目录
序 言 .................................................................................................................................................................. 1 第一章 系统方案 ................................................................................................................................................ 2 1.1课题的意义和目的 ..................................................................................................................................... 2 1.2主要设计内容 ............................................................................................................................................. 2 1.3课题的任务要求 ......................................................................................................................................... 2 第二章 硬件设计................................................................................................................................................... 3 2.1 系统总体方案 ............................................................................................................................................. 3 2.1.1系统总体设计框图 ............................................................................................................................. 3 2.1.2各模块简介 ......................................................................................................................................... 3 2.2 系统硬件设计 ............................................................................................................................................. 6 2.2.1 单片机电路设计 ................................................................................................................................ 6 2.2.2 DS18B20温度传感器电路设计 .......................................................................................................... 7 2.2.3 显示电路设计 .................................................................................................................................... 7 2.2.4 按键电路设计 .................................................................................................................................... 8 2.2.5 报警电路设计 .................................................................................................................................... 8 第三章 软件设计................................................................................................................................................. 9 3.1 DS18B20程序设计 ...................................................................................................................................... 9 3.1.1 DS18B20传感器操作流程 ................................................................................................................. 9 3.1.2 DS18B20传感器的指令表 ............................................................................................................... 10 3.1.3 DS18B20传感器的初始化时序 ........................................................................................................ 11 3.1.4 DS18B20传感器的读写时序............................................................................................................ 11 3.1.5 DS18B20获取温度程序流程图 ........................................................................................................ 11 3.2 显示程序设计 ........................................................................................................................................... 12 3.3 按键程序设计 ........................................................................................................................................... 12 第四章 系统的软硬件调试 ................................................................................................................................. 13 参考文献 .............................................................................................................................................................. 14 附 录 .................................................................................................................................................................. 15 附录一 硬件原理图 ......................................................................................................................................... 15 附录二 源程序清单 ......................................................................................................................................... 16 附录三 实物图 ................................................................................................................................................. 25
序 言
本设计采用的主控芯片是ATMEL公司的AT89S52单片机，数字温度传感器是DALLAS公司的DS18B20。本设计用数字传感器DS18B20测量温度，测量精度高，传感器体积小，使用方便。所以本次设计的数字温度计在工业、农业、日常生活中都有广泛的应用。
单片机技术已经广泛应用社会生活的各个领域，已经成为一种非常实用的技术。51单片机是最常用的一种单片机，而且在高校中都以51单片机教材为蓝本，这使得51单片机成为初学单片机技术人员的首选。本次设计采用的AT89S52是一种flash型单片机，可以直接在线编程，向单片机中写程序变得更加容易。本次设计的数字温度计采用的是DS18B20数字温度传感器，DS18B20是一种可组网的高精度数字式温度传感器，由于其具有单总线的独特优点，可以使用户轻松地组建起传感器网络，并可使多点温度测量电路变得简单、可靠。
本设计根据设计要求，首先设计了硬件电路，然后绘制软件流程图及编写程序。本设计属于一种多功能温度计，温度测量范围是0℃到50℃。温度值的分辨率可以被用户设定为9-12位，可以设置上下限报警温度，当温度不在设定的范围内时，就会启动报警程序报警。本设计的显示模块是用液晶显示屏实现的。在显示实时测量温度的模式下还可以通过查询按键查看设定的上下限报警温度。
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第1章 系统方案
1.1课题的意义和目的
在日常生活及工农业生产中经常要用到温度的检测及控制，传统的测温元件有热电偶和热电阻。而热电偶和热电阻测出的一般都是电压，再转换成对应的温度，需要比较多的外部硬件支持，硬件电路复杂，软件调试复杂，制作成本高。由单片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，使用方便无需变换电路等。近年来，美国DALLAS公司生产DSI8B20为代表的新型单总线数字式温度传感器以其突出优点广泛使用于仓储管理、工农业生产制造、气象观测、科学研究以及日常生活中。DSI8B20集温度测量和A/D转换于一体，直接输出数字量，传输距离远，可以很方便地实现多点测量。温度采集仪增加PC机与单片机之间的通信，可以对实时温度进行远程监测与存储，此仪器可用于蔬菜大棚的监控或者工厂中的锅炉温度的采集等场合应用广泛。
1.2主要设计内容
通过温度传感器采集温度，并将温度传到单片机进行处理，并通过液晶显示，同时以单片机为核心的主控单元通过对按键的操作，设定上下限报警温度与实测温度进行比较，并判断是否报警，且与PC机通信将监测的温度发送到PC机（温度监测界面可用VB进行编程设计）。
1.3课题的任务要求
1. 温度测量范围0℃到+50℃；
2. 自定义的通信协议可靠，传输误码率低； 3. 用液晶显示屏直接显示读数、显示清晰直观； 4. 稳定性好。
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第二章 硬件设计
2.1 系统总体方案
2.1.1系统总体设计框图
由于DS18B20数字温度传感器具有单总线的独特优点，可以使用户轻松地组建起传感器网络，并可使多点温度测量电路变得简单、可靠，所以在该设计中采用DS18B20数字温度传感器测量温度。
温度计电路设计总体设计框图如图2-1所示，控制器采用单片机AT89S52，温度传感器采用DS18B20，显示采用液晶显示屏，报警采用蜂鸣器、LED灯实现，键盘用来设定报警上下限温度。
按键电路 图2-1 温度计电路总体设计框图
RS232 报警电路温度采集电路单片机控制电路显示电路 PC机 2.1.2各模块简介
主控模块：可以选用STC89C系列的单片机，这里采用的STC89C52单片机，价格便宜，
使用方便，STC89C52的片内RAM已能满足存放要求。
温度传感模块：由于本设计中单片机除了要完成数据采集、处理、控制和显示任务外，
还要完成按键值的采集、处理。如果用常规的数字加模拟电路实现就会相对困难一些。本设计选用的数字式集成温度传感器DS18B20。DS18B20是DALLAS半导体公司（现属MAXIM公司）设计生产的单总线数字温度传感器，其测量温度范围为－55℃～＋125℃，
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