基于MCS-51的多路温度检测系统

本科毕业设计论文 题 目 基于 MCS-51 的多路温度检测系统的模拟设计与实现专业名称 学生姓名 指导教师 毕业时间 西北工 业大 学明德 学院本科毕业设 计论 文毕业 设计 论文 任务书 一、题目 基于 MCS- 51 的多路温度检测系统的模拟设计与实现二、指导思想和目的要求 本题目可锻炼学生对计算机应用系统的理论与设计能力、绘制电路图的能力和程序设计能力。要求能用 Proteus 软件绘制基于单片机的模拟量检测硬件电路，在 Keil 软件下用 C 语言编写温度检测程序，将程序与仿真进行关联，实现模拟量检测与显示。 三、主要技术指标 1掌握 MCS- 51 单片机的工作原理和单片 机应用系统的开发过程和系统模拟调试方法。 2掌握 Keil 软件的应用方法，熟练应用 C51 软件编 写应用程序代码。3掌握 Proteus 软件，熟练模拟量检测系统原理图，能将目标程序与硬件关联，进行系统的模拟调试。 4掌握 LED 灯、 DS18B20、开关、 LCD1602 液晶显示等常用设备的工作原理，绘制单片机对这些设备控制的原理图，编写控制程序并进行模拟调试。 5掌握 DS18B20 原理，设计模拟量检测 系统原理图，用 C51 进行编程，实现模拟量检测与显示。 6. 按时、按质、按量完成论文撰写，按标准格式装订成册。 四、进度和要求 第 1 周：熟悉 Proteus 软件和 Keil 软件环境。 第 2 周第 3 周：熟悉单片机最小系统工作原理，用单片机控制 LED 灯实现流水灯效果。 第 4 周第 5 周：熟悉 LCD1602 液晶显示系统的工作原理，用单片机控制实西北工 业大 学明德 学院本科毕业设 计论 文现静态和动态两种显示效果。 第 6 周第 7 周 ：熟悉开关量输入方法，用单片机控制接收开关值，并将接收值进行显示。 第 8 周第 9 周：熟悉 DS18B20，绘制 DS18B20 与 MCS- 51 的原理图，编写多路关联程序与显示程序。 第 10 周第 11 周：进行设备联调，实现模拟量实时监测与显示 。第 12 周第 13 周：总结设计内容，完成毕业论文初稿。第 14 周：修改论文，完成正式稿。第 15 周：提交毕业设计论文，准备答辩工作。第 16 周：毕业答辩。五、主要参考书及参考资料 1谭浩强. C 程序设计 （第四版）.北京：清华大学出版社，2010.6 2蔡美琴，张为 民，何金儿 ，毛敏，陶正苏，毛义梅.MCS- 51 系列单片机系统及其应用 （第二版）.北京：高等教育出版社，2004.6（2012.8 重印）3彭伟.单片机 C 语言程序设计实训 100 例基于 8051+Proteus 仿真.北京：电子工业出版社，2009.6 4邓红，曾屹.单片机应用技术实例.北京：冶 金工业出版社，2011.6 5黄继 昌，张海贵 ，程宝平 ，徐巧鱼，贾江涛. 检测专 用集成电 路及其应用.北京：人民邮电出版社，2006.10 6刘克刚. 复杂电子系统设计与实现.北京：电 子工业出版社，2010.6 7赵志杰. 集成电路应用系统分析.北京：中国 电力出版社，2007.5 8谢兰清，黎艺华.数字电子技术项目教程.北京：电子工业出版社，2010.2 9 http：/bb s. /gro up .html 单片机交流学习网站 学生 指导教师 系主任 西北工 业大 学明德 学院本科毕业设 计论 文摘要 在现代工业生产过程中，温度、电流、压力、电压、流 量等已经成为一个必不可少的技术参数，与现代化大生产紧密联系在一起。温度的检测和控制更是涉及安全生产、产品质量、生产效率、能源优化 等方面，而温度检测工具则因此得到了广泛应用和人们的重视。由于 传统的温度测量仪器响应慢、精度低、可靠性差、效率低下，难以适应现代化工业的发展进程 。目前，随着技术的进步，计算机的迅猛发展，以单片机为核心的微型计算机嵌入式 系统已广泛应用于工业控制领域，为温度的测量提供了新的解决路径。 本报告详尽地介绍了基于 MCS-51 单片机和 DS18B20 的多路温度测量系统的设计、电路原理、程序以及软件仿真过程。MCS-51 系列单片机以其功能强、兼容性好而闻名，而数字式温度传感器 DS18B20 则因其高精度著称，二者结合为本设 计 提 供了 良 好 基本 功 能。 此 多路 温 度 测 量 系 统 则 以 MCS- 51 系列 中 的AT89C52 单片 机 为 控 制核 心 、智 能温 度传 感 器 DS18B20 为 温度 测量 元 件、LCD1602 液晶显示器为显示模块，通过编写 C 语言实现温度的多路检测与报警功能。该系统程序包含主程序，显示程序，温度 检测程序以及报警程序等，能够满足高精度、优良的实用性和多路检测等要求，可广泛应用于高温报警、远距离多点测温监查等诸多领域。 关键词：温度，多路检测，单片机，智能温度传感器 I 西北工 业大 学明德 学院本科毕业设 计论 文ABSTR ACT In the mod ern industrial prod uctio n process, temperature and current, press ure, vo ltage, flow rate co ntrolled quantities have become an essential technical parameters, closely linked with the modernization o f lar ge-scale prod uctio n. The detectio n and control of temperature is related to prod uctio n safety, product q uality, prod uctio n efficiency, energy op timizatio n and so o n, while the temperatur e detection too ls are so widely used and attentio n. Because of the temperature measur ing instrument and traditio nal slo w respo nse, lo w accuracy, poor reliab ility, low efficiency, difficult to adapt to the development o f modern ind ustr y. At p resent, with the develop ment o f techno lo gy, the rap id development o f co mputer techno lo gy, microco mp uter embeded sys tem based o n MCU has been widely used in industrial co ntro l field, p ro vides a new path for temperature measurement. The report detailed introd uced the design, multi-channel temperature measurem- ent system o f MCS- 51 and DS18 B20 circuit pr incip le, proced ure and process based on so ftware simulatio n. MCS- 51 ser ies microco ntro ller with its stro ng function, good co mpatib ility and famo us, and the d igital temperature sensor DS18 B20 because o f its high pr ecis ion is k nown, the co mb inatio n o f the two in o rder to provide good basic functions of the des ign. The multi channel temperature meas urement system to MCS- 51 series of AT89C52 single chip microco mp uter as co ntro l core, intelligent temper ature sensor DS18B20 as the temperature measur ing element, LCD160 2 disp lay mod ule, written b y C and multip lex detectio n alar m functio n o f temperature. The s ystem program includes main p ro gram, d isp lay pr ogram, temperature detectio n and alar m procedures, can meet the req uirements of high precisio n, good practicab ility and multip lex detection req uirements, can be widely app lied to high temper ature, remo te multi- point temperature mo nitor ing contro l and many other II fields. 西北工 业大 学明德 学院本科毕业设 计论 文KEY WORDS: temperature, multi-po int detectio n, microco ntro ller, intelligent temper ature sensorIII 西北工 业大 学明德 学院本科毕业设 计论 文目 录第一章 绪论. 1 1.1 基于单片机的多路温度检测系统概 述 . 1 1.1.1.单片机技术概念. 1 1.1.2 温度传感器技术概念. 1 1.1.3.基于 MCS- 51 的多路温度检测系统 . 2 第二章 基于 MCS-51 的多路温度检测系统的总体结构 设计 . 3 2.1 系统总体结构方案设计与论证 . 3 2.1.1 方案一. 3 2.1.2 方案二. 3 2.1.3 方案分析论证. 3 2.2 系统结构方框图 . 4 2.3 系统的硬件选用 . 4 2.3.1 MCS- 51 单片机 . 4 2.3.2 液晶显示模块 LCD1602 . 5 2.3.3 温度传感器 DS18B20 . 6 2.3.4 其他部分元器件选用. 6 2.3.5 硬件选用列表及代号. 7 2.4 系统总体原理综述 . 8 2.4.1 系统总体原理及电源选择. 8 2.4.2 系统整体仿真图. 8 第三章 系统各模块 设计 . 9 3.1 主控制模块 . 9 西北工 业大 学明德 学院本科毕业设 计论 文3.1.1 单片机 AT89C52 . 9 3.1.2 时钟电路. 10 3.1.3 复位电路. 11 3.2 温度采集模块 . 11 3.2.1 温度传感器 DS18B20 结构 . 12 3.2.2 DS18B20 主要组成部分及其功能 . 13 3.2.3 DS18B20 的工作原理及应用 . 15 3.3 显示模块 . 17 3.3.1 模块结构详解. 17 3.3.2 液晶显示器 LCD1602 的引脚及功能 . 18 3.3.3 液晶显示器 LCD1602 的工作原理 . 19 3.4 报警模块 . 22 3.4.1 光学报警功能-LED 指示灯的作用 . 22 3.4.2 蜂鸣器的声音报警提示. 22 3.5 按键模块. 23 第四章 系统软件设 计 . 24 4.1 系统总体程序结构、流程图及编程 . 24 4.2 系统 I/O 口分配 . 25 4.3 核心功能模块程序设计 . 26 4.3.1 温度采样模块流程图及程序. 26 4.3.2 温度显示模块流程图及程序. 29 4.4 辅助功能软件设计 . 34 4.4.1 声光报警模块流程图及程序. 34 4.4.2 按键扫描及中断功能设置. 35 第五章 仿真调试 . 41 5.1 调试环境 P ROTUES 和 K EIL 软件简述 . 41 5.1.1 仿真软件 Protues . 41 5.1.2 编程调试软件 Keil. 41 西北工 业大 学明德 学院本科毕业设 计论 文5.2 PROTUCES 和 KEIL 关联调试 . 41 5.2.1 系统初始化，多路温度显示. 42 5.2.2 温度超限报警指示. 43 5.2.3 按键功能仿真实现. 44 第六章 全文总结 . 46 参考文献. 47 致谢. 48 毕业设计小结. 49 附录. 50 西北工 业大 学明德 学院本科毕业设 计论 文第 一章 绪论 1.1 基于单片机的多路温度检测系统概述1.1.1.单片机技术概念 单片微型计算机简称单片机（MCU） ，是典型的嵌入式微控制器 ，诞生于 1971年，经历了 SCM、MCU、SOC 三大阶段，这种集成 CPU、RAM、 ROM、I/O接口和中断系统于 同一硅 片上的 器件所形 成的超大规 模集成电路 芯片在 不同角度上，又可以分为通用型/专用型、总线型/非总线型及 工控型/家电型，其中本次设计所用到的 MCS- 51 系列单片机则为通用型，用途广泛。在很多领域单片机的功能比专用处理器更适应于嵌入式系统，它的广泛的应 用使得单片机成为世界上数量最多处理器，应用到现代人生活的方方面面，比如：计算器，家用电器，手机，电子玩具等等。它所具备的测控能力使它既可以测量电信号，又可以测量温湿度等非电信号，因此在工业控制，通信信息处理等领域有广泛应用 ，目前，在电子工业设备领域愈发流行的智能化，遥控化，人性化等高性能都是以单片机为核心的。 美国 Intel 公司在 1980 年推出的 8 位 MCS- 51 系列单片机，功能型强，运行速度高，是工业 控制系统中较为理想的机种。在 MCS-51 单片机中已内建时钟产生器，在使用时只需接上石英晶体谐振器（或其它振荡子 ）及电容，就可以让系统产生正确的时钟信号，从较早 12MHz，到如今 40MHz 甚至更高的时钟频率，无一不展示出这个系列单片机的强大兼容性和生命力。 1.1.2 温度传感器技术概念温度是表征物体冷热程度的物理量，工业化大生 产时代是一个非常重要且很普遍的测量参数。温度的测量及控制在工农业方面发 挥的重大作用促进了国民经济的发展，如在冶金、机械、食品、化工各类工业中，广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等，对工件的处理温度要求严格控制。 在广义理论上来看，传感器就是能感知外界 信息并能按一定规律将这些信息1 西北工 业大 学明德 学院本科毕业设 计论 文转换成可用信号的装置，因此它由信号感受器和信号转换器组成，能够根据传感器的类型接受特定 信号并 将这种 信号转换 成信息处理 系统便于接 收和处 理的信号，温度传感器就是（ temperature transd ucer ）是指能感受温度并 转换成可用输出信号的传感器。 人类从 17 世纪伽利略发明温度计开 始就走上了科学测量温度之路，随着科学技术的进步，如今温度传感器以其使用范围广，数量多，居各种传感器之首，历经了传统的分立式温度传感器，模拟集成温度控制器，智能温度传感器 3 个发展阶段，目前，国际上新型温度传感器正从模拟式、数字 式、集成化向智能化及网络化的方向发展。 数字温度传感器在上世纪 90 年代问世，内部不仅仅 包括温度传感器、更有A/D 传感器、信号处理器、存储器（或寄存器）和接口电路，甚至包括了多路选择器、CPU、随机 存取存（RAM ）和只读存储器（ ROM） ，功能强大，可以输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微控制器（MCU） ，并且可通过软件来实现测试功能。 1.1.3.基于 MCS- 51 的多路温度检测系统由此，在科技日 益进步的今天将测温设备与单片机技术相结合，形成以嵌入式技术为基础的检测性能好，控制能力强的温度检测系统便应运而生。以 MCS-51系列单片机进行温度处理，数字温度传感器进行温度的采集，使得系统不仅可以提高检测温度的可靠性和方便性，同时能够兼备控制方便，灵活性强，兼容性好等优势，能够在 此基础上同时辅以显示系统以及其他所需要的辅助功能，还可以满足同时检测多个温度测量点且精确处理多信号的要求。 综上所述，在满 足各方面要求的前提下，本文介绍了一 种可以实时对四路温度兼测量与显示于一体，并且提供低温或高温超限报警功能，同时 能够对所检测温度设定温控范围（设置范围在 0以上）四大功能于一 身的多路温度检测系统，可以可靠的应用于工农业领域，具有满足高精度，可控能力强，灵活性大等优势。 2 西北工 业大 学明德 学院本科毕业设 计论 文第 二章 系统 的总体 结构设 计2.1 系统总体结构方案设计与论证根据设计目的要求，经过研究汇总，温 度检测设备选用可行的方案设计可以分为两种。 2.1.1 方案一基本原理：首先，采用热敏元件利用其感温效应，将被测环境的温度变化由电压或电流的方式进行采集，之后经过 A/D 转换，形成可由单片机处理的温度数据，经过进一步的运算放大和信号处理后经过单片 机处理最终可以在显示面板上表现出来。 该方案在排除显示电路，报警电路和 MCS- 51 单片机外采用的温度数据采集系统主要由由温度传感器 AD590， A/D 转换器 ADC0809，运算放大几部分构成。 温度传感器 AD59 0 是单片集成两端感温电流源，其输出电流与绝对温度成一定比例，与 A/D 转换器适配可以经行温度采集。 2.1.2 方案二基本原理：采用数字温度传感器可以直接采集不 同被测环境下的温度并直接传递给单片机，由单片机处理后再进行显示。 该方案在排除显示电路，报警电路和 MCS-51 单片机外仅仅需要采用多个数字温度传感器 DS18B20 即可做为多路温度数据 采集模块。2.1.3 方案分析论证方案一的设计 中应用 的 AD590 在应用 中涉及 电流与测 定环境温 度的 公式计算，同时数模转 换芯片 ADC0809 需要 在单片机作用下 对采集的 各路模拟 信号进行转换，再者，放大电路在对所采集的信号进行放大 处理时容易在温度变动中受到干扰、损耗，产生较大的测量误差。 方案二采用的数字温度传感器 DS18B20 虽然测温范 围偏低于方案一，但它可以直接测量温度，采集数据，将温度传感器，数模转换器，信号放大几大功能于3 西北工 业大 学明德 学院本科毕业设 计论 文一身，而且电路简单，可适应单总线和多总线的采集方式，精度高，易于控制。 综上，本次设计采取方案二的设计思路，同时简单化的模块设计，在现场环境中也有利于降低成本，方便装配协调。 2.2 系统结构方框图 系统总体方框图如图 2-1 所示。 DS18B20 LCD1602显示DS18B20 DS18B20 CPU AT89C52 LED 报警蜂鸣器报警 DS18B20 按键 图 2-1 系统结构方框图2.3 系统的硬件选用 2.3.1MCS- 51 单片机 MCS- 51 系列单片机是 Intel 公司 在 MCS- 48 的基础上于 1980 年推出的 8 位单片机，功能显著增强，在其指令和运行速度方面较之前 的 MCU 取得很大进展，在工业生产，控制设备，点子仪器，家电产品等方面得到广泛应用。在 Intel 公司将 MCS-51 的技 术核心技术授权给了其它很多公司之后以 8051 为核心，根据功能要求而做出适当改变的单片机便层出不穷，AT89C52 便是其中之一。AT89C52 做为 MCS-51 系列单片机的一种，是基于 8051 的增强版的低电压，高性能的 CMOS8 位 单片机，与最初的 MCS- 51 相比 RAM 空间扩大到 256 字节，内部 FLAS H PERAM 从 4K 字节增加一倍，达到 8K 字节，同时 AT89C52 还额4 西北工 业大 学明德 学院本科毕业设 计论 文外增加了一个定时器/计数器，同时该单片机采的工业标准的 C51 内核，使其兼容标准 MCS- 51 的指令和引脚，因此在此次设计中采用了 AT89C52 为 CPU，如图 2-2 所示。 AT89C52 主要性能参数：图 2-2 AT89C52 实物图 与 MCS- 51 指令系统和引脚功能完全兼容； 8KB 可反复擦写(擦写周期大于 1000 次）F lash ROM； 全静态操作：时钟频率 0Hz24M Hz； 三级加密程序存储器； 2568 字节内部 RAM； 32 个可编程双向 IO 口线； 3 个 16 位可编程位定时计数器中断； 8 个中断源； 可编程串行 UART 通道； 低功耗空闲和掉电模式，软件设置睡眠和唤醒功能。2.3.2 液晶显示模块 LCD1602 当下流行的液晶显示器除传统的数字显示功能之外还可以满足显示数字、符号等要求，有体积小、功耗少、显示内容丰富等很 多优点，1602LCD 就是典型的工业字符型液晶，是个可以显示两行，每行 16 个共 32 个字符的液晶模块（包括字符和数字） ，显示画面质量高，内容丰富 ，且硬件数字式接口可以保证其可靠地操作性，在本设计中，所需要显示较多的数字和符号，因此，它比传统的七段数码显示器更具优势，如图 2-3 所示。 图 2-3 1602 字符显示图5 西北工 业大 学明德 学院本科毕业设 计论 文2.3.3 温度传感器 DS18B20 美国 Dallas 半导体公司的数字化温度传感器 DS1820 是世界上第一片支持单接口的温度传感器，体积更小、适用电压更宽、更经济，在使用时可以在程序中设定 9 到 12 位的分辨率，它的测量精度为0.5C。 DS18B20 的主要特性有： 适应 3.05.5V 的电压范围，在寄生电源方式下可由数据线供电； 独特的单线接口方式，DS18B20 在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与 DS18B20 的双向通讯； DS18B20 支持多点网络功能，多个 DS18B20 可以并联在一条三线网络上； DS18B20 在使用中不需要任何外部 元件，其传感器和转换电路都集成于一只类似三极管的集成电路内； 测温范围区间55125，其中当温度在-10 +85时精度为 0.5； 可编程的分辨率为 912 位，对应的温度分辨精度依次为 0.5、0.25、 0.125和 0.0625可实现高精度测温； 温度转换速度快：在 9 位分辨率时能够在 3.75 ms 内将温度转换为数字， 12 位分辨率则可以在 750ms 内把温度值转换为数 字； 测量结果直接输出数字温度信号，以 一线总线 串行传送给 CPU，同时可 传送 CRC 校验码，有强大的抗干扰纠错能力； 电源极性接反时，芯片不能继续正常工作，但不会烧毁。DS18B20 如图 2- 4 所示。 图 2-4 DS18B20 实物图2.3.4 其他部分元器件选用在本系统中除了完成温度检测的核心功能之外还需要有温度报警功能，温度6 西北工 业大 学明德 学院本科毕业设 计论 文测量范围设置功能，于是在本系统的设计中则采用了多个 LED 灯和蜂鸣器协同完成声光报警以及利用多个按键的配合设置进行控温调整。 除此之外，必备的电容、电阻、三极管也必不可少。部分硬件如图 2- 5，2-6所示。 图 2-5 多色 LED 灯 图 2-6 蜂鸣器2.3.5 硬件选用列表及代号综合以上诸条，则选取的各部分硬件如表 2-1 所 示。表 2-1 构件选用列表7 名称 PROTUES 中代号 数量LCD1602 液晶显示 LM016L 1单片机 AT89C52 1DS18B20 温度传感器 DS18B20 4电容 CAP 2晶振元件 CRYSTAL 1电解电容 CAP-ELEC 1LED 黄灯 LED-YELLOW 1LED 红灯 LED-RED 1LED 绿灯 LED-GREEN 1LED 蓝灯 LED-BLUE 1排阻 RESP ACK-8 1电阻 RES 7按键开关 BUTTON 5PNP 三极管 PNP 1西北工 业大 学明德 学院本科毕业设 计论 文2.4 系统总体原理综述 2.4.1 系统总体原理及电源选择 根据设计要求和硬件选择，系统 的核心部分为 AT89C52 单片机，以及数字温度传感器 DS18B20，辅助部分为显示电路、报警电路、按键模块、时钟电路、复位电路等构成。 在加载程序后，由中央处理器 AT89C52 向多个温度 传感器 DS18B20 发送温度采集指令；DS18B20 接受指令并开始 工作测量温度并将被测 温度转为二进制数据后依次发往 AT89C52； 单片机接收数据并按 照程序处理后使所 得数据变为十进制温度值，并在 LCD1602 相对应的点阵位置显示出来；同时根据所编程序，由蜂鸣器和 LED 指示灯共同完成温度超限 报警，其中 LED 指示灯分别对应四个DS18B20；由五个按 键控制温度上下限的设定，在单片机处理后可以使设定温度在液晶板上显示出来。 由于本次设计是以软件仿真的形式实现，因此，系统（包括 CPU 和温度采集模 块 ） 统一采 用 Protues 提 供 的 +5V 模 拟 电 源， 同 时 由于 数字 温度 传 感器DS18B20 的电源要求范围为 3.05.5 V，所以，+5V 的电压源完全符合要求 。但是在在实际应用中，为了提高温度数据采集模块的稳定性 将以外部供电的方式加入在限定范围内的电源供电。 2.4.2 系统整体仿真图 根据系统原理，在 Protues 上所绘制的系统仿真图如图 2- 7 所示。 图 2-7 系统整体仿真图8 西北工 业大 学明德 学院本科毕业设 计论 文第三章 系统各模块设计 3.1 主控制模块 系统控制核心由单片机、晶振电路、复位电路构成，如图 3- 1 所示。 图 3-1 控制模块原理图3.1.1 单片机 AT89C52 AT89 C5 2 拥 有 32 个 外 部 双向 I/O 口 ，内 含 2 个外 部 中 断 源，3 个 1 6 位可编 程 定 时计 数 器 ，2 个 全 双工 串 行通 信 接 口和 2 个 读 写 口 线总 共 40 个 引9 西北工 业大 学明德 学院本科毕业设 计论 文脚。AT89 C5 2 可 以 按照 常 规 方 法 进 行编 程 , 但不 可 以 在 线编 程 (S 系 列的 才 支持在 线 编 程 )。 其将 通 用 的微 处 理 器和 F lash 存 储器 结 合 在 一 起 ， 特别 是 可反复 擦 写 的 F lash 存 储 器 可 有 效地 降 低 开发 成 本 。AT8 9 C5 2 其主 要 引 脚 及 其 功 能分 别 为 ：1.振 荡 器 输入 输 出 端口 ： XTAL1 和 XTAL2 ， 外 接 1 2MHz 晶 振 。2.复 位 输 入端 口 ： RST/Vp d， 外 接 电阻 电 容 组 成的 复 位电 路 。 3.供 电 端 口： VCC 和 VS S， 分 别 接+ 5 V 电 源 的 正 负 端。 4.可 编 程 通 用 I/O 脚 ： P0P3， 其 功 能用 途 由软 件 定 义 。PDI P 结 构 封 装下 的 AT89 C5 2 单 片机 引 脚 图如 图 3- 2 所 示 。图 3-2 AT89C52 引脚示意图 3.1.2 时钟电路AT89C52 单片机的时钟产生 分为内部时钟方 式和外部时钟方式 。其中外部时钟方式多应用于多片单片机系统，在本次设计系统中采用内部时钟方式。在单片机内部的震荡电路不足以形成时钟，外部必须要有附加电路，而这种方式就是通过在 XTAL1 和 XTAL2 端外接晶振作为定时元件，由内部反相放大器自激振荡，其发出的脉冲直接送入内部时钟电路，产生时钟。 在该模块中引脚 XTAL1 和 XTAL2 分别为反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入和来自反向振荡器的输出；晶振的振荡 频率与单片机的时钟频率和运行速度成正比，其震荡范围通常在 1.2MHz 到 12MHz 之间；电容的大小会对石英晶体振荡器频率、振荡器的稳定性和起振的快速性产生影响。 在这里采用频率为 12MHz 的晶振和两个 30Pf 瓷片电容即可构成一个稳定的10 西北工 业大 学明德 学院本科毕业设 计论 文自激振荡器，如图 3-3 所示。图 3-3 时钟电路3.1.3 复位电路在 AT89C52 单片机中为复位脚 RES，加高电平 2 个 机器周期（24 个振荡周期）即可使单片机复位。单片机复位后，各 I/O 口呈高电 平，同时程序计数器从零开始执行程序，单片机正常工作。 AT89C52 单片机的复位电路 方式一般分为按 键复位和上电复位 两种方法。按键复位在按键按下后得到高电平，单片机复位，按键松开后，单片机则开始工作。 在本次设计中该模块采用上电复位的方式，在上电瞬间，VCC 通过复位电容为 RES 引脚施 加高电平，同时通过电阻回路放电向电容器反向充电，使得复位脚电压逐渐降为零（约 10ms） ，从而实现复位功能，单片机开始工作。其中复位电容为 10uPF,电阻为 10k 欧，如图 3-4 所示。图 3-4 复位电路3.2 温度采集模块温度 采 集 模 块由 多 个 DS18B20 数字 温 度 传 感器 组 成 ，多 个 温 度传 感 器DS18B20 共同 使用时有两种选择，其一 为以单总线方式布局， 形成温度数据采集网络，一般常用于控制引脚较为紧缺的情况 下；其二为采取独立式布局，每个11 西北工 业大 学明德 学院本科毕业设 计论 文DS18B20 的数据 I/O 口单独与单片机相连。 在本设计中采用的 AT89C52 单片机引脚较多，足以满足需要功能，故采用独立式布局，同时以外部供电的方式驱动，使得这样的系统工作稳定高，抗干扰能力强，且电路简单，如图 3-5 所示。图 3-5 温度采集模块3.2.1 温度传感器 DS18B20 结构 DS18B20 的引脚有三条，分别为 ：接地引脚 GND ，数字 信号 I/O 口引脚 DQ以及外接电源输入端引脚 VCC。其引脚如图 3-6，内部结构如图 3- 7 所示。图 3-6 DS18B20 引脚示意图12 西北工 业大 学明德 学院本科毕业设 计论 文图 3-7 DS18B20 内部结构图3.2.2 DS18B20 主要组成部分及其功能 DS18B20 的数据部分组成及功能： 64 位 ROM；ROM 中的 64 位序列号是出厂前被光刻好