(整理)多路温度检测及报警系统单片机课程设计

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辽东学院信息技术学院

微控制器原理与接口技术课程设计报告

设计题目：多路温度检测及报警系统

专业班级：电子信息工程、B1006

姓名：田洪雨

教师评语：

成绩评阅教师张俊芳日期

一、摘要

本课程设计是基于DS18B20在LCD1602液晶显示的多路温度检测及报警系统。本课题以AT89C51单片机系统为核心，能对多点温度进行实时巡检。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，可以使用户轻松的组建起传感器网络，并可使多点温度测量电路变得简单、可靠。本文结合实际使用经验，介绍了DS18B20温度传感器在单片机下的硬件连接及软件编程，并给出了软件流程图。

关键词：DS18B20、LCD1602、高低温报警

二、课程设计目的

通过《单片机原理与应用》课程设计，使学生掌握单片机及其扩展系统设计的方法和设计原则及相应的硬件调试的方法。进一步加深单片机及其扩展系统设计和应用的理解。

三、课程设计题目

多路温度检测及报警系统

四、课程设计内容及要求

1、设计内容：

1）有上电指示灯；

2）能正确手动复位；

3）有4位数码管显示，能按照分秒进制显示时间；

4）自定义的扩展功能。

2、设计要求：

1）独立设计原理图及相应的硬件电路。

2）针对选择的设计题目，设计系统软件。软件要做到：操作方便，实用性强，稳定可靠。

3）设计说明书格式规范，层次合理，重点突出。并附上设计原理图及相应的源程序。

五、系统硬件电路设计

系统主要由硬件和软件两大部分构成，当接收到系统发出的温度转换命令后， DS18B20开始进行温度转换操作并把转化后的结果放到16 位暂存寄存器中的温度寄存器内，然后与系统进行数据通信，系统将温度读出并驱动LED 数码管显示。如果温度值低于设定下限值或高于设定上限值，则自动启动报警装置。

由于DS18B20 单总线通信功能是分时完成的，它有严格的时隙概念，因此

读写时序很重要。该系统结构图

1、单片机最小系统电路设计

AT89S51 是低电压，高性能 CMOS 8

位单片机，片内含 8k

bytes 的可反复擦写的

Flash 只读程序存储器和

256 bytes

的随机存取数据存储器（RAM ），器件采用高密度、非易失性存储技术生产，与标准 MCS-51 指令系统及8052产品引脚兼容，片内置通用8位中央处理器（CPU ）和 Flash 存储单元，功能强大 AT89S51单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。AT89S51单片机为40引脚双列直插芯片,有四个I/O 口P0、P1、P2、P3,每一条I/O 线都能独立地作输出或输入。AT89S51 DIP 管脚封装

单 片 机 AT89S51

按键电路

复位电路

报警电路

显示电路

测温电路

AT89S51其结构图如图所示

（1）一个8位微处理器CPU

（2）片内数据存储器RAM和特殊功能寄存器SFR

（3）片内程序存储器ROM

（4）两个定时/计数器T0、T1，可用作定时器，也可用以对外部脉冲进行计数（5）四个8位可编程的并行I/O端口，每个端口既可作输入，也可作输出（6）一个串行端口，用于数据的串行通信

（7）中断控制系统

（8）内部时钟电路

功能特性概述：AT89S51 提供以下标准功能：8k字节 Flash 闪速存储器，256字节内部 RAM，32 个 I/O 口线，3 个 16 位定时/计数器，一个 6 向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89S52 可降至 0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止 CPU 的工作，但允许 RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存 RAM 中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。

单片机AT89S52的P0口作为输入口。P0与DS12887的AD相连，进行时间图2-3数据的采集；P3.7(RD)与DS12887的17脚DS相连，P3.3与DS12887的19脚IRQ相连，P2.7与DS12887的13脚CS相连；30脚ALE与DS12887的14脚AS相连。单片机的第18引脚和19引脚接时钟电路，XTAL1接外部晶振和微调电容的一端，XTAL2接外部晶振和微调电容的另一端。对外接电容的值虽然没

图2-4 主控电路及其最小系统电路图

有严格的要求，但电容的大小会影响震荡器频率的高低、震荡器的稳定性、起振的快速性和温度的稳定性。因此，此系统电路的晶体振荡器的值为11.0592MHz，电容应尽可能的选择陶瓷电容，电容值约为22μF。第9引脚为复位输入端，接上电容，电阻后构成上电复位电路。20引脚为接地端，40引脚为电源端。/EA 端（31引脚）接+5V电压。由此就构成了单片机主控模块的最小系统，如图2-4

所示。

2、DS18B20电路设计

DSl820数字温度计是美国Dallas公司生产的数字温度计，它提供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DSl8B20或从DSl8B20送出，因此从主机CPU到DSl8B20仅需一条线。DSl820的电源可以由数据线本身提供而不需要外部电源。因为每一个DSl820在出厂时已经给定了唯一的序号，因此任意多DSl820可以存放在同一条单线总线上。这允许在许多不同的地方放置温度敏感器件。DSl820的测量范围从-55到+125，增量值为0.5，可在l s(典型值)内把温度变换成数字。每一个DSl820包括一个唯一的64位长的序号，该