基于单片机的温度采集软件系统设计本科毕业设计Word文档格式.docx

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水银常用于体温计，由于熔点比较高，所以不适合低温环境。

热电偶测温的原理是：

将两条不同的金属线的一端连接在一起并加热，在两线之间会有一个与温度成正比的热离子电压产生。

但在恶劣的环境中，热电偶的质量可能会受影响；

由于水是溶解物质所以也会引起问题。

温度过高热电偶金属可能会熔化，从而改变成分，并且影响读数。

热电阻是一种电阻与温度成正比的温度传感器。

辐射高温计是非接触型温度传感器，它可以探测到来自被测物得红外辐射并将辐射转换成与温度成正比的电压或电流。

所以这种方式比较适合一些非接触的场合。

但是如何将计算机与各种设施、设备结合，简化人工操作并实现自动控制，满足社会的需求，成为一个很迫切的问题。

随着时代的发展，科技的进步，各种复杂的场合对温度的测量也是提出了不同的要求，在某些场合要求能够实时监控温度值，并且能够将大量的温度数据保存起来，并进行集中处理，计算机的出现是的大量温度数据的保存及处理成为了可能，但是传统的酒精或煤油温度计等却无法将温度数据传递给计算机，所以便出现了各自各样的电子温度传感器，而现在大量采用的是温敏电阻加A\D转换的方法，采集温度虽然方便，但是精度不够，而且电路复杂，并不适用与多点测温，本课题正是针对这种状况而设计的，采用了精确的温度传感器，并且能够通过单片机实时采集温度传送给电脑，用于实现温度的远程控制。

而且可以利用电脑的优势存储大量的温度数据和实现对温度数据的处理。

温度检测是现代检测技术的重要组成部分，在保证产品质量、节约能源和安全生产等方面起着关键的作用，随着科学技术的发展，有单片机集成电路构成的温度传感器的种类越来越多，测量的精度越来越高，响应时间越来越短，因其使用方便、无需变换电路等特点已经得到了广发的应用，例如：

以前常用的AD590和LM35等，一级现在得到广发应用的DS1820、DS1821和DS1620等。

本次毕业设计正式为了完成温度采集而设计的，而且用了前不久美国DALLAS公司生产的可租网数字式温度传感器DS1820，可以说与人们的日常生活是息息相关的，具有很大的现实意义[2-3]。

1.2国内外现状

现在比较常用的普通测温方法就是利用一些液体的热胀原理制作的，比如说煤油温度计，酒精温度计以及水银温度计等，这些原始的测温方法成本比较低，但是测温精度也很低，不适合用于一些需要高精度测温的情况，而且通过电子装置自动采集温度不太方便，也有一些电子测温采用的时温敏电阻加A\D转换的方法，采集温度虽然方便，但是精度不够，本课题正是针对这种状况而设计的，采用了精确的温度传感器，并且能够通过单片机的优势存储大量的温度数据和实现对温度数据的处理[13-16]。

1.3目的和内容

新型数字化、网络化传感器在工程中的应用具有极其重要的意义。

这类传感器是各种参量送入计算机系统，进行智能监测、控制的最前端。

随着科技的发展，数字化。

网络化传感器应用日益广泛，以其传统方式不可比拟的优势渐渐成为技术的趋势和主流。

本次设计的目的就是以数字传感器DS1820作为前端，采集温度经过单片机处理后，在采用串口通信，把温度显示在VB编辑的计算机界面上，实现与计算机的通信。

本系统的设计主要为软件的设计，软件部分分为五大部分：

读取DS180的内部数据部分、单片机对温度的处理部分、PC显示部分、串口通信部分、VB界面部分。

2主要器件介绍

2.1AT89C51简介

AT89C51是一种带4k字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROMFlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。

单片机的可擦除只读存储器可以反复擦出100次。

该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造书制造，与工业标准的MSC-51指令集和输出管脚相兼容。

由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。

AT89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

2.1.1主要特性

与MCS-51兼容

4k字节可编程闪烁存储器

寿命：

100写/擦循环

数据保留时间：

10年

全静态工作：

0Hz-24Hz

三级程序存储器锁定

128*8位内部RAM

32可编程I/O线

两个12位定时器/计数器

5个中断源

可编程串行通道

低功率的闲置和掉电模式

片内振荡器和时钟电路

2.1.2AT89C51管脚说明

图2.1AT89C51管脚图

VCC：

供电电压。

GND：

接地。

P0口：

P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。

当P0口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。

P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。

在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。

P1口：

P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。

P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。

在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。

P2口：

P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。

并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。

这是由于内部上拉的缘故。

P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。

在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。

P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。

P3口：

P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。

当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。

作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。

P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：

口管脚备选功能：

P3.0RXD（串行输入口）　　

P3.1TXD（串行输出口）　　

P3.2/INT0（外部中断0）　　

P3.3/INT1（外部中断1）　　

P3.4T0（记时器0外部输入）　　

P3.5T1（记时器1外部输入）　　

P3.6/WR（外部数据存储器写选通）　　

P3.7/RD（外部数据存储器读选通）　　

P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。

/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。

/ALE/PROG：

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1/6。

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。

如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。

/PSEN：

外部程序存储器的选通信号。

在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。

但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。

/EA/VPP：

当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。

注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；

当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。

在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。

XTAL1：

反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。

XTAL2：

来自反向振荡器的输出。

2.2DS1820简介

DALLAS最新单线数字温度传感器DS18B20简介新的“一线器件”体积更小、适用电压更宽、更经济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“一线总线”接口的温度传感器。

一线总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。

DS18B20、DS1822“一线总线”数字化温度传感器同DS1820一样，DS18B20也支持“一线总线”接口，测量温度范围为-55°

C~+125°

C，在-10~+85°

C范围内,精度为±

0.5°

C。

DS1822的精度较差为±

2°

C。

现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。

适合于恶劣环境的现场温度测量，如：

环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。

与前一代产品不同，新的产品支持3V~5.5V的电压范围，使系统设计更灵活、方便。

而且新一代产品更便宜，体积更小。

DS18B20、DS1822的特性DS18B20可以程序设定9~12位的分辨率，精度为±

可选更小的封装方式，更宽的电压适用范围。

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的性能是新一代产品中最好的！

性能价格比也非常出色！

DS1822与DS18B20软件兼容，是DS18B20的简化版本。

省略了存储用户定义报警温度、分辨率参数的EEPROM，精度降低为±

2°

C，适用于对性能要求不高，成本控制严格的应用，是经济型产品。

继“一线总线”的早期产品后，DS1820开辟了温度传感器技术的新概念。

DS18B20和DS1822使电压、特性及封装有更多的选择，让我们可以构建适合自己的经济的测温系统。

2.2.1DS18B20的内部结构　

图2.2DS1820内部结构图

DS18B20内部结构主要由四部分组成：

64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。

DS18B20的管脚排列如下:

DQ为数字信号输入/输出端；

GND为电源地；

VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。

光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码。

64位光刻ROM