基于89C51系列单片机系列的温度控制系统.doc

单片微型计算机与接口技术课程设计学生姓名罗鹏举班级学号1003010612专 业自动化课程设计题目基于单片机的温度监控系统课程设计评语组长签字：成绩日期 20 年 月 日成绩评定表18单片微型计算机与接口技术课程设计学院 信息科学与工程学院专业 自动化学生姓名 罗鹏举学号 1003010612设计题目 基于单片机的温度监控系统的设计 硬件设计部分 内容及要求：1. 基于单片机和DS18B20的温度监控的设计；2. 采用是非接触的温度测量系统；3. 通过这个课程的设计对单片机加深了认识和理解；4. 由于此课设是两个人共同完成的，让我体会到合作分工的精神；进度及安排： 1确定课设的题目并熟悉其中所所涉及的内容（1天）；2. 图书馆查资料确定设计的方案和学习使用软件keil3和proteus（2天）；3. 把确定的方案通过一系列的程序设计来实现设计的初衷，完成报告（2天）。指导教师（签字）： 年 月 日分院院长（签字）： 年 月 日 目录一. 摘要1二.系统方案设计(硬件部分)2三系统设计23.1 单片机的选择及基本原理23.2 温度传感器的工作原理及于单片机连接33.3 报警电路（包含主电路）设计63.4 电源电路63.5 显示电路6四. 系统接线图8五 总结8六 参考文献8 摘要随着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。这里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，适用范围宽等特点。本设计选用AT89C52型单片机作为主控制器件，DS18B20作为测温传感器,通过LCD7SEG-MPX8CABLUE实现温度显示。通过DS18B20直接读取被测温度值，进行数据转换，该器件的物理化学性能稳定，线性度较好，在0100最大线性偏差小于0.01。该器件可直接向单片机传输数字信号，便于单片机处理及控制。通过温度传感器对外界的温度进行检测与监控，然后进行调整，由液晶显示屏显示温度，然后通过四个灯来控制温度，当温度高于某个值和低于某个值时，小灯亮，在其中某个范围内时也可以让其中一个灯亮，通过灯亮来调节温度，从而来实行对温度的监控与调整。二.系统方案设计(硬件部分)该方案使用stc89C52系列单片机作为核心，以智能温度传感器DS18B20为测量温度的元件，进行温度测量，用1062显示模块将温度显示出来。设定一个温度上下限，当温度低于下限或高于上限时，将控制使主电路进行动作（加热或制冷），同时使报警电路报警（本方案中将主电路模拟用二极管算入报警电路中），本方案中用两个发光二极管模拟加热和制冷装置的动作，用蜂鸣器和电阻组成报警电路。其系统框图如下：三系统设计3.1 单片机的选择及基本原理 本方案中选用stc89C52作为本温控系统的核心，功能上STC89C52与教材上介绍的80C51并无太大差别。STC89C52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 存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52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。 具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，2个16 位 定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。另外 STC89X52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、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，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35MHz，6T/12T可选。3.2 温度传感器的工作原理及于单片机连接温度传感器的单总线于单片机的P2.7口连接，P2.7是单片机的高位地址总线，P2端口是8位双向I/O口。对其端口写1可用作输入口。 DS18B20与单片机的接口线路很简单，该传感器只有3个接口，一个接地，一个接电源，输入输出引脚接单片机的I/O口，此外，电源和输入输出引脚之间应加入一个的电阻。连接图如下： DS18B20概述：该传感器是DALLAS公司生产的单总线器件，具有体积小线路简单等特点。该产品具有以下特点：1，只需要一个端口就可以实现。2，每个DS18B20上都有独一无二的的序列号。3，实际应用中无需其他器件就可以测量温度。4，测量温度在-25.C+125.C5，数字温度计的分辨率可以从9到12位可选6，内部附有温度上下限警告设置。 引脚功能介绍如图： 内部结构如下图：工作原理：其中的温度传感器可以测量温度，以12位转化为例：以16位符号扩展的二进制补码读书形式提供，以形式表达，其中S为符号位，存储在18B20的两个8比特的的RAM中，二进制的前五位为符号位，如果大于0，则这五位为0，直接用测的数字乘以0.0625即可，如果小于0，则这五位为1，应对数据进行取反加1再乘以0.0625.温度对应表格如下: DS18B20配置寄存器第五位一直是1，TM是测试模式位，用于设定工作在测试模式还是工作模式。出厂时设为0用户无需改动，R1，R0用于设定分辨率，如下图显示：DS18B20工作必须遵守以下命令序列：ROM命令跟随需要交换的数据，功能命令跟随者需要交换的数据。如果丢失任何一步或者序列混乱，DS18B20都不会相应主机。3.3 报警电路（包含主电路）设计 本部分的电路由蜂鸣器，三极管，发光二极管和电阻组成，连接到单片机的P1.0P1.3端口。3.4 电源电路 本系统需要5V电源，采取三端稳压电源LM7805.该电源接线简单，仅有输入输出公共端三个引脚，内部有过流保护、过热保护等可以保护电路。以下是电源连接图：3.5 显示电路 本系统采用1062显示模块进行显示。该显示模块使用5V电源驱动，可以双行显示，不能显示汉字，内置128个字符的ASCII字符集字库，每行可以显示16个字符，只有并行接口无穿行接口。以下是1062的接口信号说明图：以下是1062的读写时序图：四. 系统接线图五总结 经过本次课程设计，让我体会到了看花容易绣花难，原以为很简单的东西，真正做起来就会经历更种各样的困难。不过在查找资料询问同学中，学到了不同于课本上的知识，受益匪浅。六参考文献1 郑锋. 51单片机应用系统. 北京：中国铁道部出版