基于51单片机的多路温度采集系统

基于单片机的多路温度采集系统

一、摘要：本设计利用单片机及Keil编程软件编程和PROTEUS单片机仿真软件和电子电工等方面知识,用Keil编程软件编程，用PROTEUS单片机仿真软件仿真。最后制作实物，将程序下载到单片机中，利用（I/O）口采集来自多路温度的数据，根据各路温度的不同，集中准确的显示出来，并且根据所设温度的上下限通过驱动蜂鸣器进行听觉上的报警，同时还可以通过LED灯协助进行视觉上的报警，从而达到多点温度的采集和报警的目的。以Keil编程软件和PROTEUS软件来进行仿真、分析，调试,为设计提供了一个方便、快捷的途径，为设计节约了设计时间。

关键词：AT89S52单片机温度采集报警

二、设计要求

1、检测的温度范围：0℃～100℃。

2、检测分辨率 0.1℃。

3、显示的多路的温度值不相互干扰，而且对各个传感器的所属温度都能进行报警。

三、硬件电路设计

1、系统的设计思路

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，单片机控制数字温度传感器，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LCD进行显示。本系统可以实现多路温度信号采集与显示，可以使用程序来设置温度限定值，通过进行温度数据的运算处理，发出控制信号达到控制蜂鸣器和LED进行报警。

2、系统总体设计方案

系统总体主要由对单片机进行编程后得到控制,系统的其他功能部件分别接至单片机的对应I/O口。整体模块如图：

3、主控制器

本次设计选择Atmel 公司生产的AT89C51作为控制芯片。AT89C51是高性能的CMOS8位单片机，片内含有4K bytes 的可反复擦写的只读程序存储器和128的随机存取数据存储器。AT89系列与MCS-51系列单片机相比有两大优势：第一，片内程序存储器采用闪速存储器，使程序的写入更加方便;第二，提供了更小尺寸的芯片，使整个电路体积更小。它以较小的体积、良好的性价比倍受青睐。51单片机管脚图：

单 片 机 系 统 报警电路

晶振.复位 多路温度传感器 LED 显示电路 报警电路 按键电路

4、温度采集电路

本系统采用DS18B20作温度采集器。DS18B20数字温度传感器接线方便，封装成后可应用于多种场合，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。硬件电路图如下：

5、温度显示电路

LED显示器的驱动是一个非常重要的环节，用来显示采集到的信号。显示电路由LED液晶屏、段驱动电路和位驱动电路组成。此设计不采用段驱动芯片和位驱动芯片，直接由单片机的P1口驱动，实现动态显示。硬件电路图如下：

6、报警电路

此系统的报警电路采用两个LED和一个蜂鸣器来模拟实现，当所采集的四路温度

都处于安全温度范围内时D1和D2都不亮，当其中有任何一路温度低于安全稳定范围内时，D1亮而且蜂鸣器响。同理当其中有任何一路温度高于安全稳定范围内时，D2亮而且蜂鸣器响。

7、本系统的优点

（1）线路简单

DS18B20与单片机之间一根导线进行数据传输，不需要对数据进行转换，接线简单。

（2）温度测量准确

DS18B20的温度分辨率为0.0625，所以对温度值可以进行准确的温度转换。（3）报警温度的范围可调

此系统的报警温度的范围是通过软件设定的，因此想要改变不需要任何硬件上的改变，只需要对程序进行简单的改变，非常方便。

四、总体硬件电路图

五、软件程序设计

由于在此次系统设计中，我主要进行硬件系统的设计，所以在软件程序设计方面参与较少。

程序见附录。

六、电路调试与故障排除

(1) 调试时主要用到的仪表是直流稳压电源和万用表，为了增加报警功能，使用了蜂鸣器，刚开始时直接把蜂鸣器接在单片机上，调试之后发现蜂鸣器不会响，后来经过检查发现是驱动电压过低，经过改进，我们使用了三极管放大，蜂鸣器可以正常工作。

(2) 接上电源后发现LED显示屏显示乱码，我们又仔细检查电路硬件，重新编写程序，又重新烧录，后来LED显示屏可以正常显示。

七、心得体会

单片机课程设计为其将近一个月，我受益匪浅。单片机课是上学期的内容，有很多知识点都遗忘了，所以在做此次课程设计的时候，又去翻阅以前的课本。通过此次课程设计，我对单片机有了更深刻的认识和理解。光有课本上的知识是不够的，一定要理论结合实践，在实践中把理论知识具体化，这样才能更好的掌握好知识。

刚开始以为这次课程设计的电路会比较简单，可是入手后还是感到无从下手。后来在每个阶段我都有不小的收获，熟练了在Proteus软件上设计仿真电路，掌握了书本以外的电子技术知识，培养了专心致志的工作学习习惯，可谓获益匪浅。在摸索该如何设计电路使之实现所需功能的过程中，培养了我的设计思维，增强了动手能力。在改进电路的过程中，我们共同探讨，最后的电路已经比初期设计有了很大提高。在让我们体会到了设计电路的艰辛的同时，也让我体会到成功的喜悦和快乐。

八、参考文献

[1] 张俊谟.单片机中级教程—原理与应用. 北京航天航空大学出版社

[2] 刘大茂.智能仪器与设计.国防工业出版社

[3] 谭浩强. C程序设计. 北京：清华大学出版社

[4] 李伯成. 微型计算机原理及应用技术. 西安电子科技大学

附录程序

#include

#include"lcd1602.h"

#include"ds18b20.h"

#include"ds18b20_2.h"

#include"ds18b20_3.h"

#include"ds18b20_4.h"

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

#define TIMER0_COUNT 0xEE11

sbit SPK=P3^5;

sbit LED1=P3^6;

sbit LED2=P3^7;

bit flag;

uint wendu;

uint wendu1;

uint wendu2;

uint wendu3;

uchar count,timer0_tick,count=0;