基于AT89S52单片机温度自动检测系统的设计课程设计论文.docx
《基于AT89S52单片机温度自动检测系统的设计课程设计论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于AT89S52单片机温度自动检测系统的设计课程设计论文.docx（28页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
摘 要
随着现代信息技术的飞速发展，在生产中温度的准确测量是一个比较困难的事情从最初的酒精、水银温度计到现在的数字化、集成化的温度检测系统。
可见传感器的发展是飞快的。
它快速的发展必将带来新一轮的工业化的革命和社会发展的飞跃。
本文从硬软件两个方面介绍了基于AT89S52单片机温度自动检测系统的设计。
系统硬件由控制电路、温度采集电路、键盘和LED显示电路组成。
软件设计从设计思路、软件系统框图出发，先介绍整体的思路后，再逐一分析各模块程序算法的实现，最终编写出满足任务需求的程序。
最终通过DS18B20采集温度并显示出来，由此对周围环境的温度进行有效检测与报警。
基本上满足了温度检测与报警的要求，具有超调量小，采样值与设定值基本一致，操作简单等优点。
本设计创新点在于采用数字式温度传感器DS18B20作为感温元件,占用单片机引脚少,因而可以利用空余引脚通过软件模拟和温度显示。
关键词：
温度检测；AT89S52；LED显示器；DS18B20温度传感器
ABSTRACT
Withtherapiddevelopmentofmoderninformationtechnology,accurate measurementoftemperatureintheproductionisadifficultthingfromtheinitialalcohol,mercurythermometertothepresentdigital,integratedtemperaturedetectionsystem.Visiblesensordevelopmentisfast.Itsrapiddevelopmentwillbringaboutanewroundofindustrialrevolutionandaleapofsocialdevelopment.
ThispaperintroducesthedesignofautomaticdetectionsystemoftemperaturebasedonAT89S52fromtwoaspectsofhardwareandsoftware.Thesystemhardwareconsistsofcontrolcircuit,temperatureacquisitioncircuit,keyboardandLEDdisplaycircuit.Softwaredesignfromthedesignideas,softwaresystemblockdiagram,firstintroducedtheoverallidea,andthenonebyonetoanalyzetheimplementationofeachmoduleprogramalgorithm,andultimatelytowriteprogramstomeettheneedsofthetask.FinallythroughtheDS18B20collectiontemperatureanddisplay,thesurroundingenvironmentofthetemperatureforeffectivedetectionandalarm.Basicallymeettherequirementsoftemperaturedetectionandalarm,withasmallovershoot,thesamplingvalueandthesetvalueisbasicallythesame,easytooperateandsoon.
ThedesigninnovationistheuseofdigitaltemperaturesensorDS18B20asatemperaturesensor,theuseofsingle-chippin,andthuscanbeusedinthesparepinthroughthesoftwaresimulationandtemperaturedisplay.
Keyword：
Temperaturedetection；LEDAT89S52display；DS18B20temperaturesensor
目 录
引言
1 温度采集系统的设计说明
1.1温度控制系统完成的功能
1.2温度采集系统方案
1.3设计思路
2 硬件电路设计
2.1系统总体设计
2.2各部分硬件电路设计
2.2.1、时钟电路设计
2.2.2系统复位电路
2.2.3报警与控制电路设计
2.2.4LED显示电路设计
2.2.5温度检测电路设计
2.2.6按键电路设计
3 软件设计
3.1 主程序方案
3.2各个模块子程序设计
3.2.1温度采集
3.2.2数码管显示模块
3.2.3温度处理程序
4 系统调试
4.1测试环境及工具
4.2测试方法
4.3测试结果分析
5 结论
谢 辞
参考文献16
附录..............................................................17
引言
随着社会的发展，科技的进步，以及测温仪器在各个领域的应用，智能化已是现代温度控制系统发展的主流方向。
温度测试控制系统，控制对象是温度。
温度控制在日常生活及工业领域应用相当广泛，比如温室、水池、发酵缸、电源等场所的温度控制。
而以往温度控制是由人工完成的而且不够重视，其实在很多场所温度都需要监控以防止发生意外。
针对此问题，本系统设计的目的是实现一种可连续高精度调温的温度控制系统，它应用广泛，功能强大，小巧美观，便于携带，是一款既实用又廉价的控制系统。
特别是近年来，温度控制系统已应用到人们生活的各个方面，但温度控制一直是一个未开发的领域，却又是与人们息息相关的一个实际问题。
1 温度采集系统的设计说明
1.1温度控制系统完成的功能
本器件以AT89S52单片机系统进行温度采集与控制温度信号由模拟温度传感器DS18B20采集输入AT89S52，主控器能对各温度检测器通过LED进行显示。
本机实现的功能：
1. 当温度低于设定下限温度时，低温发光二极管闪烁，蜂鸣器报警；
2. 当温度上升到下限温度以上时，高温发光二极管闪烁，蜂鸣器报警；
3. 数码管即时显示温度。
1.2 温度采集系统方案
采用数字可编程温度传感器作为温度检测元件。
数字可编程温度传感器可以直接读出被测温度值。
不需要将温度传感器的输出信号接到A/D转换器上，减少了系统的硬件电路的成本和整个系统的体积。
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“一线总线”接口的温度传感器，在其内部使用了在板（ON-B0ARD）专利技术。
全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内。
“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。
现在，新一代的DS18B20体积更小、更经济、更灵活。
使你可以充分发挥“一线总线”的优点。
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。
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
1.3设计思路
用温度传感器去读取当前的温度值，再把温度值传送到51单片机，51单片机再根据读取到的温度值进行处理。
如果温度是符合要求就显示当前温度，如果高于上限温度，则显示上限温度并蜂鸣，如果低于下限温度就显示下限温度并蜂鸣。
2 硬件电路设计
2.1系统总体设计
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AT89S52的指定单元中，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。
单片机控制系统是一个完整的智能化的集数据采集、显示、处理、控制于一体的系统。
由传感器、LED显示单片机及执行机构控制部分等组成。
系统结构框图如图2.1所示。
图2.1系统硬件结构框图
2.2各部分硬件电路设计
2.2.1、时钟电路设计
时钟电路是用来产生AT89S52单片机工作时所必须的时钟信号，AT89C52本身就是一个复杂的同步时序电路，为保证工作方式的实现，AT89C52在唯一的时钟信号的控制下严格的按时序执行指令进行工作，时钟的频率影响单片机的速度和稳定性。
通常时钟由于两种形式：
内部时钟和外部时钟。
我们系统采用内部时钟方式来为系统提供时钟信号。
AT89C52内部有一个用于构成振荡器的高增益反向放大器，该放大器的输入输出引脚为XTAL1和XTAL2，它们跨接在晶体振荡器和用于微调的电容，便构成了一个自激励振荡器。
电路中的C1、C2的选择在30PF左右，但电容太小会影响振荡的频率、稳定性和快速性。
晶振频率为在1.2MHZ～12MHZ之间，频率越高单片机的速度就越快，但对存储器速度要求就高。
为了提高稳定性我们采用温度稳定性好的NPO电容，采用的晶振频率为12MHZ。
本次系统的时钟电路设计如图2.2所示。
图2.2时钟电路图
2.2.2系统复位电路
在图2.3 中复位开关K 被按下并松开，使端获得低电平，RST 端输出复位信号，单片机复位。
或由于（VCC 加入并超过复位门限电压） 引起系统正常复位。
图2.3复位电路图
2.2.3报警与控制电路设计
在微型计算机控制系统中，为了安全生产，对于一些重要的参数或系统部位，都设有紧急状态报警系统，以便提醒操作人员注意，或采取紧急措施。
其方法就是把计算机采集的数据或记过计算机进行数据处理、数字滤波，标度变换之后，与该参数上下限给定值进行比较，如果高于上限值（或低于下限值）则进行报警，否则就作为采样的正常值，进行显示和控制。
室内的温度高于设定的温度范围内时当P1.4输出低电平“0”时，三极管导通，压电蜂鸣器两端获得约+5V电压而鸣叫，发出报警声音。
温度高于设定上限温度是P1.4输出低电平，P1.0输出低电平，高温报警 温度低于设定下限温度是P1.4输出低电平，P1.1输出低电平，低温报警。
图2.4 报警与控制电路与单片机的连接
2.2.4LED显示电路设计
LED数码管是一种半导体发光器件，其基本单元是发光二极管，通过对其不同的管脚输入相对的电流，会使其发亮，从而显示出数字。
可以显示：
时间、日期、温度等可以用数字代替的参数。
数码管按段数分为七段数码管和八段数码管，八段数码管比七段数码管多一个发光二极管单元（多一个小数点显示）；按能显示多少个“8”可分为1位、2位、4位等等数码管；按发光二极管单元连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。
共阳极数码管是指将所有发光二极管的阳极接到一起形成公共阳极（COM）的数码管。
共阳极数码管在应用时应将公共极COM接到+5V，当某一字段发光二极管的阴极为低电平时，相应字段就点亮。
当某一字段的阴极为
升级会员 