1、上海电力学院本科毕业设计（论文）题 目： 基于单片机的温度测量系统 院 系： 自动化工程学院 指导教师： 马进明 基于单片机的温度测量系统【摘 要】温度测量在实际生产和人们生活中都有广泛应用，为此我设计了一个温度测量系统。本系统利用 AT89S52 单片机作为主控制器件，DS18B20 作为测温传感器通过 LED 数码管串口实现温度显示，通过按键电路设置上下限报警温度。并且在到达报警温度后，系统会自动报警。本文设计是从测温电路、主控电路、报警电路等几个方面来分析说明的该系统利用 DS18B20 测温范围广、测温分辨率高、外围电路简单、功耗低等特点，与 AT89S52 构成比较简单的测温电路。该
2、系统设计灵活、抗干扰性好，可以在恶劣的工作环境中进行温度测量。关键字：单片机；温度传感器；温度计；报警基于单片机的温度测量系统【Abstract】.In this design using the AT89S52 microcontroller as the main control device, DS18B20 as an LED digital temperature sensor tube to achieve temperature display. The key circuit sed the temperature to set the alarm on the lower t
3、emperature. And the temperature reaching the alarm, the system will automatically alarm. This design is from the temperature measurement circuit, main control circuit, alarm circuit, and several other aspects of the note. The system uses DS18B20 temperature measurement range, high temperature measur
4、ement resolution and peripheral circuit is simple, low power consumption, compared with AT89S52 devices constitute a simple temperature measurement circuit. The system design of flexible, anti-interference performance is good, can be in the poor working environment for temperature measurement.Keywor
5、ds：AT89S52；DS18B20；thermometer；alarm基于单片机的温度测量系统目录1 引言 .11.1 选题的背景 .11.2 选题的目的及意义 .12 系统设计的整体方案 .32.1 设计的主要内容 .32.2 设计性能要求 .33 器件的选择 .43.1 单片机的选择 .43.1.1 AT89S52 的基本组成及特征 .43.1.2 AT89S52 的引脚功能 .53.1.3 AT89S52 的工作模式及注意事项 .83.2 温度传感器的选择 .93.2.1 DS18B20 的特点及选择原因 .93.2.2 DS18B20 的测温原理 .113.3 显示器的选择 .113
6、.4 蜂鸣器 .123.5 排阻 .134 电路原理 .144.1 单片机电路 .144.1.1 晶振电路 .14基于单片机的温度测量系统4.1.2 复位电路 .164.2 温度采集电路 .164.3 温度显示电路 .174.4 温度上下限设置电路 .174.5 温度过限报警电 路 .184.6 系统总电路图电路 .195 系统流程图 .205.1 主程序 .205.2 读出温度子程序 .215.3 温度转换命令子程序 .215.4 计算温度子程序 .225.5 显示数据刷新子程序 .226 软件仿真 .2461 软件设计流程 .246.2 原理图的绘制 .246.3 单片机程序的调试与编译
7、.266.4 仿真过程 .277 总结 .287.1 设计总结 .287.2 设计前景 .288 致谢 .30参考文献 .31基于单片机的温度测量系统附 录 .32附录 1：系统总图 .32附录 2： 程序 .32基于单片机的温度测量系统11 引言1.1 选题的背景随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一，它所给人带来的方便也是不可否定的。单片机在测控领域中具有十分广泛的应用，它既可以测量电信号，又可以测量温度湿度等非电信号。由单片机构成的温度检测、温度控制系统可广泛应用于很多领域。单片机在工业控制、尖端武器、通信设备、信息处理、家用电器等各测控领域的应用中独占鳌头。今天
8、，我们的生活环境和工作环境有越来越多称之为单片机的小电脑在为我们服务。时下，家用电器和办公设备的智能化、遥控化、模糊控制化己成为世界潮流，而这些高性能无一不是靠单片机来实现的。人民的生活与环境的温度息息相关，在工业生产过程中需要实时测量温度，在农业生产中也离不开温度的测量，因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。测量温度的关键是温度传感器，传感器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温度传感器技术，在我国各领域已经引用的非常广泛，可以说是渗透到社会的每一个领域。温度传感器的发展经历了三个发展阶段：传统的分立式温度传感器、模拟集成温度传感器、智能集成温度传感器。目前的智能温度传感器(亦称数字温度
9、传感器)是在 20 世纪 90 年代中期问世的，它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE)的结晶，特点是能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微控制器(MCU)。社会的发展使人们对传感器的要求也越来越高，现在的温度传感器正在基于单片机的基础上从模拟式向数字式，从集成化向智能化、网络化的方向飞速发展，并朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展。1.2 选题的目的及意义随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现，能够独立工作的温度检测和显示系统应用于诸多领域。无论是在工业方面，农业方面或者是平民大众的生
10、活当中，我们都能看到温度计的身影。传统的温度检测以热敏电阻和AD590为温度敏感元件。热敏电阻的成本低，但需后续信号处理电路，而且可靠性相对较差。测温准确度低，检测系统也有一定的误差。因此，利用新型温度传感器取代旧式的温度传感器是必然的趋势，新型的温度传感器的优势越来越得到体现，越来越普及。单片机以其功能强、基于单片机的温度测量系统2体积小、可靠性高、造价低和开发周期短等优点，成为自动化和各个测控领域中必不可少且广泛应用的器件，尤其在日常生活中也发挥越来越大的作用。本设计的温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提
11、高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用，测温传感器使用DS18B20，LED以串口传送数据,实现温度显示,能准确达到以上要求。基于单片机的温度测量系统32 系统设计的整体方案2.1 设计的主要内容根据系统的设计要求，当温度传感器DS18B20把所测得的温度发送到AT89S52单片机上，经AT89S52处理，将把温度在显示电路上显示，除了显示温度以外还可以设置一个报警温度，对所测温度进行监控。利用外接的键盘设置电路，对温度进行上下限设置。当温度高于或低于设定温度时，开始报警。利用 AT89S52 芯片控制温度
12、传感器 DS18B20 进行实时温度检测并显示，能够实现快速测量环境温度，并可以根据需要设定上下限报警温度。系统框图如下图：AT89S52显示设备报警电路温度传感器键盘设定图 2-1 系统框图选择 DS18B20 作为本系统的温度传感器，选择单片机 AT89S52 为测控系统的核心来完成数据采集、处理、显示、报警等功能。选用数字温度传感器DS18B20，输出信号全数字化。便于单片机处理及控制，省去传统的测温方法的很多外围电路，省却了采样保持电路、运放、数模转换电路以及进行长距离传输时的串并转换电路，简化了电路，缩短了系统的工作时间，降低了系统的硬件成本。当 LED 液晶显示器接收到来自 AT8
13、9S52 单片机传送来的温度信息后，显示了当前的温度。2.2 设计性能要求本设计能完成的温度测量范围是-55C+125C，精度为0.1C，支持温度正负提示，并支持硬件手动配置温度上下限，超过此上下限即实现报警功能。基于单片机的温度测量系统43 器件的选择本设计是选用 DS18B20 作为温度传感器，选用 AT89S52 单片机作为整个设计的核心处理器部分。通过处理作为温度传感器传输的温度信息后，将处理后的信息传输给 LED 液晶显示器，超过上下限温度即报警。所以用到的器件AT89S52、DS18B20、LED、蜂鸣器等。3.1 单片机的选择3.1.1 AT89S52 的基本组成及特征AT89S
14、52作为温度测试系统设计的核心器件该器件是INTEL公司生产的MCS一5l系列单片机中的基础产品，采用了可靠的CMOS工艺制造技术具有高性能的8位单片机，属于标准的MCS一51的CMOS产品。片内含8K bytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件兼容标准的MCS-51指令系统。片内置通用8位中央处理器（CPU）和Flash存储单元。结合了HMOS的高速和高密度技术及CHMOS的低功耗特征。其具有如下性质：（1）与MCS-51 产品指令系统完全兼容（2）8K字节可反复擦写Flash闪烁存储器。（3）寿命：1000写/擦循环。（4）
15、数据保留时间：10年。（5）全静态工作：0Hz-24Hz。（6）三级程序存储器锁定。（7）128*8位内部RAM。（8）32可编程I/O线。（9）三个16位定时器/计数器。（10）8个中断源。（11）可编程串行通道。（12）低功耗的闲置和掉电模式。（13）片内振荡器和时钟电路。AT89S52 单片机提供以下标准功能：8k 字节 Flash，256 字节 RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个 16 位定时器/计数器，一个 6向量 2 级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至 0Hz 静态逻辑操作，支持 2 种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停
