, powerful, can be expansionary strong.
Key words:Temperature measurement warning DS18B20 STC89C52
目录
1绪论 (1)
1.1 引言 (1)
1.2设计内容及要求 (1)
1.3主体的部分 (2)
2 AT89S52单片机介绍及应用 (4)
2.1 AT89S52的主要功能 (4)
2.2 引脚结构及说明 (5)
2.2.1方框图 (6)
2.2.2 引脚说明 (7)
2.3 特殊功能寄存器 (10)
2.4 存储器结构 (13)
2.5 软件看门狗及串口 (14)
2.5.1WDT的使用 (14)
2.5.2掉电和空闲方式下的WDT (15)
2.5.3 定时器2 (15)
2.6 其他功能介绍 (16)
3 系统软件的设计 (23)
3.1 程序设计语言 (23)
3.2主程序 (23)
3.3 显示子程序 (24)
3.4定时器T0中断服务程序 (25)
3.5T1中断服务程序 (25)
3.6调时功能程序 (25)
3.7时钟/秒表功能程序 (25)
4 硬件电路的操作和显示 (26)
4.1 硬件工作过程 (26)
4.2 LED的性能特点 (27)
5其他外围电路设计 (28)
5.1 时钟电路 (28)
5.2复位电路 (29)
5.3键盘电路 (30)
结论 (32)
致谢 (33)
参考文献 (34)
附录A英文和翻译 (35)
附录B电路原理图 (43)
第一章绪论
1.1引言
随着科技的发展，在工业、农业生产等重要领域对温度的控制要求越来越高，因而对温度报警系统的要求也越来越高。如何设计一款成本低廉、报警准确、操作简单的智能温度报警系统成为一个重要问题。以STC89C52单片机为处理核心，通过数字温度传感器DS18B20将检测到的数据输入单片机进行处理，与声光报警电路组合就可以构成温度报警系统，这种设计系统的成本较小，结构简单、操作方便，并且测量也很准确，能够满足工业、农业生产对温度要求不是特别高的地方。
温度报警系统，在工业、农业自动化控制中占有非常重要的地位。单片机系统的开发应用给现代工、农业测控领域带来了一次新的技术革命，自动化、智能化均离不开单片机的应用。将单片机控制方法运用到温度控制系统中，可以克服温度控制系统中存在的严重滞后现象，同时在提高采样频率的基础上可以很大程度的提高控制效果和控制精度。现代自动控制越来越朝着智能化发展，在很多的小型系统中，处理机的成本占系统成本的比例高达20%，而对于这些小型的系统来说，配置一个如此高速的处理机没有任何必要，因为这些小系统追求经济效益，而不是最在乎系统的快速性，所以用成本低廉的单片机控制小型的，而又不是很复杂，不需要大量复杂运算的系统中是非常适合的。
随着电子技术以及应用需求的发展，单片机技术得到了迅速的发展，在高集成度，高速度，低功耗以及高性能方面取得了很大的进展。伴随着科学技术的发展，电子技术
有了更高的飞跃，我们现在完全可以运用单片机和电子温度传感器对某处进行温度检测，而且我们可以很容易地做到多点的温度检测，如果对此原理图稍加改进，我们还可以进行不同地点的实时温度检测和控制。
1.2设计内容及要求
采用STC 89C52单片机作为处理器。STC 89C52是一个超低功耗，和标准51系列单片机相比较具有运算速度快，抗干扰能力强，支持ISP在线编程，片内含8k空间的可反复擦写1000次的Flash只读存储器，具有256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个I/O口，2个16位可编程定时计数器。其指令系统和传统的8051系列单片机指令系统兼容，降低了系统软件设计的难度，电路设计简单、价格低廉，其精确度和运算速度也都完全符合系统的要求。本设计以AT89S51单片机为核心的温度控制系统的工作原理和设计方法。温度信号由温度芯片DS18B20采集，并以数字信号的方式传送给单片机。该控制系统的硬件部分，包括：温度检测电路、温度控制电路、PC机与单片机串口通讯电路和一些接口电路。单片机通过对信号进行相应处理，从而实现温度控制的目的采用干电池供电
第二章 AT89S52单片机介绍及应用
2.1 AT89S52的主要功能
AT89S52是一种低功耗、高性能 8位微控制器，具有8K 系统可编程Flash 。使用Atmel
公司高密度非技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得AT89S52在众多嵌入式控制应用系统中得到广泛应用。
1、与MCS-51产品兼容；
2、8K字节在系统可编程；
3、1000次擦写周期；
4、全静态操作：0Hz-33MHz；
5、三级加密；
6、32个可编程I/O口线；
7、三个16位/；
8、8个；
9、全双工串行通道；
10、低功耗空闲和掉电模式；
11、掉电后中断可唤醒；
12、；
13、双数据指针；
14、掉电。
2.2引脚说明
AT89S52 是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编
程Flash。使用Atmel 公司高密度非技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 AT89S52具有以下标准功能： 8k字节Flash，256字节RAM， 32 位I/O 口线，，2 个数据指针，三个16 位定时器/，一个6向量2级中断结构，全双工，片内晶振及。另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、/
、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。
P0口是一个8位漏极开路的双向I/O口。作为输出口，每位能驱动8个TTL逻辑电
平。对P0端口写“1”时，用作高阻抗输入。当访问外部和数据时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在这种模式下， P0不具有内部上拉电阻。在flash时，P0口也用来接收指令；在校验时，输出指令字节。校验时，需要外部上拉电阻。
P1口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p1 输出缓冲器能驱动4 个 TTL 逻辑电平。
此外，P1.0和P1.1分别作/2的外部计数输入（P1.0/T2）和/计数器 2 的触发输入（P1.1/T2EX）。在flash和校验时，P1口接收低8位地址字节。
P2 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P2 输出缓冲器能驱动
4 个 TTL 逻辑电平。对P2 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。在访问外部或用16位地址读取（例如执行MOVX @DPTR）时，P2 口送出高八位地址。在这种应用中，P2 口使用很强的内部上拉发送1。在使用 8位地址（如MOVX @RI）访问存储器时，P2口输出P2的内容。在flash编程和校验时，P2口也接收高8位地址和一些。
P3口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p3 输出缓冲器能驱动4 个 TTL 逻辑电平。 P3口亦作为AT89S52特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在flash 编程和校验时，P3口也接收一些。
端口第二功能：
P3.0 RXD(串行输入口)
P3.1 TXD(串行输出口)
P3.2 INTO(外中断0)
P3.3 INT1(外中断1)
P3.4 TO(定时/0)
P3.5 T1(定时/1)
P3.6 WR(写选通)
P3.7 RD(读选通)
此外，P3口还接收一些用于和校验的。
复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个以上高电平将是复位。
XTAL1振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。
XTAL2振荡器反相放大器的输出端。
2.3存储器
MCS-51器件有单独的和数据存储器。外部存储器和数据存储器都可以64K寻址。
：如果EA接地，程序读取只从外部存储器开始。
对于 89S52，如果EA 接VCC，读写先从内部（地址为0000H～1FFFH）开始，接着从外部寻址，寻址地址为：2000H~FFFFH。
数据：AT89S52 有256 字节片内数据存储器。高128 字节与重叠。也就是说高128字节与有相同的地址，而物理上是分开的。
当一条指令访问高于7FH 的地址时，决定CPU 访问高128 字节RAM 还是空间。访问（SFR）。
例如，下面的指令访问0A0H（P2口）MOV 0A0H , #data使用间接访问高128 字节RAM。例如，下面的间接中，R0 内容为0A0H，访问的是地址0A0H的，而不是P2口（它的地址也是0A0H）。
MOV @R0 , #data操作也是间接。因此，高128字节数据也可用于空间。
2.4看门狗定时器
WDT是一种需要控制的复位方式。WDT 由13位和中的看门狗定时器复位（WDTRST）构成。WDT 在默认情况下无法工作；为了激活WDT，用户必须往WDTRST（地址：0A6H）中依次写入01EH 和0E1H。当WDT激活后，晶振工作，WDT在每个都会增加。WDT计时依赖于外部时钟频率。除了复位（硬件复位或WDT溢出复位），没有办法停止WDT工作。当WDT 溢出，它将驱动RSR一个高电平输出。
WDT的使用为了激活WDT，用户必须向WDTRST（地址为0A6H的SFR）依次写入01EH和0E1H。当WDT激活后，用户必须向WDTRST写入01EH和0E1H来避免WDT溢出。当计数达到8191（1FFFH）时，13 位将会溢出，这将会复位器件。晶振正常工作、WDT激活后，每一个WDT 都会增加。为了复位WDT，用户必须向WDTRST 写入01EH 和0E1H（WDTRST 是只读）。WDT不能读或写。
当WDT溢出时，将给RST产生一个复位，这个复位脉冲持续96个晶振（TOSC），其中TOSC=1/FOSC。为了很好地使用WDT，应该在一定时间内性写入那部分代码，以避免WDT 复位。
掉电和空闲方式下的 WDT在掉电模式下，晶振停止工作，这意味这WDT也停止了工作。
在这种方式下，用户不必。有两种方式可以离开掉电模式：硬件复位或通过一个激活的外部中断。通过硬件复位退出掉电模式后，用户就应该给WDT，就如同通常AT89S52 复位一样。
通过中断退出掉电模式的情形有很大的不同。中断应持续拉低很长一段时间，使得晶振稳定。当中断拉高后，执行。为了防止WDT在中断保持低电平的时候复位器件，WDT 直到中断拉低后才开始工作。这就意味着WDT 应该在中复位。
为了确保在离开掉电模式最初的几个状态WDT不被溢出，最好在进入掉电模式前就复位WDT。
在进入待机模式前，特殊AUXR的WDIDLE位用来决定WDT是否继续计数。
默认状态下，在待机模式下，WDIDLE=0，WDT继续计数。为了防止WDT在待机模式下复位AT89S52，用户应该建立一个，定时离开待机模式，，再重新进入待机模式。
2.5 DS18B20的介绍
2.5.1 DS18B20的主要特点
温度传感器的种类众多，在高精度、高可靠性的应用场合时DALLAS（达拉斯）公司生产的DS18B20温度传感器比较理想。它体积小，硬件开消低，抗干扰能力强，精度高，附加功能强。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。它具有独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信，并可通过数据线供电，电压范围为3.0～5.5Ｖ。
2.5.2 DS18B20的结构
TO－92封装的DS18B20的引脚排列见下图。
图3.2.1 DS18B20实物图及封装
其引脚功能描述见下表。 序号 名称 引脚功能描述
1 GND
接地信号 2 DQ
数据输入/输出引脚。开漏单总线接口引脚。当被用着在寄生电源下，也可以向器件提供电源。 3
VDD 可选择的VDD 引脚。当工作于寄生电源时，此引脚必须接地。
DS18B20的内部结构示意图如下图所示。
图3.2.2 DS18B20内部结构
64位ROM的结构起始８位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号，共有48位，最后８位是前面56位的CRC检验码，这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信的原因。温度报警触发器ＴＨ和ＴＬ，可通过软件写入户报警上下限。DS18B20温度传感器的内部存储器还包括一个高速暂存ＲＡＭ和一个非易失性的可电擦除的EERAM。高速暂存器RAM由9个字节的存储器组成。第0-1个字节是温度的显示位；第2和第3个字节是TH和TL，同时第2和第3个字节的数字可以更新；第4个字节是配置寄存器，同时第4个字节的数字也可以更新；第5、6、7三个字节是保留的。第8字节读出前面所有８字节的CRC码，可用来检验数据，从而保证通信数据的正确性。
2.5.3 DS18B20的测温原理
DS18B20的测温原理是这样的,器件中低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器１；高温度系数晶振随温度变化其振荡频率明显改变，所产生的信号作为减法计数器２的脉冲输入。器件中还有一个计数门，当计数门打开时，DS18B20就对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲进行计数进而完成温度测量。计数门的开启时间由高温度系数振荡器来决定，每次测量前，首先将－55℃所对应的一个基数分别置入减法计数器１和温度寄存器中。
DS18B20可以采用两种方式供电，一种是采用电源供电方式，此时DS18B20的1
* 实验说明 : 8位数码管显示0~F #include
STC89C52是一种带8K字节闪烁可编程可檫除只读存储器（FPEROM-Flash Programable and Erasable Read Only Memory ）的低电压，高性能COMOS8的微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL 搞密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。 单片机总控制电路如下图4—1： 图4—1单片机总控制电路 1.时钟电路 STC89C52内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引
脚RXD和TXD分别是此放大器的输入端和输出端。时钟可以由内部方式产生或外部方式产生。内部方式的时钟电路如图4—2(a) 所示，在RXD和TXD引脚上外接定时元件，内部振荡器就产生自激振荡。定时元件通常采用石英晶体和电容组成的并联谐振回路。晶体振荡频率可以在1.2～12MHz之间选择，电容值在5～30pF之间选择，电容值的大小可对频率起微调的作用。 外部方式的时钟电路如图4—2（b）所示，RXD接地，TXD接外部振荡器。对外部振荡信号无特殊要求，只要求保证脉冲宽度，一般采用频率低于12MHz的方波信号。片内时钟发生器把振荡频率两分频，产生一个两相时钟P1和P2，供单片机使用。 示，RXD接地，TXD接外部振荡器。对外部振荡信号无特殊要求，只要求保证脉冲宽度，一般采用频率低于12MHz的方波信号。片内时钟发生器把振荡频率两分频，产生一个两相时钟P1和P2，供单片机使用。 RXD接地，TXD接外部振荡器。对外部振荡信号无特殊要求，只要求保证脉冲宽度，一般采用频率低于12MHz的方波信号。片内时钟发生器把振荡频率两分频，产生一个两相时钟P1和P2，供单片机使用。
基于STC单片机的温度测量系统的研究 摘要：本文针对现有温度测量方法线性度、灵敏度、抗振动性能较差的不足，提出了一种基于STC单片机，采用Pt1000温度传感器，通过间接测量铂热电阻阻值来实现温度测量的方案。重点介绍了，铂热电阻测量温度的原理，基于STC实现铂热电阻阻值测量，牛顿迭代法计算温度，给出了部分硬件、软件的设计方法。实验验证，该系统测量精度高，线性好，具有较强的实时性和可靠性，具有一定的工程价值。 关键词：STC单片机、Pt1000温度传感器、温度测量、铂热电阻阻值、牛顿迭代法。 Study of Temperature Measurement System based on STC single chip computer Zhang Yapeng,Wang Xiangting,Xu Enchun,Wei Maolin Abstract:A method to achieve temperature Measurement by the Indirect Measurement the resistance of platinum thermistor is proposed. It is realized by the single chip computer STC with Pt1000temperature sensor.The shortcomings of available methods whose Linearity, Sensitivity, and vibration resistance are worse are overcame by the proposed method. This paper emphasizes on the following aspects:the principle of temperature measurement by using platinum thermistor , the measurement of platinum thermistor’s resistance based on STC single chip computer, the calculating temperature by Newton Iteration Method. Parts of hardware and software are given. The experimental results demonstrate that the precision and linearity of the method is superior. It is also superior in real-time character and reliability and has a certain value in engineering application. Keywords: STC single chip computer，Pt1000temperature sensor，platinum thermistor’s resistance，Newton Iteration Method 0 引言 精密化学、生物医药、精细化工、精密仪器等领域对温度控制精度的要求极高，而温度控制的核心正是温度测量。 目前在国内，应用最广泛的测温方法有热电偶测温、集成式温度传感器、热敏电阻测温、铂热电阻测温四种方法。 (1) 热电偶的温度测量范围较广，结构简单，但是它的电动势小，灵敏度较差，误差较大，实际使用时必须加冷端补偿，使用不方便。 (2) 集成式温度传感器是新一代的温度传感器，具有体积小、重量轻、线性度好、性能稳定等优点，适于远距离测量和传输。但由于价格相对较为昂贵，在国内测温领域的应用还不是很广泛。 (3) 热敏电阻具有灵敏度高、功耗低、价格低廉等优点，但其阻值与温度变化成非线性关系，在测量精度较高的场合必须进行非线性处理，给计算带来不便，此外元件的稳定性以及互换性较差，从而使它的应用范围较小。 （4）铂热电阻具有输出电势大、线性度好、灵敏度高、抗振性能好等优点。虽然它 的价格相对于热敏电阻要高一些，但它的综合性能指标确是最好的。而且它在0~200°C范
第１章绪论 1.1 引言 温度检测在自动控制系统电路设计中的使用是相当广泛的，系统往往需要针对控制系统内部以及外部环境的温度进行检测，并根据温度条件的变化进行必要的处理，如：补偿某些参数、实现某种控制和处理、进行超温告警等。因此，对所监控环境温度进行精确检测是非常必要的，尤其是一些对温度检测精度要求很高的控制系统更是如此。良好的设计可以准确的提取系统的真实温度，为系统的其他控制提供参考；而相对不完善的电路设计将给系统留下极大的安全隐患，对系统的正常工作产生非常不利的影响。本文结合实践经验给出两种在实际应用中验证过的设计方案。 1.2 设计要求 1.确定设计方案画出电路图 2.完成所要求的参数计算 3.对电路进行焊接与组装 4.对电路进行调试 5.写出使用说明书 1.2.1 设计题目和设计指标 设计题目：温度检测电路 技术指标：1. 量程：0-30摄氏度 2. 两位数码管显示 1.2.2 设计功能 1. 温度检测
2. 信号调理 3. 数码显示 1.2.3 硬件设计 1.传感器可选择LM35（因为热敏电阻的精度不高）。 2.模数转换，译码可选择集成芯片ICL7107芯片。 3.显示电路可以选择数码管三位显示室温。 1.3 需要做的工作 1.器件选型 2.原理图绘制 3.各个流程设计 4.仿真之后做出实物
第２章电路的方框图 2.1 数字温度计电路原理系统方框图 数字温度计电路原理系统方框图，如图1-1所示。 图1-1 电路原理方框图 2.2 方框图工作流程介绍 通过温度传感器采集到温度信号，经过放大电路送到A/D 转换器，然后通过译码器驱动数码管显示温度。在温度采集过程中我们选择多种传感器进行比较，但我们最终选择LM35温度传感器，因为它校准方式简单，使用温度范围适中。在A/D转换和译码的过程中，我们选择了ICL7107芯片，因为他集模数转换与译码器于一体，使得外围电路简单，易于焊接，而且抗干扰能力强。
基于STC89C52单片机的电子密码锁 学生姓名： xx 学生学号： xxxxx 院（系）：电气信息工程学院 年级专业： 2010级电子信息工程2班 指导教师：陶文英 二〇一三年六月 摘要
随着人们生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变的尤其的突出，传统的机械锁由于其构造的简单，被撬的事情屡见不鲜，电子密码锁具有安全性能高，成本低，功耗低，操作简单等优点使其作为防盗卫士的角色越来越重要。 从经济实用角度出发，采用51系列单片机，设计一款可更改密码，LCD1602显示,具有报警功能，该电子密码锁体积小，易于开发，成本较低，安全性高，能将其存储的现场历史数据及时上报给上位机系统，实现网络实时监控，方便管理人员及时分析和处理数据。其性能和安全性已大大超过了机械锁，特点有保密性好,编码量多,远远大于弹子锁，随机开锁成功率几乎为零；密码可变，用户可以经常更改密码，防止密码被盗，同时也可以避免因人员的更替而使锁的密级下降；误码输入保护。当输入密码多次错误时，报警系统自动启动；电子密码锁操作简单易行，受到广大用户的亲睐。 关键词单片机, 密码锁, 更改密码, LCD1602 目录
错误!未定义书签。 1 绪论 1.1电子密码锁简介 (1) 1.2 电子密码锁的发展趋势 (1) 2 设计方案 (3) 3 主要元器件 (4) 3.1 主控芯片STC89C52 (4) 3.2 晶体振荡器 (8) 3.3 LCD显示密码模块的设计 (9) 3.3.1 LCD1602简介 (9) 3.3.2 LCD1602液晶显示模块与单片机连接电路 (11) 4 硬件系统设计 (12) 4.1 设计原理 (12) 4.2 电源输入电路 (12) 4.3 矩阵键盘 (13) 4.4 复位电路 (14) 4.5 晶振电路 (14) 4.6 报警电路 (15) 4.7 显示电路 (15) 4.8 开锁电路 (16) 4.9 电路总体构成 (16) 5 软件程序设计 (18) 5.1 主程序流程介绍 (18) 5.2 键盘模块流程图 (19) 5.3 显示模块流程图 (21) 5.4 修改密码流程图 (22) 5.5 开锁和报警模块流程图 (23) 6 电子密码锁的系统调试及仿真 (25) 6.1硬件电路调试及结果分析 (25) 6.2软件调试及功能分析 (25) 6.2.1调试过程 (25) 6.2.2 仿真结果分 (26)
基于51单片机的温度测量系统 来源：微计算机信息作者：赵娜赵刚于珍珠郭守清 摘要: 单片机在检测和控制系统中得到广泛的应用, 温度则是系统常需要测量、控制和保持的一个量。本文从硬件和软件两方面介绍了AT89C2051单片机温度控制系统的设计，对硬件原理图和程序框图作了简洁的描述。 关键词: 单片机AT89C2051;温度传感器DS18B20;温度;测量 引言 单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛,并且在很多电子产品中也将其用到温度检测和温度控制。为此在本文中作者设计了基于atmel公司的AT89C2051的温度测量系统。这是一种低成本的利用单片机多余I/O口实现的温度检测电路, 该电路非常简单, 易于实现, 并且适用于几乎所有类型的单片机。 一.系统硬件设计 系统的硬件结构如图1所示。 数据采集 数据采集电路如图2所示, 由温度传感器DS18B20采集被控对象的实时温度, 提供给AT89C2051的口作为数据输入。在本次设计中我们所控的对象为所处室温。当然作为改进我们可以把传感器与电路板分离，由数据线相连进行通讯，便于测量多种对象。 DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，具有3引脚TO－92小体积封装形式；温度测量范围为－55℃～＋125℃,可编程为9位～12位A/D转换精度，测温分辨率可达℃，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出，支持3V～的电压范围，使系统设计更灵活、方便；其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生；多个DS18B20可以并联到3根或2根线上，CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。以上特点使DS18B20非常适用于远距离多点温度检测系统。分辨率设定，及用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然保存。DS18B20使电压、特性有更多的选择，让我们可以构建适合自己的经济的测温系统。如图2所示DS18B20的2脚DQ为数字信号输入/输出端；1脚GND为电源地；3脚VDD为外接供电电源输入端。 AT89C2051（以下简称2051）是一枚8051兼容的单片机微控器，与Intel的MCS-51完全兼容，内藏2K的可程序化Flash存储体，内部有128B字节的数据存储器空间，可直接推动LED，与8051完全相同，有15个可程序化的I/O点，分别是P1端口与P3端口（少了）。 接口电路 图2 单片机2051与温度传感器DS18B20的连接图 接口电路由ATMEL公司的2051单片机、ULN2003达林顿芯片、4511BCD译码器、串行EEPROM24C16（保存系统参数）、MAX232、数码管及外围电路构成, 单片机以并行通信方式从～口输出控制信号,通过4511BCD译码器译码，用2个共阴极LED静态显示温度的十位、
河南中医学院 本科生毕业设计（论文）开题报告 题目：基于单片机温度检测与控制系统设计 院系：信息技术学院 专业：计算机科学与技术 班级：2010级计科班 学号：2010180042 学生姓名：郭文珠 指导教师：谢志豪 2013年11月13日 一、立题依据（包括研究的目的与意义及国内外现状）： 研究的目的与意义 这次毕业设计选题的目的主要是让我们将所学的知识应用与生活当中，掌握系统总体设计的流程，方案的论证，选择，实施与完善。通过对温度控制系统的设计、制作、控制、测试的全过程，提高对单片机的认识和实际操作的能力，初步培养在完成工程项目中所应具备的基本素质和要求，培养自己的研发能力，提高自己的查阅资料，语言表达和理论联系实际的能力。 温度控制无论在日常生活还是工业生产中都有分厂重要的作用，随着社会经济的高速发展，更多方面对温度控制的可靠性和稳定性有了更高的要求，而单片机进行温度的调节就具备很高的可靠性[1]。 国内外现状 国外对温度控制技术研究较早，始于20世纪70年代。先是采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并行指进示、记录和控制。80年代末出现了分布式控制系统[2]。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温度测控技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展[3]。我国对于温度测控技术的研究较晚，始于20世纪80年代。我国工程技术人员在吸收发达国家温度测控技术的基础上，才掌握了温度室内微机控制技术，该技术仅限于对温度的单项环境因子的控制。我国温度测控设施计算机应用，在总体上正从消化吸收、简单应用阶段向实用化、综合性应用阶段过渡和发展[4]。在技术上，以单片机控制的单参数单回路系统居多，尚无真正意义上的多参数综合控制系统，与发达国家相比，存在较大差距。我国温度测量控制现状还远远没有达到工厂化的程度，生产实际中仍然有许多问题困扰着我们，存在着装备配套能力差，产业化程度低，环境控制水平落后，软硬件资源不能共享可靠性差等缺点[5]。在今后的温控系统的研究中会趋于智能化，集成化，系统的各项性能指标更准确，更加稳定可靠。 二、研究主要内容（包括计划解决的具体问题或实现的基本功能，研究中的重难点分析、实用性及创新性分析，预期达到的成果等。不得低于800字）： 计划实现的基本功能 温度控制系统主要是完成温度信号采集、处理、显示等功能[6]。设 计叙述了基于单片机的温度检测与控制系统的设计，包括硬件的设计以 及软件的设计，该系统在硬件设计上主要是通过温度传感器对温度进行 采集，把温度转成变化的电压，然后由放大器将信号放大，通过转化器
外文文献资料 Distributed Temperature Sensor 1.Sensor introduction 1.1 Temperature sensor background In the human living environment, temperature playing an extremely important role。No matter where you live, engaged in any work, ever-present dealt with temperature under. Since the 18th century, industry since the industrial revolution to whether can master send exhibition has the absolute temperature touch. In metallurgy, steel, petrochemical, cement, glass, medicine industry and so on, can say almost eighty percent of industrial departments have to consider the factors with temperature. Temperature for industrial so important, thus promoting the development of the temperature sensor. 1.2 Temperature sensor development Major general through three sensor development phase: analog integrated temperature sensor. The sensor is taken with silicon semiconductor integrated workmanship, therefore also called silicon sensor or monolithic integrated temperature sensor. Such sensing instruments have single function (only measuring temperature), temperature measurement error is smaller, price low, fast response, the transmission distance, small volume, micro-consumption electronic etc, suitable for long distance measurement temperature, temperature control, do not need to undertake nonlinear calibration, peripheral circuit is simple. It is currently the most common application at home and abroad, an integrated sensor。Typical products have AD590 AD592, TMP17, LM135, etc.jAnalog integrated temperature controller. Analog integrated temperature controller mainly include temperature control switch, programmable temperature controller, a typical product have LM56, AD22105 and MAX6509. Some increase strength type integrated temperature controller (for example TC652/653) also contains the A/D converter and cure good sequence, this process with the intelligent temperature sensor some similarities. But it is not its system, work by micro processing device control, this is the main difference between. Intelligent temperature sensor. intelligent temperature sensor (also called digital temperature degrees sensor) is in the mid 1990s launch. It is microelectronics technology, computer technology and the dynamic testing technology (ATE) crystallization. Intelligent temperature sensor internal contain temperature sensor, A/D converter, signal processor,
STC89C52RC单片机介绍 STC89C52RC单片机是宏晶科技推出的新一代高速/低功耗/超强抗干扰的单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可以任意选择。 主要特性如下： 增强型8051单片机，6时钟/机器周期和12时钟/机器周期可以任意选择，指令代码完全兼容传统8051. 工作电压：～（5V单片机）/～（3V单片机） 工作频率范围：0～40MHz，相当于普通8051的0～80MHz，实际工作频率可达48MHz 用户应用程序空间为8K字节 片上集成512字节RAM 通用I/O口（32个），复位后为：P1/P2/P3/P4是准双向口/弱上拉，P0口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为 I/O口用时，需加上拉电阻。 ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无需专用仿真器，可通过串口（RxD/,TxD/）直接下载用户程序，数秒 即可完成一片 具有EEPROM功能 具有看门狗功能 共3个16位定时器/计数器。即定时器T0、T1、T2 外部中断4路，下降沿中断或低电平触发电路，Power Down模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒 通用异步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个UART 工作温度范围：-40～+85℃（工业级）/0～75℃（商业级） PDIP封装 STC89C52RC单片机的工作模式 掉电模式：典型功耗<μA,可由外部中断唤醒，中断返回后，继续执行
原程序 空闲模式：典型功耗2mA 正常工作模式：典型功耗4Ma～7mA 掉电模式可由外部中断唤醒，适用于水表、气表等电池供电系统及便携设备 STC89C52RC引脚图 STC89C52RC引脚功能说明 VCC（40引脚）：电源电压 VSS（20引脚）：接地 P0端口（～，39～32引脚）：P0口是一个漏极开路的8位双向I/O口。作为输出端口，每个引脚能驱动8个TTL负载，对端口P0写入“1”时，可以作为高阻抗输入。
摘要 目前，在自动控制领域用温度作为一种控制量对系统进行自动控制已经越来越普遍。针对这种实际情况本文设计了一种简单实用的温度报警系统。本设计采用了单片机AT89S52和温度传感器DS18B20组成了温度自动测控系统，可根据实际需要任意设定温度值，并进行自动控制。在此设计中利用了AT89S52单片机作为主控制器件，DS18B20作为测温传感器通过LCD数码管串口传送数据，实现温度显示。通过DS18B20直接读取被测温度值，进行数据转换，能够设置温度上下限来设置报警温度。并且在到达报警温度后，系统会自动报警。 关键词：自动控制温度单片机报警
Abstract Now it is very common to use temperature as a control volume to achieve automatic control. This paper designed a simple and practical auto temperature alarm system to meet the actual condition. This design uses a microcontroller AT89S52 and temperature sensor DS18B20 automatic temperature control system formed can be arbitrarily set the temperature according to the actual value and for automatic control. In this design using the AT89S52 microcontroller as the main control device, DS18B20 as an LCD digital temperature sensor tube through the serial transmission of data, to achieve temperature display. DS18B20 measured by direct reading temperature values, data conversion, to set the temperature to set the alarm on the lower temperature. And the temperature reaching the alarm, the system will automatically alarm. Keywords: achieve automatic control temperature AT89S52 alarm
温度传感器设计论文题目：基于DS18B20温度传感器的智能测温仪 学院：物理与电子工程学院 专业： 姓名： 学号：
目录 目录------------------------------------------------------------------------------1 摘要------------------------------------------------------------------------------2 一、传感器概诉-------------------------------------------------------------3 1、传感器及温度传感器发展现状-------------------------------------3 2、主要元器件介绍-------------------------------------------------------3 二、课程设计主要内容----------------------------------------------------6 1、课程设计名称----------------------------------------------------------6 2、设计要求、目的及意义----------------------------------------------6 三、设计达到的指标-------------------------------------------------------7 四、传感器设计原理-------------------------------------------------------7 1、三个重要组成部分----------------------------------------------------7 2、DS1802工作原理------------------------------------------------------7 3、DS1802内部结构图---------------------------------------------------8 4、程序流程图--------------------------------------------------------------9 5、proteus仿真原理图----------------------------------------------------9 五、实验过程-----------------------------------------------------------------10 1、前期准备-----------------------------------------------------------------10 2、课程设计过程-----------------------------------------------------------10 3、个人主要工作及遇到问题--------------------------------------------11 六、数据分析与结论--------------------------------------------------------11 七、课程设计总结、思考与致谢-----------------------------------------12 八、参考文献-----------------------------------------------------------------14 九、附录-----------------------------------------------------------------------15
STC89C52F单片机介绍 STC89C52F单片机是宏晶科技推出的新一代高速 /低功耗/超强抗干扰的单片机，指令代码完全兼容传统8051单片机，12时钟/机器周期和6时钟/机器周期可以任意选择。 主要特性如下： * 增强型8051单片机，6时钟/机器周期和12时钟/机器周期可以任意选择，指令代码完全兼容传统8051. * 工作电压：5.5V?3.3V （5V单片机）/3.8V?2.0V （3V单片机） * 工作频率范围：0?40MHz相当于普通8051的0?80MHz实际工作频率可达48MHz *用户应用程序空间为8K字节 * 片上集成512字节RAM * 通用I/O 口（32个），复位后为：P1/P2/P3/P4是准双向口 /弱上拉，P0 口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为I/O 口 用时，需加上拉电阻。 * ISP （在系统可编程）/IAP （在应用可编程），无需专用编程器，无需专用仿真器，可通过串口（ RxD/P3.0,TxD/P3.1 ）直接下载用户程序，数秒 即可完成一片 * 具有 EEPROM能 *具有看门狗功能 * 共3个16位定时器/计数器。即定时器T0、T1、T2 * 外部中断4路，下降沿中断或低电平触发电路，Power Down模式可由外部中断低电平触发中断方式唤醒 * 通用异步串行口（ UART，还可用定时器软件实现多个 UART * 工作温度范围：-40?+85C（工业级）/0?75C（商业级） * PDIP封装 STC89C52F单片机的工作模式 *掉电模式：典型功耗＜0.1吩,可由外部中断唤醒，中断返回后，继续执行原程序
目录 第1章绪论................................................................... - 1 - 1.1课题研究的背景及意义 ................................................ - 1 - 1.2单片机的意义和本设计特点............................................ - 1 - 第2章硬件设计............................................................... - 2 - 2.1系统总设计结构图 ..................................................... - 2 - 2.2蜂鸣器、LED和按键简介............................................... - 2 - 2.3主控芯片AT89C51单片机的简介........................................ - 3 - 2.4LCD1602液晶简介 ..................................................... - 4 - 2.5DS18B20温度传感器简介............................................... - 5 - 2.6系统电路设计.......................................................... - 5 - 2.7总电路设计........................................................... - 12 - 第3章软件设计 ............................................................. - 12 - 3.1系统软件设计整体思路................................................ - 12 - 3.2系统软件设计流程图.................................................. - 18 - 第4章程序仿真调试......................................................... - 19 - 4.1程序调试用到的软件及工具........................................... - 19 - 4.2 KEIL C51简介........................................................ - 19 - 4.3软件开发环境的搭建.................................................. - 19 - 4.4Proteus介绍......................................................... - 20 - 4.5仿真结果 ............................................................. - 21 - 第5章总结.................................................................. - 24 -
物理与电子信息学院题目：单片机温度检测记录系统 行政班级： 成员分组名单 学号：姓名： 选课班级：任课教师：成绩：
目录 1 设计任务与要求 (2) 设计任务 (2) 技术指标 (2) 题目评析 (2) 2 方案比较与论证 ........................................................................................ 错误!未定义书签。 各种方案比较与选择........................................................................... 错误!未定义书签。 3 系统硬件设计 ............................................................................................ 错误!未定义书签。 系统的总体设计 .................................................................................. 错误!未定义书签。 图3-2 总体原理图 ................................................................................ 错误!未定义书签。 功能模块设计及工作原理的分析....................................................... 错误!未定义书签。 时钟显示模块..................................................................... 错误!未定义书签。 温度传感器模块................................................................. 错误!未定义书签。 LCD显示数据模块 ............................................................. 错误!未定义书签。 串口数据传输显示模块..................................................... 错误!未定义书签。 发挥部分的设计与实现....................................................................... 错误!未定义书签。 年月日时分秒，温度报警上限设置功能......................... 错误!未定义书签。 硬件按钮部分................................................................... 错误!未定义书签。 红外遥控设置模块............................................................. 错误!未定义书签。 按键传输串口数据............................................................. 错误!未定义书签。 4 系统软件设计 ............................................................................................ 错误!未定义书签。 5 测试结果 .................................................................................................... 错误!未定义书签。 6 系统电路存在的不足和改进的方向......................................................... 错误!未定义书签。 7 参考文献 .................................................................................................... 错误!未定义书签。 8 附录: ............................................................................................................. 错误!未定义书签。
第1章绪论 1、1研究的目的和意义 随着社会的进步和生产需要，利用无线传感进行温度数据采集的方式应用已经渗透到生活各个方面。 在工业现场，由于生产环境恶劣，工作人员不能长时间停留在现场观察设备是否运行正常，因此需要采集数据并传输数据到一个环境相对较好的操控室内，这样就会产生数据传输问题。由于厂房过大、需要传输数据过多，使用传统的有线数据传输方式就需要铺设很多很长的通讯线。这样浪费资源，占用空间，可操作性差，出现错误换线困难。而且，当数据采集点处于运动状态、所处的环境不允许或时，数据甚至无法传输，此时便需要利用无线传输的方式进行数据收集。 在农业生产上，不论是温室大棚的温湿度监测，还是粮仓的管理，传统上都是采取分区取样的人工方法。这样工作量大，可靠性差，而且大棚和粮仓占地面积大，检测目标分散，测点较多。传统的方法已经不能满足当前农业发展的需要。在当前的科技水平下，无线通信技术的发展使得温度采集测量更加精确，简便易行。在日常生活中，随着人们生活水平不断的提高，居住条件也逐渐变得智能化。如今很多家庭都会安装室内温湿度采集控制系统，其原理就是利用无线通信技术采集室内温湿度数据，并根据室内温度情况进行遥控通风等操作。通过自动调节室内温度湿度，可以更好地改善人们的居住环境。以上只是简单列举几个现实的例子，在现实生活中，这种无线温度采集系统已经被成功应用于工农业、军事国防、环境监测、机器人控制等许多重要领域。而且类似于这种温湿度采集系统的无线通信网络已经被广泛的应用到民用和军事领域。凡是布线繁杂或不允许布线的场合都希望能通过无线方案来解决。为此，需要设计相应的接口系统，控制这些射频芯片工作，完成可靠稳定的无线数据传输，这样的研究也变得更加有意义了[1]。 1、2 国内外研究现状 在温湿度采集设备出现以前，人们都是分别使用温度计和湿度计进行