基于单片机的温度检测系统设计31847

课程设计

课程名称：基于单片机的温度检测系统设计学院：专业：电自082

姓名：学号：

年级：三年级任课教师：

2011年6月26 日

目录

前言

第一章单片机概述

第二章总体方案设计

2.1 课题的意义

2.2 系统整体硬件电路

2.2.1 芯片简介

2.2.2 硬件电路设计及描述第三章系统软件算法设计

3.1 主程序

3.2 读温度子程序

3.3 串行收发数据子程序

3.4 程序流程图

课程设计体会

参考文献

前言

一个好的课程设计作品和一份优秀的报告可以让你在应聘工作时被优先录取.a因此,2学生应该静下心来好好想想毕业设计应该做些什么?如何进行?整个设计过程,2对于一般的学生而言是陌生的,2特别是刚入门的初学者,2从无到有地设计出较复杂、特殊的软硬件系统更是一件困难的工作.a若设计者手上有了基本的软、硬件设计资源当作参考,2只是在已有的基础上做功能扩充或系统集成,2这样设计起来将会很方便,2还可以省下设计者收集数据及测试源程序代码是否正确的时间.这次的课程设计就是为锻炼学生的综合能力为前提而开展的。

第一章单片机概述

单片机诞生于20世纪70年代末，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段。单片机由运算器、控制器、存储器、输入输出设备构成。

单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O 口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。早期单片机主要由于工艺及设计水平不高、功耗高和抗干扰性能差等原因，所以采取稳妥方案：即采用较高的分频系数对时钟分频，使得指令周期长，执行速度慢。以后的 CMOS单片机虽然采用提高时钟频率和缩小分频系数等措施，但这种状态并未被彻底改观(51以及51兼容)。此间虽有某些精简指令集单片机(RISC)问世,但依然沿袭对时钟分频的作法。单片机问世以来所走的路与微处理器是不同的。微处理器向着高速运算、数据分析与处理能力、大规模容量存储等方向发展，以提高通用计算机的性能。其接口界面也是为了满足外设和网络接口而设计的。单片机则是从工业测控对象、环境、接口特点出发，向着增强控制功能、提高工业环境下的可靠性、灵活方便的构成应用计算机系统的界面接口的方向发展。因此，单片机有着自已的特点，主要是：〔1〕〔2 〕·品种多样，型号繁多。品种型号逐年扩充以适应各种需要。使系统开发者有很大的选择自由。

·提高性能，扩大容量。集成度已达200万个晶体管以上。总线工作速度已达数十微秒。工作频率达到30MHz甚至40MHz。指令执行周期减到数十微秒。存储器容量RAM发展到1K、2K，RO M发展到32K、64K；

·增加控制功能，向外部接口延伸。把原属外围芯片的功能集成到本芯片内。现今的单片机已发展到在一块含有CPU的芯片上，除嵌入RAM、ROM 存储器和I／O接口外，还有A／D、PWM、U ART、Timer／Counter、DMA、Watchdog、Serial Port、Sensor、driver、还有显示驱动、键盘控制、函数发生器、比较器等，构成一个完整的功能强的计算机应用系统；

·低功耗。供电电压从5V降到3V、2V甚至1V左右。工作电流从mA级降到μA级。在生产工艺上以CMOS代替NMOS，并向HCMOS过渡；

·应用软件配套。提供了软件库，包括标准应用软件，示范设计方法。使用户开发单片机应用系统时更快速、方便。使有可能做到用一周时间开发一个新的应用产品；

·系统扩展与配置。有供扩展外部电路用的三总线结构DB、AB、CB，以方便构成各种应用系统。根据单片机网络系统、多机系统的特点专门开发出单片机串行总线。此外，还特别配置有传感器，人机对话、网络多通道等接口，以便构成网络和多机系统。

目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛

使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安医疗器械以及各种智能机械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域。

第二章总体方案设计

2.1 课题设计的意义

一：消化与巩固《单片机原理及接口技术》课程所学的知识。

一切问题来源于书本，在做课题的时候，有很多的问题都需要在课本中找到答案，这就使得把这学期的《单片机原理及接口技术》有了一次系统的复习，对所学的知识进行了巩固与消化。

二：理论联系实际，用理论知识解决实际的问题。

三：培养设计能力，初步掌握设计的步骤和方法。

四：设计一个具有一定功能的温度检测系统，该系统上电或按键复位后监测准备状态，按监测启动键，系统开始监测温度，并将温度通过串行口方式传送给计算机，按下停止键，系统停止监测。要求使用DS18B20监测温度，有上电复位和按键复位，要有声光报警。

2.2 系统整体硬件电路

2.2.1 芯片介绍

本次设计一共用到了以下几个芯片：80C51、DS18B20、74LS138、LED数码管显示器。

80C51的介绍：MCS-51系列单片机的硬件结构基本相同，主要区别在于芯片上ROM的形式和配置。8051的基本结构由：1个8位的CPU、1个片内时钟振荡器、4KB的片内程序存储器、128个字节的片内数据存储器、4个并行的I/O口，具有32个双向的、可独立操作的I/O线、2个16位的定时/计数器、1个全双工的串行口、5个中断源，可设置成2个优先级、21个特殊功能寄存器、具有很强的布尔处理功能有机结合在一起，共有40 个引脚。

DS-18B20 数字温度传感器的介绍：DS18B20可组网数字温度传感器芯片封装而成，具有耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。测温范围－55℃～+125℃，固有测温分辨率0.5℃，支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，最多只能并联8个，实现多点测温，如果数量过多，会使供电电源电压过低，从而造成信号传输的不稳定。DS18B20数字温度计提供9位二进制温度读数，指示器件的温度，信息经过单线接口送入BS1820，因此从主机CPU到DS1820仅需一条线盒地线，DS1820的电源可以由数据线本身提供而不需要外部电源。

74LS138的介绍：74LS138是一种常用的3-8译码器芯片。其中，A、B、C 为数据输入端，/G2A.、/G2B、和G1为数据输入允许端，/YO-/Y7为译码器的