完整版基于单片机的温度控制系统本科生毕业设计Word文档下载推荐.docx

完整版基于单片机的温度控制系统本科生毕业设计Word文档下载推荐.docx

《完整版基于单片机的温度控制系统本科生毕业设计Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《完整版基于单片机的温度控制系统本科生毕业设计Word文档下载推荐.docx（35页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

并且在到达报警温度后，系统会自动报警。

本文设计是从测温电路、主控电路、报警电路等几个方面来分析说明的

该系统利用DS18B20测温范围广、测温分辨率高、外围电路简单、功耗低等特点，与AT89S52构成比较简单的测温电路。

该系统设计灵活、抗干扰性好，可以在恶劣的工作环境中进行温度测量。

关键字：

单片机；

温度传感器；

温度计；

报警

【Abstract】

.InthisdesignusingtheAT89S52microcontrollerasthemaincontroldevice,DS18B20asanLEDdigitaltemperaturesensortubetoachievetemperaturedisplay.Thekeycircuitsedthetemperaturetosetthealarmonthelowertemperature.Andthetemperaturereachingthealarm,thesystemwillautomaticallyalarm.Thisdesignisfromthetemperaturemeasurementcircuit,maincontrolcircuit,alarmcircuit,andseveralotheraspectsofthenote.

ThesystemusesDS18B20temperaturemeasurementrange,andperipheralcircuitissimple,lowpowerconsumption,comparedwithAT89S52devicesconstituteasimpletemperaturemeasurementcircuit.Thesystemdesignofflexible,anti-interferenceperformanceisgood,canbeinthepoorworkingenvironmentfortemperaturemeasurement.

Keywords：

AT89S52；

DS18B20；

thermometer；

alarm

1引言

1.1选题的背景

随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的。

单片机在测控领域中具有十分广泛的应用，它既可以测量电信号，又可以测量温度湿度等非电信号。

由单片机构成的温度检测、温度控制系统可广泛应用于很多领域。

单片机在工业控制、尖端武器、通信设备、信息处理、家用电器等各测控领域的应用中独占鳌头。

今天，我们的生活环境和工作环境有越来越多称之为单片机的小电脑在为我们服务。

时下，家用电器和办公设备的智能化、遥控化、模糊控制化己成为世界潮流，而这些高性能无一不是靠单片机来实现的。

人民的生活与环境的温度息息相关，在工业生产过程中需要实时测量温度，在农业生产中也离不开温度的测量，因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。

测量温度的关键是温度传感器，传感器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温度传感器技术，在我国各领域已经引用的非常广泛，可以说是渗透到社会的每一个领域。

温度传感器的发展经历了三个发展阶段：

传统的分立式温度传感器、模拟集成温度传感器、智能集成温度传感器。

目前的智能温度传感器（亦称数字温度传感器）是在20世纪90年代中期问世的，它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术（ATE）的结晶，特点是能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微控制器（MCU）。

社会的发展使人们对传感器的要求也越来越高，现在的温度传感器正在基于单片机的基础上从模拟式向数字式，从集成化向智能化、网络化的方向飞速发展，并朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展。

1.2选题的目的及意义

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。

无论是在工业方面，农业方面或者是平民大众的生活当中，我们都能看到温度计的身影。

传统的温度检测以热敏电阻和AD590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。

因此，利用新型温度传感器取代旧式的温度传感器是必然的趋势，新型的温度传感器的优势越来越得到体现，越来越普及。

单片机以其功能强、体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点，成为自动化和各个测控领域中必不可少且广泛应用的器件，尤其在日常生活中也发挥越来越大的作用。

本设计的温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。

其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用，测温传感器使用DS18B20，LED以串口传送数据,实现温度显示,能准确达到以上要求。

2系统设计的整体方案

2.1设计的主要内容

根据系统的设计要求，当温度传感器DS18B20把所测得的温度发送到AT89S52单片机上，经AT89S52处理，将把温度在显示电路上显示，除了显示温度以外还可以设置一个报警温度，对所测温度进行监控。

利用外接的键盘设置电路，对温度进行上下限设置。

当温度高于或低于设定温度时，开始报警。

利用AT89S52芯片控制温度传感器DS18B20进行实时温度检测并显示，能够实现快速测量环境温度，并可以根据需要设定上下限报警温度。

系统框图如下图：

图2-1　系统框图

选择DS18B20作为本系统的温度传感器，选择单片机AT89S52为测控系统的核心来完成数据采集、处理、显示、报警等功能。

选用数字温度传感器DS18B20，输出信号全数字化。

便于单片机处理及控制，省去传统的测温方法的很多外围电路，省却了采样保持电路、运放、数模转换电路以及进行长距离传输时的串并转换电路，简化了电路，缩短了系统的工作时间，降低了系统的硬件成本。

当LED液晶显示器接收到来自AT89S52单片机传送来的温度信息后，显示了当前的温度。

2.2设计性能要求

本设计能完成的温度测量范围是-55°

C~+125°

C，精度为±

0.1°

C，支持温度正负提示，并支持硬件手动配置温度上下限，超过此上下限即实现报警功能。

3器件的选择

本设计是选用DS18B20作为温度传感器，选用AT89S52单片机作为整个设计的核心处理器部分。

通过处理作为温度传感器传输的温度信息后，将处理后的信息传输给LED液晶显示器，超过上下限温度即报警。

所以用到的器件AT89S52、DS18B20、LED、蜂鸣器等。

3.1单片机的选择

3.1.1AT89S52的基本组成及特征

AT89S52作为温度测试系统设计的核心器件．该器件是INT司生产的MCS一5l系列单片机中的基础产品，采用了可靠的CMOS工艺制造技术．具有高性能的8位单片机，属于标准的MCS一51的CMOS产品。

片内含8Kbytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和256bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件兼容标准的MCS-51指令系统。

片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元。

结合了HMOS的高速和高密度技术及CHMOS的低功耗特征。

其具有如下性质：

（1）与MCS-51产品指令系统完全兼容

（2）8K字节可反复擦写Flash闪烁存储器。

（3）寿命：

1000写擦循环。

（4）数据保留时间：

10年。

（5）全静态工作：

0Hz-24Hz。

（6）三级程序存储器锁定。

（7）128*8位内部RAM。

（8）32可编程IO线。

（9）三个16位定时器计数器。

（10）8个中断源。

（11）可编程串行通道。

（12）低功耗的闲置和掉电模式。

（13）片内振荡器和时钟电路。

AT89S52单片机提供以下标准功能：

8k字节Flash，256字节RAM，32位IO口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个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，片内晶振及时钟电路。

另外，AT89S52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。

由于此设计需要编写程序，需要将程序烤入单片机中，因此单片机必须具有足够多的存储空间，其具有8K字节的Flash完全满足要求。

32位的IO口线能够使得单片机与温度显示器、温度传感器、键盘、报警电路、按键电路和指示灯连接等等变得可能。

16位的定时计数器使得读取数据变得更加简单，同时其结构有利于晶振电路和复位电路的连接。

最重要的是，能够在掉电状态下保存RAM内的数据。

同时，与同类51单片机相比，AT89S52具有更强的可操作性。

因此，对于本设计来说，选择AT89S52是最有利的。

3.1.2AT89S52的引脚功能

AT89S52共有40个引脚，8kBytesFlash片内程序存储器，256bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入输出（IO）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。

其逻辑引脚图如图3-1。

图3-1AT89C51逻辑引脚图

各引脚功能叙述如下：

1．电源和晶振

VCC——运行和程序校验时加+5V

GND——接地

XTAL1——输入到振荡器的反向放大器

XTAL2——反向放大器的输出，输入到内部时钟发生器

（当使用外部振荡器时，XTAL1接地，XTAL2接收振荡器信号）

RST：

复位输入。

当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。

ALEPROG：

当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。

在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。

在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的16。

因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。

然而要注意的是：

每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。

如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。

此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。

另外，该引脚被略微拉高。

2．IO（4个口，32根）

P0口——8位、漏极开路的双向IO口。

当使用片外存储器（ROM、RAM）时，作地址和数据分时复用。

在程序校验期间，输出指令字节（需加外部上拉电路）。

P0口（作为总线时）能驱动8个LSTTL负载。

P1口——8位、准双向IO口。

在编程校验期间，用于输入低位字节地址。

P1口可驱动4个LSTTL负载。

对P1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）。

此外，P1.0和P1.2分别作定时器计数器2的外部计数输