优秀毕业设计 基于AT89C51单片机的多点温度检测系统的设计

南京理工大学

毕业设计说明书(论文)

作者: 孙露学号：104910252060 教研室: 机电教研室

专业: 机电一体化工程

题目: 多点温度检测系统的设计

指导者：谢聪工程师

评阅者：

2012 年 5 月

中文摘要

本设计系统地介绍了基于DS18B20的多点温度测量系统的组成、设计方案、电路原理、程序设计以及系统仿真过程。DS18B20多点温度测量系统是以AT89C51单片机作为控制核心，智能温度传感DS18B20为控制对象，运用汇编语言编程实现系统的各种功能。

该系统由单片机最小系统、传感器电路、报警电路、LCD显示电路、行列式键盘电路、电源电路六大部分组成。借助PROTEUS软件，实现了系统电路设计和仿真。它适用于电力工业、煤矿、森林、火灾、高层建筑等场所，还可以用于环境恶劣的工业控制现场。通过DS18B20的单总线技术，实现对远程环境的温度测量与监控。

关键词 DS18B20, 仿真, 测量系统, PROTEUS

英文摘要

目录

1 绪论 (1)

1.1课题设计背景 (1)

1.2课题研究的目的意义 (1)

1.3国内外现状及水平 (2)

1.4课题研究内容 (2)

2 系统的需求分析与总体方案论证 (4)

2.1基于模拟温度传感器设计方案 (4)

2.2基于数字温度传感器设计方案 (5)

2.3方案论证 (5)

3 电路设计 (7)

3.1工作原理 (7)

3.2DS18B20与单片机接口技术 (8)

3.2.1 DS18B20的引脚功能 (8)

3.2.2 DS18B20与单片机接口电路 (8)

3.2.3 温度寄存器格式和温度/数据对应关系 (9)

3.2.4 单片机对DS18B20的控制方法 (10)

3.3键盘电路设计 (13)

3.3.1 行列式键盘与单片机接口电路 (13)

3.3.2 键盘面板 (13)

3.4显示电路设计 (14)

3.4.1 LCD引脚分布及功能 (14)

3.4.2单片机与图形液晶的接口电路 (15)

3.5报警电路设计 (16)

3.6电源电路设计 (17)

4 程序设计 (18)

4.1系统资源分配 (18)

4.1.1 系统硬件资源分配 (18)

4.1.2 系统软件资源分配 (18)

4.2系统流程设计 (18)

4.2.1主程序流程设计 (18)

4.2.2 DS18B20程序流程设计 (20)

4.2.3 显示程序流程 (21)

4.2.4 键盘程序程序流程 (22)

4.3程序设计 (24)

4.3.1 主程序设计 (24)

5 系统仿真 (25)

5.1PROTEUS仿真环境介绍 (25)

5.2原理图绘制 (26)

5.3程序加载 (27)

5.3.1 程序编译 (27)

5.3.2 程序加载 (27)

5.4系统仿真 (28)

5.5仿真结果分析 (33)

结束语 (34)

致谢 (35)

参考文献 (36)

附录一 (38)

附录二 (39)

1 绪论

1.1课题设计背景

温度是一个和人们生活环境有着密切关系的物理量，也是一种在生产、科研、生活中需要测量和控制的重要物理量，是国际单位制七个基本量之一，同时它也是一种最基本的环境参数。人民的生活与环境温度息息相关，物理、化学、生物等学科都离不开温度。在工业生产和实验研究中，在电力、化工、石油、冶金、机械制造、大型仓储室、实验室、农场塑料大棚甚至人们的居室里经常需要对环境温度进行检测，并根据实际的要求对环境温度进行控制。比如，发电厂锅炉的温度必须控制在一定的范围之内；许多化学反应的工艺过程必须在适当的温度下才能正常进行。炼油过程中，原油必须在不同的温度和压力条件下进行分流才能得到汽油、柴油、煤油等产品；没有合适的温度环境，许多电子设备不能正常工作，粮仓的储粮就会变质霉烂，酒类的品质就没有保障。可见，研究温度的测量具有重要的理论意义和推广价值。

随着现代计算机和自动化技术的发展，作为各种信息的感知、采集、转换、传输相处理的功能器件，温度传感器的作用日益突出，成为自动检测、自动控制系统和计量测试中不可缺少的重要技术工具，其应用已遍及工农业生产和日常生活的各个领域。本设计就是为了满足人们在生活生产中对温度测量系统方面的需求。

本设计要求系统测量的温度的点数为4个，测量精度为0.1℃，测温范围为

-55℃～+128℃。采用液晶显示温度值和路数，显示格式为:温度的符号位,整数部分,小数部分,最后一位显示℃。显示数据每一秒刷新一次。

1.2课题研究的目的意义

21世纪科学技术的发展日新月异，科技的进步带动了测量技术的发展，现代控制设备的性能和结构发生了巨大的变化，我们已经进入了高速发展的信息时代，测量技术也成为当今科技的主流之一，被广泛地应用于生产的各个领域。对于本次设计，其目的在于：

（1）掌握数字温度传感器DS18B20的原理、性能、使用特点和方法，利用C51对系统进行编程。

（2）本课题综合了现代测控、电子信息、计算机技术专业领域方方面面的知识，具有综合性、科学性、代表性，可全面检验和促进学生的理论素养和工作能力。

（3）本课题的研究可以使学生更好地掌握基于单片机应用系统的分析与设计方法，培养创新意识、协作精神和理论联系实际的学风，提高电子产品研发素质、增强针对实际应用进行控制系统设计制作的能力。