基于单片机多点温度检测系统设计.doc

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毕业论文（设计）

基于单片机多点温度检测系统设计

学生姓名：

郑妙霞

指导教师：

张妍（讲师）

专业名称：

通信工程

所在学院：

信息工程学院

2013年6月

目录

摘要 I

Abstract II

第一章前言 1

1.1研究目的和意义 1

1.2国内外研究现状 1

1.3研究方法及内容 2

第二章系统的方案设计 3

2.1系统的设计思想 3

2.2系统的设计要求及基本功能 3

2.3方案设计及论证 4

2.4理论计算 6

第三章系统硬件的设计 9

3.1硬件电路的原理 9

3.2主控电路的设计 9

3.3温度信号采集电路的设计 11

3.4键盘电路的设计 16

3.5显示电路的设计 17

3.6报警电路的设计 19

3.7串口通信电路的设计 19

3.8温度控制电路的设计 21

3.9复位电路的设计 22

3.10系统硬件的串行接口 23

第四章系统的软件设计 25

4.1工作流程 25

4.2功能模块 25

4.3程序总体结构设计 25

4.4键盘电路流程图 27

4.5显示器模块的软件设计 29

4.6温度检测模块的软件设计 30

第五章结论与建议 36

5.1结论 36

5.2建议 36

致谢 37

参考文献 38

附录 39

大连海洋大学本科毕业论文（设计）摘要

摘要

本文设计一个基于单片机AT89C52的多点温度检测系统，具有对温度初始值的设定、实时检测、显示和控制等功能。

分别从硬件和软件两个方面介绍以单片机AT89C52为核心的温度检测系统，温度检测系统的具体组成和设计原理一步一步地展开来阐述。

硬件方面，温度的显示和设置分别通过对显示和键盘电路的操作完成，集成温度传感器完成温度检测的重要任务，蜂鸣器等器件实现温度报警的功能，通过升温和降温使得温度保持有效地温度值范围内。

温度传感器DS18B20采集到环境的温度信号,输出的数字信号送向主控模块进行处理，并同时在数码管上显示温度信号。

如果温度超出安全设置值，单片机会发出报警信号，调动报警电路和温度控制电路。

报警电路会在采集温度值超出安全值时作出报警，发出报警鸣叫声。

温度控制电路会根据实际温度，作出升温或降温的处理。

软件方面，主程序起着重要的作用，能够调动模块程序，主程序和模块程序结合在一起，使得系统得以正常运转。

关键词：

传感器，单片机，温度检测

大连海洋大学本科毕业论文（设计）Abstract

Abstract

AmultipointtemperaturedetectionsystembasedonsinglechipmicrocomputerAT89C52isstudiedinthepaper,whichhavethefunctionsoftheinitialvalueoftemperaturesetting,real-timedetection,displayandcontrol.ThistemperaturedetectionsystembasedonmicrocontrollerAT89C52isintroducedfromtwoaspectsofhardwareandsoftware,andAT89C52singlechipmicrocomputerarethecore.whatismore,itdescribesthespecificcompositionanddesignprincipleoftemperaturedetectionsystemstepbystep.Intermsofhardware,displayingandsettingtemperaturearerespectivelyachievedbythedisplaycircuitandcompletedthroughoperationofkeyboardcircuit,theintegratedtemperaturesensordotheimportanttaskofdetectingthetemperatureofenvironment,buzzerandotherdevicesrealizetemperaturealarmfunction,temperaturearekeptineffectivetemperaturerangesbyheatingandcooling.TemperatureofenvironmentarecollectedbysensorDS18B20,thendigitalsignaloutputaresenttothemaincontrolmoduleforprocessing,processedbysinglechipmicrocomputer,lastlytemperaturesignaldisplaybydigitaltube.Ifthetemperatureexceedsthesafetysettings,microcomputersendsanalarmsignal,mobilizethealarmcircuitandtemperaturecontrolcircuit.whenbeyondthethesafetyvalue,thealarmcircuitwillsendoutalarmcalls.Accordingtothecollectingtemperature,thesystemwilldotheworkofcoolingandheating.Intermsofsoftware,themainprogramplaysanimportantrole,canarousethemoduleprogram,themainprogramandthemodulestogether,whichmakesthesysteminthestateofnormaloperation.

Keywords:

sensor,single-chipcomputer,temperaturedetect

大连海洋大学本科毕业论文（设计）第一章前言

第一章前言

1.1研究目的和意义

1.1.1研究目的

温度是一个最基本的因素。

在自然界以及人类社会中，几乎一切过程都与温度存在着息息相关的联系。

同时温度是工业控制中一个及其重要的参数，往往影响工业生产的进程，通常是在工业生产过程中不断被检测，控制和维持。

多点温度检测系统应用于工业生产、家居环境等领域，不仅带来便捷；更重要的是，由于具有处理、报警功能，本系统具有较高的安全系数，可以保证生产安全，生产高效节能。

1.1.2研究意义

温度的测量和控制不仅一直广泛的应用于工业领域中而且渐渐进入日常生活中。

随着人们生活水平的不断提高和科学技术的迅猛发展，温度测量和控制的要求也日益变高，日趋精细。

往大了谈到工业生产，往小了谈到家用电器、汽车，温度检测都具有不可或缺的重要性，其发展深刻地影响着人类生活水平的提高。

在生产领域，提高温度检测和控制对象的性能是现场技术人员实现技术发展的重要一步。

但由于性能不佳，检测不力，对生产产生影响，故对温度检测的精度和范围提出了更高的要求。

[1]

1.2国内外研究现状

1.2.1国外的研究现状

最早在20世纪70年代，国外对温度检测技术研究就已经开始了，相对来说比较早。

开始是采用模拟式的组合仪表，工作人员起着重要作用，工作人员必须在现场，负责收集现场信息的工作，且对收集的信息进行综合分析，依据结论进行指示、记录和控制。

到20世纪80年代后期，出现的分布式控制系统。

目前正朝着多因子计算机数据采集控制系统研究和开发的方向前进。

现在世界上的温度检测技术的发展速度越来越快，在自动化的基础上，一些国家正向着智能化程度高，无人化方向发展。

1.2.2国内的研究现状

恰恰相反，我国比较晚开始对温度检测技术的进行研究，直到20世纪80年代温度检测技术才开始真正意义上进入我国，经过十几年才发展起来，特别是随着我国工业发展水平的不断提高而迅速发展。

近年来，我国引进了多达16个国家和地区的环境温度检测控制系统，总体情况下，它的作用是非常大的。

从消化吸收到简单的应用阶段，再一步一步走向实用化和全面应用的发展阶段，温控技术的发展给予我们的都是积极的作用。

尽管我们的发展有诸多不足之处，我国的温度测控设施以单片机控制的单参数单回路系统居多，还没开始有事实上的多参数、能够综合控制的系统，且在生产实际中不可避免地有许多问题困扰着我们，比如控制水平落后，软件和硬件资源存在不能共享以及可靠性差等缺点。

与发达国家之间的差距也确确实实存在着，但可喜的是这种差距在逐步地缩小，让我们看到了希望的曙光。

从发展蓝图上看来，中国具有良好的发展前景,其日益在日常生活中获得广泛的发展，便是最好的印证。

1.3研究方法及内容

本文介绍了基于单片机控制的多点温度检测系统，具有检测多个不同地点温度的功能。

检测点采集到的温度信号送由单片机处理，当温度超过安全值的范围时由控制模块和报警模块进行相应的处理。

系统硬件设计的思想是按模块划分，尽可能的简化电路，降低成本。

本系统采用MCS﹣51汇编语言编程对系统软件的进行设计，系统采用人机交互界面，操作简单方便，比较人性化。

本系统以单片机AT89C52为核心，作为一种低功耗、高性能的CMOS工艺的8位单片机，自带8KB闪存，具有产品性价比高、使用方便灵活且易于进行功能扩展等优点，可以满足测温以及显示控制、报警等功能的设计要求。

整个系统从硬件和软件两个方向铺展开来。

系统按模块划分，大概有六个模块，分别是主控模块、显示模块、温度信号采集模块、报警模块、温度控制模块、复位模块。

其中主控模块主要是以单片机AT89C52为中心，负责整个系统的控制实现工作；键盘模块由键盘接口电路构成；显示电路主要依靠数码管显示器来实现；温度信号采集模块以集成温度传感器为主体，复位模块则有三种方法实现具体是单片机的上电复位，手动复位电路和电源去耦电路。

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大连海洋大学本科毕业论文（设计）第二章系统的方案设计

第二章系统的方案设计

2.1系统的设计思想

传统意义上，多点温度检测系统大多数是远距离铺线采集温度信号，进而将采集到的模拟电信号进行模数转换，输出数字信号，单片机再处理接收到的信号。

远距传输，线路的远近影响精度，且电路相对复杂，传统意义上的温度检测系统结构框图如图1。

而现代意义上，则采用集成温度传感器解决传统意义上温度信号采集方面的布线缺陷，一定程度上