单片机课设
大 庆 石 油 学 院
课 程 设 计
2009年2月 日
单片机课设
大庆石油学院课程设计任务书
课程 单片机原理及应用课程设计 题目 温度采集报警系统的设计 专业
电子科学与技术 姓名 杨 光 学号 030901240319
主要内容、基本要求、主要参考资料等 1、主要内容：
根据单片机课程所学内容，结合其他相关课程知识，设计一个温度采集报警系统，以加深对单片机知识的理解，锻炼实践动手能力，为以后的毕业设计和工作打下坚实基础。 2、基本要求：
本设计以MCS-51系列单片机为核心，采用常用电子器件设计。要求可以显示被测的温度并存储，可以设置报警温度，到达报警温度时声光报警。 3、主要参考资料：
[1] 张毅坤,陈善久.单片微型计算机原理及应用[M].西安:西安电子科技大学
出版社,2002.
[2] 张友德,赵志英,徐时亮.单片微机原理应用与实验[M].上海:复旦大学出
版社,2000.
[3] 蔡美琴,张为民,沈新群,张荣娟.MCS-51系列单片机系统及其应用[M].北
京:高等教育出版社,1992.
完成期限 2007年3月9日 指导教师 专业负责人
2007年3 月2日
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目 录
第1章 系统设计 ..................................................... 1
1.1温度采集报警系统 .............................................. 1 第2章 硬件设计 ..................................................... 2
2.1测温和控制电路 ................................................ 2 2.2 显示控制电路 ................................................. 5 2.3 声光报警电路 ................................................. 6 第3章 软件设计 ..................................................... 8 总结 ................................................................. 9 参考文献 ............................................................ 10 附录1 整体电路图 ................................................... 11 附录2 源程序 ....................................................... 12
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第1章 系统设计
1.1温度采集报警系统
如图1.1所示为温度采集报警系统框图。该课程设计将以单片机控制的温度采集系统为主，利用单片机完成对温度的检测，实现安全温度内正常显示温度值，超出设定的温度上限则进行声光报警。
系统在温度采集时主要应用了DS18B20芯片，该器件经过初始化后单片机首先进行ROM匹配，当受到测温器件发回的信号时证明该器件正常工作，接着单片机发送温度转换命令进行温度采集，测温的精确度很高，可以精确到小数点后四位。设计中还应用了HD7279芯片进行数码管显示的驱动，一共应用了6位数码管。报警电路采用由NE555所组成多谐振荡电路。
图1.1系统框图
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第2章 硬件设计
2.1测温和控制电路
(1) 测温
测温使用的DS18B20是典型的应用单总线技术的器件。1-wire单总线是Maxim全资子公司Dallas的一项专有技术。与目前多数标准串行数据通信方式，如SPI/I2C/MICROWIRE不同，它采用单根信号线，既传输数据位，又传输数据位的定时同步信号，而且数据传输是双向的。大多数1-wire器件不需要额外的供电电源，可直接从单总线上获得足够的电源电流（即寄生供电方式）。它具有节省I/O口线资源、结构简单、成本低廉、便于总线扩展和维护等诸多优点。
1-wire单总线适用于单个主机系统，能够控制一个或多个从机设备。当只有一个从机位于总线上时，系统可按照单节点系统操作；而当多个从机位于总线上时，则系统按照多节点系统操作。
为了较为全面地介绍单总线系统，将系统分为三个部分讨论：硬件结构、命令序列和信号方式（信号类型和时序）。 硬件结构：
顾名思义，单总线只有一根数据线。设备（主机或从机）通过一个漏极开路或三态端口，连接至该数据线，这样允许设备在不发送数据时释放数据总线，以便总线被其它设备所使用。单总线端口为漏极开路，其内部等效电路如图1所示。
单总线要求外接一个约5k的上拉电阻；这样，单总线的闲置状态为高电平。不管什么原因，如果传输过程需要暂时挂起，且要求传输过程还能够继续的话，则总线必须处于空闲状态。位传输之间的恢复时间没有限制，只要总线在恢复期间处于空闲状态（高电平）。如果总线保持低电平超过480μs，总线上的所有器件将复位。另外，在寄生方式供电时，为了保证单总线器件在某些工作状态下（如温度转换期间、EEPROM写入等）具有足够的电源电流，必须在总线上提供强上拉[1]。 (2) 控制
At89S51是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS8位单片机；片内含有4k字节的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和128字节的随机存取数据存储器（RAM）；器件采用AMTEL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2位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功
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能强大的AT89C51单片机可为您提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。功能特性概述
AT89S51提供以下标准功能:4k字节Flash闪速存储器、128字节内部RAM、32个I/O口线、两个16位定时/计数器、1个5向量两级中断结构、一个全双工串行通信口、片内振荡器及时钟电路，同时，AT89S51可降至0Hz的静态逻辑操作并支持两种软件可选的节电工作模式；空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM、定时/计数器、串行通信口及中断系统继续工作；掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作一直到下个硬件复位[2]。 引脚功能说明 Vcc：电源电压 GND：地
P0口：P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口，也即地址/数据总线复用口；作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路，对端口写“1”可作为高阻抗输入端用。
在访问外部数据存储器或者程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用；在访问期间激活内部上拉电阻。