基于单片机的温度监测系统设计Word文件下载.docx

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摘要

温度的检测与控制是工业生产过程中比较典型的应用之一，随着传感器在生产和生活中的更加广泛的应用，利用新型单总线式数字温度传感器实现对温度的测试与控制得到更快的开发。

本系统是采用51系列单片机实现温度自动检测与报警，检测的温度范围在0℃至+99℃之间，利用键盘设定上限温度和下限温度，先用温度传感器采集周围环境中的温度值，再将采样值和设定值进行比较，如果超出设定范围就进行报警并自动控制：

高于设定的最高温度就控制降温，低于设定的最低温度就控制加温，由此对周围环境的温度进行有效检测与报警。

本设计基本上满足了温度检测与报警的要求，利用LED清晰的显示了当前温度，具有调量小，操作简单等优点。

该系统稳定且成本低，具有广阔的应用的前景。

关键字AT89C52单片机；

LED显示器；

DS18B20温度传感器

Abstract

Temperaturemeasurementandcontrolofindustrialproductionprocessistypicaloftheapplication,assensorsinproductionandlife,themorewidelyusedbysinglebusdigitaltemperaturesensorfortemperaturetestingandcontrolthedevelopmentgetfaster.Thisdesignuses51seriesmonolithicintegratedcircuitstorealizetemperatureautomaticdetectionandalert,thetemperaturerangefrom0to+99degreeCelsius.Theconcretedesignthoughtis:

Firstusesthekeyboardhypothesistemperaturevalue,andthenusesthetemperaturesensorgatheringthetemperaturevaluefromtheenvironment.Andcomparethesamplingvaluewiththedefinitevalue,andthenthecorrespondingcontrolequipmentcarriesonworkstoachievethecontroloftheenvironmenttemperature.

Thisdesignbasicallyhassatisfiedthetemperaturecontrolrequest,it'

spromptedbyasimpleLEDdisplay,althoughthereisovershootslightly,thesamplingvalueandthedefinitevalueisbasicallyconsistent,theoperationisverysimple.Thissystemallowspeopletoworkwithlifeeachplace,andpowerfullyimpelledvariousprofessionstechnologicaltransformationsandtheproductrenewal,sotheapplicationprospectisbroad.

KeywordsAT89C52monolithicintegratedcircuits；

LEDdisplay；

DS18B20temperaturesensor

第1章绪论

1.1课题的目的和意义

随着现代科技和工业的发展，温度控制广泛应用于人们的生产和生活中。

各种工厂生产车间、园艺温室、农作物温室和各种仓库都要求对温度进行有效的控制。

但是某些温室加热设备的操作主要是由人工来完成的。

人们使用温度计来测量温度，通过人工操作加热、通风和降温设备来控制温度，这样不但控制精度低、实时性差，操作人员的劳动强度大，而且无法达到对温度的有效控制。

基于上述状况，本次设计设计了一种基于AT89C52单片机和数字温度传感器的温度检测报警系统。

温度检测报警系统主要由硬件电路和软件程序两部分组成。

本文将详尽的叙述硬件电路设计和相应的软件设计。

本次设计采用采样值和键盘设定值进行比较运算的方法来简单精确地控制温度。

它的整体思想是先通过键盘输入设定温度的范围，保存在单片机中指定单元，再利用温度传感器DS18B20进行信号的采集，送入单片机中，保存在采样值单元。

然后把采样值与设定值进行比较运算，得出控制量，从而调节继电器触发端的通断，来实现将温度控制在一定的范围内[1]。

温度检测报警系统由硬件和软件两个部分组成。

其系统硬件部分主要由七段数码显示模块、温度采集模块、键盘模块等几个模块组成。

软件设计的主要内容包括：

各模块的软件编程、系统调试及主要技术性能的测试。

1.2单片机基本原理及发展现状

AT89C52是一个低电压、高性能CMOS8位单片机，片内含8kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89LV52单片机可为您提供许多高性能低价位的系统控制应用场合。

AT89C52有40（或44）个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个可编程全双工串行通信口，8个中断源，2个读写口线，3级程序加密锁。

低功耗空闲和掉电模式。

其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。

引脚图如图1-1所示：

图1-1　AT89C52型号单片机引脚

AT89C52特点：

1.　与MCS-51产品指令和引脚完全兼容

2．8K字节可重擦写FLASH闪存

3.　1000次擦写周期

4.　全静态操作：

0Hz～24MHz

5.　三级加密程序存储器

6.　256X8字节内部RAM

7.　32个可编程I/O口线

8.　3个16位定时/计数器

9.　8个中断源

10.可编程串行UART通道

11.低功耗空闲和掉电模式

引脚功能特性：

P1.0T2（定时/计数器2外部计数脉冲输入），时钟输出

P1.1T2EX（定时/计数2捕获/重装载触发和方向控制）

P2口—P2是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。

对端口P2写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。

在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器（例如执行MOVXDPTR指令）时，P2口送出高8位地址数据。

在访问8位地址的外部数据存储器（如执行MOVXRI指令）时，P2口输出P2锁存器的内容。

FLASH编程或校验时，P2亦接收高位地址和一些控制信号。

P3口—P3口是一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O口。

P3口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。

对P3口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。

此时，被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流。

P3口除了作为一般的I/O口线外，更重要的用途是它的第二功能：

端口引脚第二功能：

P3.0RXD（串行输入口）

P3.1TXD（串行输出口）

P3.2INT0（外中断0）

P3.3INT1（外中断1）

P3.4T0（定时/计数器0）

P3.5T1（定时/计数器1）

P3.6WR（外部数据存储器写选通）

P3.7RD（外部数据存储器读选通）

此外，P3口还接收一些用于FLASH闪存编程和程序校验的控制信号。

RST—复位输入。

当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将是单片机复位。

ALE/PROG—当访问外部程存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。

一般情况下，ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。

要注意的是：

每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。

对FLASH存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）。

如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH单元的D0位置位，可禁止ALE操作。

该位置位后，只有一条MOVX和MOVC指令才能将ALE激活。

此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE禁止位无效。

　　PSEN—程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89C52由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN有效，即输出两个脉冲，在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次PSEN信号。

EA/VPP—外部访问允许，欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000H-FFFFH），EA端必须保持低电平（接地）。

需注意的是：

如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存EA端状态。

如EA端为高电平（接Vcc端），CPU则执行内部程序存储器的指令。

FLASH存储器编程时，该引脚加上+12V的编程允许电源Vpp，当然这必须是该器件是使用12V编程电压Vpp。

1.3DS18B20温度传感器的发展现状

DS18B20是美国Dallas半导体公司利用单总线协议生产的一款数字温度传感器。

单总线技术是美国Dallas半导体公司近年来推出的新技术。

它将地址线、数据线、控制线合为1根信号线，每个DS18B20都有自己唯一的序列号，允许在这根信号线上挂接多个单总线器件。

其测温范围为-55°

～+125℃，在-10°

～+85℃时精度为±

0.5℃，测量的温度值可以由用户选择设定用9～12位表示，DS18B20的转换分辨率均可由用户设定。

温度转换所需转换时间较短，最大转换时间为750ms，可以设定温度超标报警的上、下限值，在温度超限时发送报警信号。

本设计中由于需要远距离不同位置设置温度传感器，故采用外部电源供电方式，实现3点温度检测。

主机采用具有ISP下载功能的AT89S52单片机，自带8K的ROM程序存储器，外设还有LED显示电路，键盘输入接口，温度超限报警电路以及与上位机通信的串口电路。

DS18B20数字温度计提供9位（二进制）温度读数,指示器件的温度信息经过单线接口送入DS18B20或从DS18B20送出,因此从主机CPU到DS18B20仅需一条线（和地线）。

DS18B20的电源可以由数据线本身提供,而不需要外部电源。

因为每一个DS18B20在出厂时已经给定了唯一的序号,因此任意多个DS18B20可以存放在同一条单线总线上,这允许在许多不同的地方放置温度敏感器件。

DS18B20的测量范围从-55℃～+125℃,增量值为0.5℃,可在1s（典型值）内把温度变换成数字。

1.4DS18B20温度传感器的主要特性

DS18B