常州机电职业技术学院
毕 业 设 计 (论 文)
基于单片机的多点温度报警系统设计
系 名： 电气工程系 专业班级： 电气自动化 学生姓名： 沈星奔 学 号： 40911436 指导教师姓名： 余小喜 指导教师职称：
2012年 2 月
基于单片机多点温度报警系统
专业班级：自动化0934 学生姓名：沈星奔 指导教师：余小喜 职称：
摘要 本课题主要介绍基于AT89C51单片机和DS18B20数字温度传感器的
多点温度测量系统。该系统利用AT89C51单片机分别采集各个温度点的温度，实现温度显示、报警等功能。它以AT89C51单片机为主控制芯片,采用数字温度传感器DS18B20实现多路温度的检测,测量精度可以达到0.5℃。该系统采用了LCD1602A液晶显示模块，LCD1602A作为显示器 ,形象直观的显示测出的温度值。
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本文首先在绪论中介绍了此系统的背景以及功能。第二章确定设计方案。在第三章论述了总体的设计过程，确定了技术指标及器件的选择并且描述了系统硬件电路设计、硬件设计框图及所使用的各种芯片功能与特性。第四章重点剖析了软件设计的过程。最后一章中具体论述了系统的调试软件及调试中出现的问题。基于AT89C51单片机的单总线多点温度测控系统具有硬件组成简单、多点温度检测、读数方便、精度高、测温范围广等特点，在实际工程中得到广泛应用。
关键词：数字温度传感器，AT89C51单片机，单总线
Abstract The problem introduces AT89C51 monolithic machine and the DS18B20
figure temperature sensor-based multiple spot temperature measurement system mainly. AT89C51 single chip using the system were collected at various temperatures of the temperature, temperature display and alarm functions. It AT89C51 MCU-based control chip, digital temperature sensor DS18B20 the realization of multi-channel temperature detection, measurement accuracy can reach 0.5 ℃. The system uses LCD1602A liquid crystal display modules,LCD1602A as a display, the display of visual images to measure the temperature. This article first described in the introduction of this system, as well as background features. The second chapter to determine the design. In the third chapter discusses the overall design process to determine the technical specifications and the choice of devices and a description of the hardware circuit design, hardware design and diagram used in a variety of features and functions of the chip. Chapter IV analyzes the key software design process. The final chapter discusses the specific system debugging and debug software problems. AT89C51 single chip based on single-bus multi-point temperature measurement and control system with simple hardware components, multi-point temperature, easy reading, high-accuracy, wide temperature range, and other characteristics of the actual projects are widely used
Key words：digital temperature sensor, AT89C51 single chip, single-bus
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目录
摘 要 ................................................... - 1 - ABSTRACT ................................................. - 2 - 第1章 绪 论 ............................................. 6 第2章 系统方案设计......................................... 8
2.1 方案设计 .................................................. 8 2.2 方案论证 .................................................. 9 第3章 系统设计 .............................................10
3.1工作原理 ................................................. 10 3.2 单元电路设计 ............................................. 11 3.2.1 DS18B20与单片机接口电路设计.......................... 11 3.2.2键盘电路设计.......................................... 20 3.2.3显示电路设计.......................................... 22 3.2.4 报警电路设计 ......................................... 25
第4章 系统软件设计 ........................................26
4.1 软件设计总体思路及主程序流程图 ....................... - 24 - 4.2 测温模块流程图 ...........................错误！未定义书签。 4.2.1 温度的采集 ....................................... - 26 - 4.2.2 多点温度的测量 ................................... - 27 - 4.3 显示模块流程图 ........................................... 30 4.4 键盘扫描流程图 ........................................... 30 第5章 元器件安装及调试 ....................................32
5.1元器件安装 ............................................... 32 5.2产品调试 ................................................. 34 5.2.1测试环境及工具........................................ 34 5.2.2温度检测部分测试...................................... 35 5.2.3电路主板测试.......................................... 35 5.2.4统一调试.............................................. 35
总 结 ......................................................36 参考资料 ................................................ - 34 - 致 谢 ................................................ - 35 - 附录一 ......................................................40
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附录二 ......................................................41
第1章 绪 - 4 -
论
21世纪，科学技术的发展日新月异，科技的进步带动了测量技术的发展，现代控制设备的性能和结构发生了翻天覆地的变化。我们已经进入了高速发展的信息时代，测量技术也成为当今科技的一个主流，广泛地深入到研究和应用工程的各个领域。
温度是一个和人们生活环境有着密切关系的物理量，也是一种在生产、科研、生活中需要测量和控制的重要物理量，是国际单位制七个基本量之一。温度的变化会给我们的生活、工作、生产等带来重大影响，因此对温度的测量至关重要。其测量控制一般使用各式各样形态的温度传感器。随着现代计算机和自动化技术的发展，作为各种信息的感知、采集、转换、传输相处理的功能器件，温度传感器的作用日显突出，已成为自动检测、自动控制系统和计量测试中不可缺少的重要技术工具，其应用已遍及工农业生产和日常生活的各个领域。
分布式温度传感器在电力工业、煤矿、森林、火灾、高层建筑、航空、航天飞行器等有着重要的应用前景，引起研究人员的广泛关注。近年来，已经有不少分布式温度传感器的报道，包括基于光纤非线性效应的拉曼温度传感器等，但由于其昂贵的成本而无法得到广泛的应用。本设计使用了美国 Dallas 半导体公司的新一代数字式温度传感器DS18B20,它具有独特的单总线接口方式 ,即允许在一条信号线上挂接数十甚至上百个数字式传感器 ,从而使测温装置与各传感器的接口变得十分简单 ,克服了模拟式传感器与微机接口时需要的A/D转换器及其它复杂外围电路的缺点。工作时由控制信号进行具体测量点识别,这使得布线工作大大简化,可以方便地构成多传感器测量网络。此外与传统的热敏电阻传感器相比,DS18B20具有更高的测量精度。所以，相对于传统温度传感器而言,DS18B20数字温度传感器具有更高的经济性、灵活性、抗干扰性和精确度,在科学研究和生产实际中得到了广泛的应用。
随着电子技术以及应用需求的发展，单片机技术得到了迅速的发展，在高集成度，高速度，低功耗以及高性能方面取得了很大的进展。伴随着科学技术的发展，电子技术有了更高的飞跃，我们现在完全可以运用单片机来代替人工测量,这样既省时又省力。
本设计是心AT89C51为单片机作为控制核心，提出了一种基于DS18B20的单总线多点温度测控系统，多个温度传感节点通过单总线与单片机相联形成分布式系统。单片机通过实时监控温度的变化，通过LCD1602字符型液晶显示各节点温度的数值，当温度值超出所设定的值时，报警器开始报警，从而远程实现对整个温度系统的管理和控制。这种分布式温度测量系统具有成本低廉、传感精度
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