1、 - 1 - 目 录 1 1 绪论绪论 - 1 - 2 2 设计总体方案设计总体方案 2 2.1 设计内容 2 2.2 设计要求 2 3 3 硬件系统的方案设计硬件系统的方案设计 3 3.1 单片机 AT89C51 . 3 3.2 1602LCD 显示屏 . 3 3.3 温度传感器 DS18B20 . 4 4 4 模块设计模块设计 6 4.1 晶振电路与复位电路 6 4.2 温度采集电路 7 4.3 显示电路 8 4.4 报警系统 9 5 5 软件系统的方案设计软件系统的方案设计 10 5.1 软件设计总体思路及主程序流程图 . 10 5.2 测温模块流程图 . 10 5.2.1 温度的采集
2、11 5.2.2 多点温度的测量 11 5.3 显示模块流程图 . 12 5.4 键盘扫描流程图 . 12 6 6 总结总结 14 7 7 参考文献参考文献 15 附录 1:电路图 . 16 附录 2:源代码 . 17 - 1 - 1 绪论 随着现代信息技术的飞速发展,温度显示控制系统在工业、农业及人们的日常生活中 扮演着一个越来越重要的角色,它对人们的生活具有很大的影响,所以智能温度显示系统 的设计与研究有十分重要的意义。 本次设计的目的在于学习基于 51 单片机的智能温度显示系统设计的基本流程。本设 计采用单片机作为数据处理与控制单元,为了进行数据处理,单片机控制 DS18B20 的智能
3、温度传感器,把温度信号通过单总线从数字温度传感器传递到单片机上。单片机数据处理 之后,发出控制信息改变报警和控制执行模块的状态,同时将当前温度信息发送到 LED 进 行显示。 我所采用的控制芯片为 AT89C51,此芯片功能较为强大,能够满足设计要求。通过对 电路的设计,对芯片的外围扩展,可达到对某一车间温度的控制和调节功能。此外,重点 介绍了 DS18B20 与单片机的接口设计以及数字温度计的软件的主程序、DS18B20 读写程序 和显示程序,并给出了基于 PROTEUS 软件的电路仿真图。该仪表具有简单、稳定、实用、 精度高等优点。 2 2 设计总体方案 2.1 设计内容 根据系统的设计要
4、求,当温度传感器 DS18B20 把所测得的温度发送到 AT89C51 单片机 上,经 AT89C51 处理,将把温度在显示电路上显示。当开机后,显示屏和计时器进行初始 化设置。同时,本系统能够设置报警温度,在到达报警时间后能够通过 LED 发光二极管以 及发音器提示报警。 利用 AT89C51 芯片控制温度传感器 DS18B20 进行实时温度检测并显示,能够实现快速 测量环境温度。 系统框图如下图: 图1 系统框图 选择 DS18B20 作为本系统的温度传感器,选择单片机 AT89C51 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
5、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 LCD 液晶显示器接收到来自 AT89C51 单片机传送来的温度信息后,分别显示了当前 的温度。 2.2 设计要求 设计的主要功能和指标如下: (1)用液晶进行实际温度值显示。 (2)利用温度传感器(DS18B20)测量某一点环境温度。 (3)测量范围为-55110,精度为0.5。 (4)提示开机,当按下开机键后,响起开机声。 (5)当达到报警温度后,能够自动发出报警声。 A T89C51
6、温度控制 报警电路 温度传感器 显示设备 3 3 硬件系统的方案设计 3.1 单片机AT89C51 AT89C51 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 MCS5l 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-51 的 CMOS 产品。 片内含 8Kbytes 的可贩毒擦写的只读程序存储器 (PEROM) 和 256bytes 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)4K字节可重擦写Flash闪烁存储器。 (3)寿命:1000写/擦循环。 (4)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)两个16位定时器/计数器。