目录
1 引言 (1)
1.1本设计的意义 (1)
1.2国内外现状分析 (1)
1.3论文的主要内容 (7)
2 系统总体方案设计 (7)
3 硬件部分设计 (8)
3.1AT89C51介绍 (8)
3.1.1 主要性能 (8)
3.1.2 引脚功能说明 (9)
3.2传感器模块部分设计 (10)
3.2.1 AD590主要特性 (10)
3.2.2 与ADC0809接口 (11)
3.3数模转换部分硬件设计 (12)
3.3.1 ADC0809介绍 (12)
3.3.2 ADC0809各管脚功能 (12)
3.3.3 硬件连接电路 (13)
3.4LED显示电路的设计 (14)
3.4.1 LED数码管 (15)
3.4.2 LED数码管编码方式 (15)
3.4.3 LED数码管显示方式和典型应用电路 (16)
3.5报警电路的设计 (17)
3.6整体电路图 (18)
4 软件部分设计 (19)
4.1A/D转换程序流程图 (19)
4.2显示程序流程图 (19)
4.3报警程序流程图 (20)
4.4主程序流程图 (20)
结束语 (23)
参考文献 (24)
附录 (25)
1 引言
1.1 本设计的意义
随着电子技术、计算机技术、通信技术的迅速发展，工业测控领域采用先进的技术对现场的工业生产参数进行检测，监测是实现工业自动化的重要标志。据不完全统计，在工业生产中被监测最多的参数应该是压力、流量、温度三大参数。无论在石油、化工、煤炭、水利等行业，还是电力、机械、航空、国防等部门，都离不开对这些参数的监测。当然除此之外，还有诸如液位、扭矩、密度、浓度、速度、位移、距离、电参数等众多物理参数的监测，但用的最多的恐怕还是温度的监测，可以说温度的测量是一个“永恒”的话题。温度测量的领域十分广泛，其实，不仅在工业领域，而且在民用领域、军用领域，温度的测量随处可见。在工业领域，电力系统的安全运行关系到整个工业的发展和人民生活的稳定，其中一个重要的方面是电气设备自身的安全运行，由于绝大多数的电气设备采用封闭式结构，散热效果差，热积累大，并长期处于高电压、大电流和满负荷运行，其结果造成热量集结加剧，温升直接危害电器设备的绝缘，这就要求对电气设备的温度状况进行测量控制。如发电厂的发电机组随着电压增高和容量增大，解决定子铁心和绕组温升的问题就日益突出。对全封闭的高压开关电器，也存在对其开关触头温度的监测问题，电机的轴温，胶带滚筒的表面温度，工业冷却循环水温，加热设备的炉温，啤酒的麦芽发酵温度，各种化工原料在化学反应时控制的温度等等。在民用领域，超市的食品架内温度，人们生活空间环境的温度，空调的控制温度，人体繁荣体温检测，冰箱、冰柜的温度测量等等。随着计算机的发展，程序控制也逐渐成为了工业生产中的主要角色，各种各样的检测系统应运而生。基于单片机的温度检测系统具有以前温度检测所无法具有的优点，因为系统为程序控制，所以实现形式非常灵活，而且可以实现很多新功能，而且对于日益复杂化的工业生产，对于多点温度检测的需求也很大程度上提高了。单片机系统具有体积小，功耗小的特点，而且可以对采集的数据进行软件处理，所以用单片机进行多路温度检测，具有非常实际的意义。
1.2 国内外现状分析
随着世界进入信息化时代，自动化、信息化成为世界各国发展重要方向之一。传感器作为自动化和信息系统的前端器件，是制造业自动化和信息化的基础；现代传感器技术集约了多种学科的尖端成果、是国际上发展最迅速的高新技术之一；是传统产业技术改造和升级的“功效倍增器”，成为衡量一个国家科技发展的重要指标。单片机是完全按嵌入式系统要求设计的单芯片形态的嵌入式系统，它广泛应用在中、小型工控领域，是电子系统智能化的最重要的工具。温度传感器也从传统类型向集成化、微型化、多功能发
展，且随着材料行业对传感器敏感材料进一步的开发，传感器新敏感材料不断推出，高新材料已广泛用于新型传感器制造研发中，如光纤传感器，光纤传感器等等，我国与国外先进国家相比，还处于落后状态。本设计主要涉及到微控制器和温度传感器的应用。二者的发展直接影响着温度检测方面的设计和应用。
1.3 单片机的概念和特点
现代社会中，尽管PC机的应用已经相当普遍，但是，在工控领域，在日益追求小而精、轻而薄的自动化控制器、自动化仪器仪表、家电产品等方面,PC机仍有所不相适宜的地方。而工业控制、仪器仪表、家电产品等市场广阔，要求PC机技术与之相适应。在这种情况下，单片机应运而生了（也称作微型计算机）。
微型计算机的基本机构是由中央处理器、储存器、和I/O设备构成的。所谓的单片机是指将微型计算机3个单元的多个分体中的主要功能用1个集成电路芯片来实现，该芯片具有一个微型计算机的基本功能。这种超大规模集成电路芯片即称为单片微型计算机，通常简称单片机。
单片机具有以下特点：
(1) 受集成度限制，片内存储容量较小，一般8位单片机的ROM小于8/16K字节，RAM 小于256字节，但可在外部扩展，通常ROM、RAM可分别扩展至64K字节。
(2) 可靠性好。芯片本身是按工业测控环境要求设计的，其抗工业噪声干扰优于一般通用CPU；程序指令及常数、表格固化在ROM中不易破坏；许多信号通道均在一个芯片内，故可靠性高。
(3) 易扩展。片内具有计算机正常运行所必需的部件。芯片外部有许多供扩展用的三总线及并行、串行输入/输出管脚，很容易构成各种规模的计算机应用系统。
(4) 控制功能强。为了满足工业控制要求，一般单片机的指令系统中具有极丰富的条件分支转移指令、I/O口的逻辑操作以及位处理功能。一般说来，单片机的逻辑控制功能及运行速度均高于同一档次的微处理器。
(5) 一般单片机内无监控程序或系统通用管理软件，只放置有用户调试好的应用程序。但近年来也开始出现了在片内固化有BASIC解释程序的单片机。
1.4 单片机的发展与趋势
由于单片机具有以上特点，因此在工业控制、数据采集、智能仪器仪表、智能化设
备和各种家用电器等领域得到广泛的应用。随着微电子工艺水平的提高，近十年来单片微型计算机有了飞速的发展。归纳起来，它是沿着两条路发展的：
1.改进集成电路制造工艺，提高芯片的工作速度，降低工作电压和降低功耗：
2.在保留共同的CPU体系结构，最基本的外设装置（如异步串行口，定时器等）和一套公用的指令系统的基础上，根据不同的应用领域，把不同的外设装置集成到芯片内，在同一个家族内繁衍滋生出各种型号的单片机。另外在单片机的应用中，可靠性是首要因素，为了扩大单片机的应用范围和领域，提高单片机自身的可靠性是一种有效方法。近年来，单片机的生产厂家在单片机设计上采用了各种提高可靠性的新技术，主要表现在一下几点：
(1) EFT(Electrical Fast Transient)技术
(2) 低噪音布线技术及驱动技术
(3) 采用低频时钟
总之，单片机在目前的发展形势下，表现出几大趋势：
●可靠性及应用水平越来越高，和internet连接已是一种明显的走向；
●所集成的部件越来越多；
●功耗越来越低；
●和模拟电路结合越来越多。
1.5.单片机选择
⑴本系统采用单片机为控制核心。单片机/MCU主要有51基本型和52增强型，而相比之下52型比51型功能更为强大，ROM和RAM存储空间更大，52还兼容51指令系统。基于本系统设计内容的需要，综合考虑后，我们选择单片机ATME公司的AT89C52为控制核心；主要基于考虑AT89C52是一个低电压，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）、6个中断源；时钟频率0-24MHz；器件采用高密度、非易失性存储技术生产，并兼容标准MCS-51指令系统，功能强大。
(2)AT89C52介绍
AT89C52是美国ATMEL公司生产的低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8K bytes 的可反复擦写的只读程序存储器(PEROM)和256K bytes的随机存取数据存储器，器件采
用ATMEL公司的高密度，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位中央处理器和FLASH存储单元，功能强大，AT89C52单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。
主要性能参数：
●与MCS-51产品指令和引脚完全兼容
●8K字节可重擦写FLASH闪存存储器
●1000次写/擦循环
●时钟频率：0Hz—24MHz
●三级加密存储器
●256字节内部RAM
●32个可编程I/O口线
●3个16位定时/计数器图3.1 引脚图
●6个中断源
●可编程串行UART通道
●低功耗的空闲和掉电模式
●片内振荡器和时钟电路
AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，片内振荡器及时钟电路，AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。同时，AT89C52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他所有部件工作直到下一个硬件复位。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发本.AT89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。
AT89C52引脚功能：
·Vcc：电源电压
·GND：地
·P0口：P0口是一组8位漏极开路型双向I/O 口，也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8个TTL 逻辑门电路，对端口P0写“1”时，可作为高阻抗输入端用。
在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问器件激活内部上拉电阻。
在Flash 编程时，P0口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。
·P1口：P1是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O 口，P1的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL 逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（I IL ）。
与AT89C51不同之处是，P1.0和P1.1还可分别作为定时/计数器2的外部计数输入（P1.0/T2）和输入(P1.1/T2EX)，参见表2-1。
Flash 编程和程序校验期间，P1接收低8位地址。表2-1为 P1.0和P1.1的第二功能
表3-1 P1.0和P1.1的第二功能
·P2口：P2是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O 口，P2的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL 逻辑门电路。对端口P2写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，同时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流（IIL ）。
在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器（例如执行MOV@DPTR 指令）时，P2口送出高8位地址数据。在访问8位地址的外部数据存储器（如执行MOV@RI 指令）时，P2口输出P2锁存器的内容。
Flash 编程或校验时，P2亦接收高位地址和一些控制信号。
·P3口：P3口时一组带有内部上拉电阻的8位双向I/O 口。P3口输出缓冲级可驱引脚号
功能特性P1.0
T2（定时/计数器2外部计数脉冲输入），时钟输出P1.1
T2EX （定时/计数2捕获/重装载触发和方向控制）
动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对P3口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。此时，被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流（IIL）。
P3口作为一般的I/O口线外，更重要的用途是它的第二功能，如表2-2所示：此外，P3口还接收一些用于Flash闪速存储器编程和程序校验的控制信号。
·RST：复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。
·ALE/错误！未找到引用源。：当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE(地址锁存允许)输出脉冲用于锁存地址的低8位字节。一般情况下，ALE仍以时钟振荡频率的1/6输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE脉冲。
表3-2 P3口第二功能
端口引脚第二功能
P3.0 RXD（串行输入口）
P3.1 TXD（串行输出口）
P3.2 错误！未找到引用源。（外中断0）
P3.3 错误！未找到引用源。（外中断1）
P3.4 T0（定时/计数器0）
P3.5 T1（定时/计数器1）
P3.6 错误！未找到引用源。（外部数据
存储器写选通）
P3.7 错误！未找到引用源。 (外部数据
存储器读选通)
对Flash存储器编程器件，改引脚还用于输入编程脉冲（错误！未找到引用源。）。
如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH单元的D0位复位，可禁止ALE操作。该位置复位后，只有一条MOVX和MOVC指令才能将ALE激活。此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE禁止位无效。
·错误！未找到引用源。：程序储存允许（错误！未找到引用源。）输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89C52由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周
期两次错误！未找到引用源。有效，即输出两个脉冲。在次期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次错误！未找到引用源。信号。
·错误！未找到引用源。/VPP：外部访问允许。欲使CPU仅访问外部程序存储器（地址为0000H-FFFH），错误！未找到引用源。端必须保持低电平（接地）。需要注意的是：如果加密位LB1被编程，复位时内部会锁存错误！未找到引用源。端状态。
如端为高电平（接Vcc端），CPU则执行内部程序存储器中的指令。
Flash存储器编程时，该引脚加上＋12V的编程允许电源Vpp,当然这必须是该器件是使用12V编程电压Vpp。
·XTAL1：振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端。
·XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。
1.5 论文的主要内容
本文首先介绍了本设计的现实意义，然后分析了在国内外的现状。从整体方案上给出介绍，即先介绍系统整体方案，给出系统方框图，按模块化划分，逐个模块介绍，然后总体说明。第三部分是硬件部分设计，系统详细的介绍设计中的主控单元----单片机及各个模块，包括传感器模块的设计，数模转换部分硬件设计，显示部分电路设计，报警电路的设计等等，最后给出整个系统的电路原理图。第四部分是软件部分的设计，其中涵盖了，主程序流程图、A/D转换程序流程图、显示程序流程图、报警程序流程图等及相关流程图的文字说明。
2 系统总体方案设计
温度采集A/D转换单片机送显示
超出范围
告警
图1 设计框图
如图1所示，本设计共有五部分组成：温度采集，A/D转换，单片机，显示电路，
告警电路等，其中温度采集主要由AD590组成，把热力学温度信号转换成电流信号，然后放大，经电阻分压获得电压信号，送入A/D转换电路即ADC0809后得到8位的数字温度信号，送入单片机，由单片机的TXD,RXD串行（高位在前，地位在后）送入显示电路显示，并且判断是否超出设定范围，若超出设定范围，由单片机启动告警电路，告警。
本设计是模拟温度的显示，温度经过AD590转换为电流信号，经放大器放大后通过电阻转换成电压信号，进入ADC0809进行A/D转换成数字量,送入单片机后输出到静态显示部分，显示其温度值。在该设计中，显示部分采用74LS164串联组成驱动LED部分，这样既达到显示的目的又节省了I/O口，使设计简单明了。由于本设计的对单片机可靠性要求不高，本着简单实用出发，复位电路设计为上电复位。
ADC0809进行A/D转换后，输出的是并行8位数据，直接送入单片机节省硬件设施且使编程简单，为实现多路巡回检测，通过P0.0～P0.2控制74LS373来达到设计目的。
其中温度范围的计算原理：首先把A/D转换中电位器顺时针旋到底，即模拟信号的
输入不衰减，选取两个温度状态T
1T
2
，分别测量出其模拟输出电压V
1
V
2
；根据ADC0809
的输入范围在0到5伏，即可计算出温度极限。
0伏时对应的温度T
L ：T
1
-（V
1
-0）（T
2
-T
1
）/（V
2
-V
1
）
5伏时对应的温度T
H ：T
1
-（V
1
-5）（T
2
-T
1
）/（V
2
-V
1
）
本设计中近似计算T
H 为150℃，T
L
为-50℃。
程序中温度的计算原理：首先用温度范围除以0到256（即每个十六进制数的温度增长率），然后乘以模拟转换的数字量，即得到升高的温度，再和最低温度相加，就可
以得到实际的温度值。其公式为：T
L +A
X
（T
H
-T
L
）/256
T
L
：显示的最低温度
T
H
：显示的最高温度
A
X
：模拟电压所转换的数字量
在A/D转换实验模块中模拟信号输入端的电位器可调节电压输入，用以模拟低温状态下的温度显示，当电位器顺时针旋到底时，输入信号不衰减，显示温度与室温相对应，用做数字显示温度表。
3 硬件部分设计
3.1 AT89C51介绍
AT89C51是一种低功耗/低电压、高性能的8位单片机。片内带有一个4KB的Flash 可编程、可擦除只读存储器（EPROM）。它采用了CMOS工艺和ATMEL公司的高密度非易失性存储器（NURAM）技术，而且其输出引脚和指令系统都与MSC-51兼容。片内的Flash 存储器允许在系统内改编程序或用常规的非易失性存储器编程器来编程。因此AT89C51/LV51是一种功能强、灵活性高，且价格合理的单片机，可方便地应用在各种
控制领域。
3.1.1 主要性能
●4KB可改编程序Flash存储器（可经受1000次的写入／擦除）
●全静态工作：0Hz～24MHz
●3级程序存储器保密
●128×8字节内部RAM
●32条可编程I/O线
●2个16位定时器/计数器
●6个中断源
●可编程串行通道
●片内时钟振荡器
3.1.2 引脚功能说明
图2是AT89C51的引脚结构图，下面分别简单的介绍这些引脚的功能。
(1) 主电源引脚
○1VCC：电源端。
○2GND：接地端。
(2) 外接晶体引脚XTAL1和XTAL2
(3) 控制或与其他电源复用引脚RST，ALE//PROG，/EA /Vpp
图2 AT89C51的引脚结构
○1ALE//PROG：当访问外部存储器时，ALE（地址锁存允许）的输出用于锁存地址的低位字节。
在对Flash存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（/PROG）。
○2/PSEN：程序存储允许（/PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号。
○3/EA/Vpp：外部访问允许端。
当/EA端保持高电平（接Vcc端）时，CPU则执行内部程序存储器中的程序。
在Flash存储器编程期间，该引脚也用于施加12V的编程允许电源Vpp（如果选用12V 编程）。
(4) 输入/输出引脚P0.0～P0.7，P1.0～P1.7，P2.0～P2.7和P3.0～P3.7。其中P3端口还用于一些复用功能。
3.2 传感器模块部分设计
AD590是美国模拟器件公司的电流输出型温度传感器，供电电压范围为3～30V，输出电流223μA（-50oC）～423μA(+150oC),灵敏度为1μA/oC。当在电路中串接采样电阻R时，R两端的电压可作为输出电压。注意R的阻值不能取得太大，以保证AD590两端电压不低于3V。AD590输出电流信号传输距离可达到1km以上。作为一种高阻电流源，最高可达20MΩ，所以它不必考虑选择开关或CMOS多路转换器所引入的附加电阻造成的误差。适用于多点温度测量和远距离温度测量的控制。
3.2.1 AD590主要特性
(1) 流过器件的电流（mA）等于器件所处环境的热力学温度（开尔文）度数，即：Ir/T= mA/K式中： Ir---流过器件（AD590）的电流，单位为mA；T---热力学温度，单位为K。
(2) AD590的测温范围为-55°C～+150°C。
(3) AD590的电源电压范围为4V～30V。
电源电压可在4V~6V范围变化，电流变化1mA，相当于温度变化1K。AD590可以承受44V正向电压和20V反向电压，因而器件反接也不会被损坏。
(4) 输出电阻为710MW。
(5) 精度高。
AD590共有I、J、K、L、M五档，其中M档精度最高，在-55°C～+150°C范围内，非线性误差为±0.3°C。
AD590的封装形式和基本应用电路如图3：
a)封装形式 b)基本应用电路
图3 AD590的封装及基本应用电路
在本设计中，使用AD590对温度进行采集，即通道AD590把摄氏温度信号转换成电流信号，经电阻分压，最总转换成电压信号，送到ADC0809。其电路如图4所示。
图4 温度采集电路图
其中，R1用来调节运放的输入电压，经运放发大后达到ADC0809的转换电压。
3.2.2 与ADC0809接口
AD590作为温度采集器件，把热力学温度转换成电流信号，送入运算放大器放大，然后经电阻转换成电压信号，送入ADC0809.图5中给出一路温度采集电路与ADC0809的方式。要实现多路温度的采集，只需在ADC0809的输入端连接多路温度采集电路即可。
图5 ADC0809与AD590的接口电路
3.3 数模转换部分硬件设计
将模拟信号转换成数字信号的电路，称为模数转换器（简称A/D转换器或ADC,Analog to Digital Converter）；将数字信号转换为模拟信号的电路称为数模转换器（简称D/A转换器或DAC,Digital to Analog Converter）；A/D转换器和D/A转换器已成为计算机系统中不可缺少的接口电路。
为确保系统处理结果的精确度，A/D转换器和D/A转换器必须具有足够的转换精度；如果要实现快速变化信号的实时控制与检测，A/D与D/A转换器还要求具有较高的转换速度。转换精度与转换速度是衡量A/D与D/A转换器的重要技术指标。随着集成技术的发展，现已研制和生产出许多单片的和混合集成型的A/D和D/A转换器，它们具有愈来愈先进的技术指标。这里采用ADC0809芯片来进行模数转换。
3.3.1 ADC0809介绍
ADC0809是8位CMOS逐次逼近式A/D转换器。内部有8 路模拟量输入和8 位数字量输出的A/D转换器，它是美国国家半导体公司的产品，是目前国内最广泛的8 位通用的A/D转换的芯片。其结构图如图6所示。
外部时钟输入端，时钟频率高，A/D转换速度快。允许范围为10~1280KHZ，典型值为640KHZ，此时，A/D转换时间为10us。通常由MCS-51型单片机ALE端直接或分频后与其相连。当MCS-51型单片机无读写外，RAM操作时，ALE信号固定为CPU时钟频率的1/6，若单片机外接的晶振为6MHZ，则1/6为1MHZ，A/D转换时间为64us。
3.3.2 ADC0809各管脚功能
ADC0809采用双列直插式封装，共有28条引脚，如图7 所示。
图6 ADC0809结构图
(1) IN0--IN7:IN0—IN7为8 路模拟电压输入线，用于输入被转换的模拟电压
(2) ADDA，ADDB，ADDC: 三位地址输入端。八路模拟信号转换选择同由A，B，C决定。A为低位，C为高位。
(3) CLOCK：时钟信号。最高允许值为640kHz。
(4) D0--D7：数字量输出端，A/D转换的结果由这几个端口输出。
图7 ADC0809引脚图
(5) OE：A/D转换结果输出允许控制端，当OE端为高电平时，允许将A/D转换结果从D0～D7端输出。
(6) ALE: 地址锁存允许信号。八路模拟通道地址由A，B，C输入在ADC0809的ALE 信号有效时，将该八路地址锁存。
(7) START: 启动A/D转换信号。当START端输入一个正脉冲时，立即启动ADC0809进行A/D转换。
(8) EOC: A/D转换结束信号，是芯片的输出信号。转换开始后，EOC信号变低；转换结束时，EOC返回高电平。这个信号可以作为A/D转换器的状态信号来查询，也可以直接用作中断请求信号。
(9) VREF+，VREF-:正负基准电压输入端。
(10) VCC，GND :正电源电压端和地端。
3.3.3 硬件连接电路
ADC0809与89C51连接可采用查询方式，也可以采用中断方式。图8所示为中断方式连接电路图。由于ADC0809片内有三态输出锁存器，因此，可直接与89C51接口。
这里将ADC0809作为一个外部扩展并行I/O口，采用线选法寻址。由P2.0和/WR 联合控制启动转换信号端（START）和ALE端，低三位地址线加到ADC0809的ADDA、ADDB 和ADDC端，所以，选中ADC0809的IN0通道的地址为0FEFBH。
启动ADC0809的工作过程是：先送通道号地址到ADDA、ADDB和ADDC；由ALE信号锁存通道号地址后，让START有效；启动A/D转换，即执行“MOVX @DPTR,A”。
指令产生/WR信号，使ALE和START有效；锁存通道号并启动A/D转换。A/D转换完毕，EOC端发出一正脉冲，申请中断。在中端服务程序中，“MOV A,@DPTR”指令产生/RD信号，使OE端有效，打开输出锁存器三态门，8位数据便读入到CPU中。
ADC0809的时钟取自89C51的ALE经二分频后的信号。当A/D转换完毕，89C51读取转换后的数字量时，须使用“MOVX A,@DPTR”指令。这样就完成了ADC0809与89C51的连接及工作过程。
图8 ADC0809与单片机的连接图
3.4 LED显示电路的设计
在单片机应用系统中，如果需要显示的内容只有数码和某些字母，使用LED数码管是一种较好的选择。LED数码管显示清晰、成本低廉、配置灵活，与单片机接口简单易行。
3.4.1 LED数码管
LED数码管是由发光二极管作为显示字段的数码型显示器件。图9中a为0.5inLED 数码管的外形和引脚图，其中七只发光二极管分别对应a～g笔段构成“”字形另一只发光二极管Dp作为小数点。因此这种LED显示器称为七段数码管或八段数数码。LED 数码管按电路中的连接方式可以分为共阴型和共型两大类，如图9中b、c所示。共阳型是将各段发光二极管的正极连在一起，作为公共端COM，公共端COM接高电平，a～g、Dp各笔段通过限流电阻接控制端。某笔段控制端低电平时，该笔段发光，高电平时不发光。控制某几段笔段发光，就能显示出某个数码或字符。共阴型是将各数码发光二极管的负极连在一起，作为公共端COM接地，某笔段通过限流电阻接高电平时发光。
LED数码管按其外形尺寸有多种形式，使用较多的是0.5in和0.8in；按显示颜色
也有多种形式，主要有红色和绿色；按亮度强弱可分为高亮和普亮，指通过同样的电流
显示亮度不一样，这是因发光二极管的材料不一样而引起的。
LED数码管的使用与发光二极管相同，根据其材料不同正向压降一般为1.5～2V额定电流为10mA，最大电流为40mA。静态显示时取10mA为宜，动态扫描显示可加大，可脉冲电流，但一般不超过40mA。
a)外形和引脚b)共阴极结构c)共阳极结构
图9 数码管及其结构
3.4.2 LED数码管编码方式
当LED数码管与单片机相联时，一般将LED数码管的各笔段引脚a、b、…、g、Dp 按某一顺序接到MCS－51型单片机某一个并行I/O口D0、D1、…、D7，当该I/O口输出某一特定数据时，就能使LED数码管显示出某个字符。例如要使共阳极LED数码管显示“0”，则a、b、c、d、e、f各笔段引脚为低电平，g和Dp为高电平。
LED数码管编码方式有多种，按小数点计否可分为七段码和八段码；按共阴共阳可分为共阴字段码和共阳字段码，不计小数点的共阴字段码与共阳字段码互为反码；按a、b、…、g、Dp编码顺序是高位在前，还是低位在前，又可分为顺序字段码和逆序字段码。甚至在某些特殊情况下将a、b、…、g、Dp顺序打乱编码。表1为共阴和共阳LED 数码管几种八段编码表。这里采用共阴极数码管的编码方式。
表1 共阴和共阳LED数码管几种八段编码
共阴顺序小数点暗` 共阴逆序小数点暗共阳
顺序
小数
点亮共阳顺序小数点暗
Dp g f e d c b a 16
进
制
a b c d e f g dp
16
进
制
0 0 0 1 1 1 1 1 1 3FH 1 1 1 1 1 1 0 0 FCH 40H C0 H
1 0 0 0 0 0 1 1 0 06H 0 1 1 0 0 0 0 0 60H 79H F9 H
2 0 1 0 1 1 0 1 1 5BH 1 1 0 1 1 0 1 0 DAH 24H A4 H
3 0 1 0 0 1 1 1 1 4FH 1 1 1 1 0 0 1 0 F2H 30H B0 H
4 0 1 1 0 0 1 1 0 66H 0 1 1 0 0 1 1 0 66H 19 H 99 H
5 0 1 1 0 1 1 0 1 6DH 1 0 1 1 0 1 1 0 B6H 12 H 92 H
6 0 1 1 1 1 1 0 1 7DH 1 0 1 1 1 1 1 0 BEH 02 H 82 H
7 0 0 0 0 0 1 1 1 07H 1 1 1 0 0 0 0 0 E0H 78 H F8 H
8 0 1 1 1 1 1 1 1 7FH 1 1 1 1 1 1 1 0 FEH 00 H 80 H
9 0 1 1 0 1 1 1 1 6FH 1 1 1 1 0 1 1 0 F6H 10 H 90 H
3.4.3 LED数码管显示方式和典型应用电路
LED数码管显示电路在单片机应用系统中可分为静态显示方式和动态显示方式。在本设计中，使用的是静态显示方式，这里主要介绍静态显示方式及其电路连接。静态显示在本设计中如图10所示。
一般情况，在静态显示方式下，每一位显示器的字段需要一个8位I/O口控制，而且该I/O口须有锁存功能，N位显示器就需要N个8位I/O口，公共端可直接接+5V（共阳）或接地（共阴）。显示时，每一位字段码分别从I/O控制口输出，保持不变直至CPU 刷新显示为止。也就是各字段的亮灭状态不变。此种情况下，静态显示方式编程较简单，但占用I/O口线多，即软件简单、硬件成本高，一般适用显示位数较少的场合。但是，利用74LS164串入并处的特点设计的静态显示，可以轻而易举的解决静态显示占用I/O 口多的问题，同时，编程也没动态显示那么复杂！
图10 显示电路图
图10 是该应用的典型电路图，也是在本设计中要用到的显示电路，图中CLOCK 为74LS164提供其工作的脉冲信号，SERIAL NUM是从单片机输出的要显示的串行数据。
3.5 报警电路的设计
告警在设计电路中，被广泛的应用，简单实用。当温度、压力、转速等等超出了设置的限度，有可能对设备、人或其他造成危害；所以，当检测到温度、压力、转速等大于期望的范围时，由相关电路触发三极管的基极，使三极管导通，继电器吸合，指示灯亮，同时蜂鸣器响，发出告警信号。其电路如图11所示。
图11 告警电路
在本设计中，告警电路与单片机的连接如图12所示，单片机把接收来的数字温度信号与所设置的温度信号比较，一旦发现超出了设定的范围，由单片机的P3.4引脚置高电平，驱动三极管（9013），使继电器吸合，二极管亮，同时，蜂鸣器响，发出告警信号。该报警电路设计简单，成本低。
图12报警电路与单片机接口
3.6 整体电路图
图13系统电路图
系统电路图由前面介绍的各个模块硬件的综合。配以软件，即可实现本设计的功能。图13所示为该设计的系统电路图。
4 软件部分设计
4.1 A/D转换程序流程图
8路巡回检测、报警系统 一、摘要 随着电子技术的发展，家用电器和办公设备的智能化、系统化已成为发展趋势，而这些高性能几乎都要通过电子电路实现。同时，温度作为与我们生活息息相关的一个环境参数，对其的测量和研究也变得极为重要。本实验基于数字、模拟电子电路相关知识，实现了8路温度巡回检测、报警系统。此系统包括555时钟电路、计数与译码显示电路、拨码开关和数据选择电路、蜂鸣报警电路、电压比较电路、Pt100测温电路等模块。各模块焊接前均用Multisim软件对电路进行了仿真。8路通道中，有6路采用拨码开关实现对通道的工作状态模拟，1路采用滑动变阻器与窗口比较器实现通道的工作状态模拟，还有1路为热电阻Pt100的测温电路，且后两路通道均设置两个阈值，可检测系统工作状态是否处于正常范围之内。该系统能够对多个通道的工作状态（如温度）是否正常进行巡回检测。当某一通道出现故障（如超温）时，由巡回检测系统发出报警并显示故障的通道号，故障排除后，系统可继续进行巡回检测。
二、设计任务 2.1 设计选题 选题八：8路巡回检测、报警系统的设计与实现 2.2 设计任务要求 （1）基本要求：用十进制计数器、数据选择器、显示译码器和适当门电路设计一个8路循环检测报警器，循环检测周期不超过8秒。当某一路出现故障（如超温）时停止检测，并且发出报警和显示故障的通道号； （2）扩展要求1：电源电压模拟：要求采用滑动变阻器设计与实现2路电源电压输出的模拟。电压比较器可设定上、下限电压报警值； （3）扩展要求2：实现1路热电阻Pt100的测温电路。 三、方案设计与论证 接通电源后，555芯片在3口输出10Hz的时钟信号，在此信号的控制下，74ls160开始在0~7内循环计数，通过QA，QB，QC，QD输出BCD码到74ls47和74ls151的A，B，C端口。八路通道的电压输出值送入74LS151八路数据选择器的D0~D7端，74LS151的Y和~W互为反码形式输出，Y接74LS160的控制端ENT，~W接蜂鸣器。正常情况下，~W输出为低电平，无法驱动三极管，蜂鸣器不响。当有某一路或多路出现故障时，Y端输出为低电平，计数器74LS160停止计数，QA，QB,QC输出数据保持为出现故障时接受的二进制码，通过译码器在共阳数码管上显示的是一个不变的值，即故障通道号，~W端输出一个高电平，三极管导通，蜂鸣器响。系统方框图见图1： 图1 系统方框图 此系统全部使用硬件搭建，未使用单片机，无需编程，芯片采用了74系列，在
第１章绪论 1.1 引言 温度检测在自动控制系统电路设计中的使用是相当广泛的，系统往往需要针对控制系统内部以及外部环境的温度进行检测，并根据温度条件的变化进行必要的处理，如：补偿某些参数、实现某种控制和处理、进行超温告警等。因此，对所监控环境温度进行精确检测是非常必要的，尤其是一些对温度检测精度要求很高的控制系统更是如此。良好的设计可以准确的提取系统的真实温度，为系统的其他控制提供参考；而相对不完善的电路设计将给系统留下极大的安全隐患，对系统的正常工作产生非常不利的影响。本文结合实践经验给出两种在实际应用中验证过的设计方案。 1.2 设计要求 1.确定设计方案画出电路图 2.完成所要求的参数计算 3.对电路进行焊接与组装 4.对电路进行调试 5.写出使用说明书 1.2.1 设计题目和设计指标 设计题目：温度检测电路 技术指标：1. 量程：0-30摄氏度 2. 两位数码管显示 1.2.2 设计功能 1. 温度检测
2. 信号调理 3. 数码显示 1.2.3 硬件设计 1.传感器可选择LM35（因为热敏电阻的精度不高）。 2.模数转换，译码可选择集成芯片ICL7107芯片。 3.显示电路可以选择数码管三位显示室温。 1.3 需要做的工作 1.器件选型 2.原理图绘制 3.各个流程设计 4.仿真之后做出实物
第２章电路的方框图 2.1 数字温度计电路原理系统方框图 数字温度计电路原理系统方框图，如图1-1所示。 图1-1 电路原理方框图 2.2 方框图工作流程介绍 通过温度传感器采集到温度信号，经过放大电路送到A/D 转换器，然后通过译码器驱动数码管显示温度。在温度采集过程中我们选择多种传感器进行比较，但我们最终选择LM35温度传感器，因为它校准方式简单，使用温度范围适中。在A/D转换和译码的过程中，我们选择了ICL7107芯片，因为他集模数转换与译码器于一体，使得外围电路简单，易于焊接，而且抗干扰能力强。
课程设计说明书 基于MCS-51系列单片机的 数字温度监测装置设计 学生班级： 学生姓名： 起止日期： 指导教师：
目录 一、引言 4 1. 本次课程设计的重要意义4 2. 温度传感器的发展4 二、设计内容及性能指标 5 三、系统方案总体概述 5 四、系统主要器件选择 6 （一）单片机的选择 6 1.主要性能参数6 2.功能特性概述7 3.引脚功能说明8 4.端口引脚第二功能9（二）温度传感器的选择10 1.总述10 2.温度传感器的选择11 2.1 DS18B20简介11 2.2 DS18B20内部结构11 2.3 DS18B20测温原理15 五、系统整体设计 17（一）系统硬件电路设计17 1.硬件电路设计总体概述17 2.CPU机器基本外围电路设计18 2.1单片机电路18 2.2晶振控制电路18 2.3 继电器电路19 2.4 锁存器74LS373引脚功能及工作原理19 2.4.1 74LS373引脚功能20 2.4.2 74LS373工作原理20 2.4.3 Intel2764引脚功能23 3.前向通道设计23 3.1温度检测电路23 3.2电源输入部分电路24 4.后向通道设计及人机通道设计25 4.1 后向通道设计25 4.1.1 LED显示电路25 4.1.1.1 LED显示器的结构25 4.1.1.2 LED显示器的工作原理26 4.1.1.3 LED 显示设计方案27 4.2键盘27 4.3温度报警电路28 4.4复位电路28
5.抗干扰措施29 5.1干扰产生的后果29 5.2抗干扰设计的基本原则30 5.3硬件抗干扰设计31 5.4软件的抗干扰设计32（二）系统软件设计33 1.概述33 2.主程序模块33 3. 部分程序清单34 3.1 温度传感器的驱动程序34 3.2 LED共阳极显示子程序36 六、附录 36 七、致谢 37 参考文献
一种新型多点测温系统的设计 一种新型多点测温系统的设计 1温度传感器DS18B20介绍 DALLAS公司单线数字温度传感器DS18B20是一种新的“一线器件”，它具有体积小、适用电压宽等特点。一线总线独特而且经济的特点，使用户可轻松地组建传感器网络，为测量系统的构建引入全新概念。DS18B20支持“一线总线”接口，测量温度范围为-55℃～+125℃，在-10℃～+85℃范围内，精度为±0.5℃；通过编程可实现9～12位的数字值读数方式；可以分别在93.75ms和750ms内将温度值转化为9位和12位的数字量。每个DS18B20具有唯一的64位长序列号，存放于DS18B20内部ROM只读存储器中。 DS18B20温度传感器的内部存储器包括1个高速暂存RAM和1个非易失性的电可擦除E2RAM，后者存放高温度和低温度触发器TH、TL和结构寄存器。暂存存储器包含了8个连续字节，前2字节为测得的温度信息，第1个字节为温度的低8位，第2个字节为温度的高8位。高8位中，前4位表示温度的正(全“0”)与负(全“1”)；第3个字节和第4个字节为TH、TL的易失性拷贝；第5个字节是结构寄存器的易失性拷贝，此三个字节内容在每次上电复位时被刷新；第6、7、8个字节用于内部计算；第9个字节为冗余检验字节。所以，读取温度信息字节中的内容，可以相应地转化为对应的温度值。表1列出了温度与温度字节间的对应关系。 2系统硬件结构 系统分为现场温度数据采集和上位监控PC两部分。图1为系统的结构图。需要指出的是，下位机可以脱离上位PC机而独立工作。增加上位机上位机的目的在于能够更方便地远离现场实现监控、管理。现场温度采集温度采集部分采用8051单片机作为中
毕业论文FPGA温度测量设计
摘要 温度作为一种最基本的环境参数，与人民的生活有着密切关系。温度的测量和控制在工业、农业、国防、医疗等各个领域中应用普遍。温度测量仪是一种常用的检测仪器。 本文首先介绍了DS18B20的工作原理，利用数字温度传感器DS18B20的数据接口特点，展示了FPGA（Field-Programmable Gate Array，即现场可编程逻辑门阵列）的使用方法以及Verilog HDL （HDL:Hardware Discription Language）语言的编程，完成了基本温度测量功能。给出了硬件电路和软件设计，此设备具有结构简单、转换速度快、精确性高，扩展性好等优点。 关键词：FPGA；DS18B20；测温；Verilog HDL语言
Design of temperature measurement based on FPGA Abstract Tenperture is one of the most basic environmental parameters, and it industry, agriculture, national defense,medical and other fields, temperature measurement and control was widely used.The temperature measuring instrument is a kind of common testing instrument. In this paper,first we introduces the work principle of DS18B20,and the characteristics of data interface of digital temperature sensor DS18B20, demonstrated Language）programming language,accomplished the function of temperature measurement. Given the .The device . Key Words: FPGA;DS18B20;Temperature measurement;Verilog HDL language 目录 中文摘要 (1) 英文摘要 (2) 1绪论 (1) 1.1题目背景意义 (1) 1.2工作内容 (2)
《单片机原理及应用》课程设计总结报告 题目: 八路温度巡回检测系统 设计人姓名: XXX 院系: XXXXX学院 专业: XXXXX 学号:X X X X X 指导教师:X X X 日期：201X-XX-XX
内容摘要 摘要：MCS-51是一种带8K字节闪烁可编程可檫除只读存储器的低电压，高性能COMOS8的微处理器，俗称单片机。利用单片机与AD转换器设计的八路温度巡回检测系统，可对某粮库或冷冻厂八点（八个冷冻室或八个粮仓）进行温度巡回检测。能够测量-30~+50o C的温度范围，检测精度不大于±1o C。并采用数码管显示测量值。 关键词：MCS-51、温度、巡回检测、
目录 1 设计任务 (3) 1.1引言 (3) 1.2设计题目 (3) 1.3设计目的 (3) 2 总体方案设计与论证 (3) 2.1总体方案设计与论证 (3) 2.2温度采集、计算方案设计与论证 (4) 3 硬件设计 (4) 3.1STC89C52简介 (4) 3.2DS18B20简介 (8) 3.3晶振 (9) 3.4LED显示电路电路及实物图 (9) 4 软件设计 (12) 4.1设计总框图 (12) 4.2自动巡检流程图 (13) 5 系统调试 (13) 6 总结和个人体会 (14) 附录一：设计电路图 (16) 附录二：元件清单 (16)
附录三：源程序 (17) 1、设计任务 1.1引言 温度测量与控制在工业、农业、国防等行业有着广泛的应用。利用单片机技术的温度测控仪有着体积小、可靠性高、价格便宜等优点而被广泛应用。 1.2设计题目 八路温度巡回检测装置 1.3设计目的 运用所学单片机原理知识，设计和调试小产品，从而了解产品设计开发的一些基本流程，并且加深对单片机知识的理解。 2、总体方案设计与论证 2.1总体方案设计与论证 本次课程设计的要求是8路温度巡显仪，要正常显示、进行参数设置等多个工作状态故系统工作的标志位是程序工作的主要的线索，每个功能模块在判断后系统的标志位再去执行相应的功能。见如下的框图所示。 1号键 为2 2号键 F0=1 为1 F0=0 图2.1 系统软件设计的整体思路框图 系统的标志位 判 断 按下了F 键 参数设定态 进入冻结态 正常巡显态 设置节拍 设置报警限值 显示温度态
前言 温度是一种最基本的环境参数,日常生活和工农业生产中经常要检测温度。传统的方式是采用热电偶或热电阻,但是由于模拟温度传感器输出为模拟信号，必须经过AD 转换环节获得数字信号后才能与单片机等微处理器接口,使得硬件电路结构复杂,制作成本较高。近年来，美国DALLAS公司生产的DSI18B20为代表的新型单总线数字式温度传感器以其突出优点广泛使用于仓储管理、工农业生产制造、气象观测、科学研究以及日常生活中。 随着科学技术的不断进步与发展，温度传感器的种类日益繁多，数字温度传感器更因适用于各种微处理器接口组成的自动温度控制系统具有可以克服模拟传感器与微处理器接口时需要信号调理电路和A/D转换器的弊端等优点，被广泛应用于工业控制、电子测温计、医疗仪器等各种温度控制系统中.其中，比较有代表性的数字温度传感器有DS1820、MAX6575、DS1722、MAX6635等. 智能温度传感器（亦称数字温度传感器）是在20世纪90年代中期问世的。它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE_）的结晶.目前，国际上已开发出多种智能温度传感器系列产品。智能温度传感器内部包含温度传感器、A/D传感器、信号处理器、存储器（或寄存器）和接口电路.有的产品还带多路选择器、中央控制器（CPU）、随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。智能温度传感器能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微控制器（MCU),并且可通过软件来实现测试功能,即智能化取决于软件的开发水平。 为了准确获取现场的温度和方便现场控制，本系统采用了软硬件结合的方式进行设计，利用LED数码管显示温度,利用DS18B20检测当前的温度值，通过和设定的参数进行比较，若实测温度高于设定温度，则通过555定时器产生频率可变的报警信号，若实测温度低于设定温度，则加热电路自动启动，到达设定温度后停止。在软件部分，主要是设计系统的控制流程和实现过程，以及各个芯片的底层驱动设计已达到所要求的功能。在近端与远端通信过程中，采用串行MAX232标准，实现PC机与单片机间的数据传输。
河南中医学院 本科生毕业设计（论文）开题报告 题目：基于单片机温度检测与控制系统设计 院系：信息技术学院 专业：计算机科学与技术 班级：2010级计科班 学号：2010180042 学生姓名：郭文珠 指导教师：谢志豪 2013年11月13日 一、立题依据（包括研究的目的与意义及国内外现状）： 研究的目的与意义 这次毕业设计选题的目的主要是让我们将所学的知识应用与生活当中，掌握系统总体设计的流程，方案的论证，选择，实施与完善。通过对温度控制系统的设计、制作、控制、测试的全过程，提高对单片机的认识和实际操作的能力，初步培养在完成工程项目中所应具备的基本素质和要求，培养自己的研发能力，提高自己的查阅资料，语言表达和理论联系实际的能力。 温度控制无论在日常生活还是工业生产中都有分厂重要的作用，随着社会经济的高速发展，更多方面对温度控制的可靠性和稳定性有了更高的要求，而单片机进行温度的调节就具备很高的可靠性[1]。 国内外现状 国外对温度控制技术研究较早，始于20世纪70年代。先是采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并行指进示、记录和控制。80年代末出现了分布式控制系统[2]。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温度测控技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展[3]。我国对于温度测控技术的研究较晚，始于20世纪80年代。我国工程技术人员在吸收发达国家温度测控技术的基础上，才掌握了温度室内微机控制技术，该技术仅限于对温度的单项环境因子的控制。我国温度测控设施计算机应用，在总体上正从消化吸收、简单应用阶段向实用化、综合性应用阶段过渡和发展[4]。在技术上，以单片机控制的单参数单回路系统居多，尚无真正意义上的多参数综合控制系统，与发达国家相比，存在较大差距。我国温度测量控制现状还远远没有达到工厂化的程度，生产实际中仍然有许多问题困扰着我们，存在着装备配套能力差，产业化程度低，环境控制水平落后，软硬件资源不能共享可靠性差等缺点[5]。在今后的温控系统的研究中会趋于智能化，集成化，系统的各项性能指标更准确，更加稳定可靠。 二、研究主要内容（包括计划解决的具体问题或实现的基本功能，研究中的重难点分析、实用性及创新性分析，预期达到的成果等。不得低于800字）： 计划实现的基本功能 温度控制系统主要是完成温度信号采集、处理、显示等功能[6]。设 计叙述了基于单片机的温度检测与控制系统的设计，包括硬件的设计以 及软件的设计，该系统在硬件设计上主要是通过温度传感器对温度进行 采集，把温度转成变化的电压，然后由放大器将信号放大，通过转化器
机电专业课程设计温度检测系统 学生姓名李晓晓 学院中国矿业大学年级专业2011机电专本指导教师孙长青完成日期2012年6月 前言
温度是表征物体冷热程度的物理量，是工业生产和自动控制中最常见的工艺参数之一，生产过程中常常需要对温度进行检测和监控。在传统的温度测控系统设计中，往往采用模拟技术进行设计，这样就不可避免地遇到诸如传感器外围电路复杂及抗干扰能力差等问题;而其中任何一环节处理不当，就会造成整个系统性能的下降。采用数字温度传感器与单片机组成的温度检测系统进行温度检测、数值显示和数据存储，体积减小，精度提高，抗干扰能力强，并可组网进行多点协测，还可以实现实时控制等技术，在现代工业生产中应用越来越广泛。 本设计就采用以51单片机为核心，和单总线数字式温度传感器DS18B20 模拟出一温度控制系统，当温度没有超过预设温度时数码管显示当前温度，此本系统就是一个温度计。当温度超过预设温度时电路中的发光二极管就会闪烁报警，当温度降下时就停止闪烁，此时本系统就是一个温度监控器。以DS18B20 为代表的新型单总线数字式温度传感器集温度测量和A/D转换于一体,直接输出数字量，与单片机接口电路结构简单，广泛使用于距离远、节点分布多的场合，具有较强的推广应用价值。 目录
前言 (1) 1 总体设计方案 (3) 1.1设计的目的及意义 (3) 1.2总体设计思路 (3) 1.3总体设计方案设计 (3) 2 系统的硬件结构设计 (4) 2.1器件的选择 (4) 2.2电路设计及功能 (8) 2.3单片机的内部资源 (9) 2.4芯片DS18B20器件介绍 (10) 3 系统的软件设计 (13) 3.1设计的流程图 (13) 3.2系统部分程序的设计和分析 (14) 结论 (16) 附录Ⅰ程序设计 (17) 附录Ⅱ参考文献 (21) 附录Ⅲ结束语 (22) 附录Ⅳ实物照片 (23) 1 总体方案设计
基于单片机的多点温度监测系统设计 摘要：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，可以使用户轻松地组建起传感器网络，并可使多点温度测量电路变得简单、可靠。PL2303是Prolific公司生产的一种高度集成的RS232-USB接口转换器，可提供一个RS232全双工异步窜行通信装置与USB功能接口便利连接的解决方案。 该系统由上位机和下位机两大部分组成。下位机实现温度的检测并提供标准RS232通信接口，芯片使用了A TMEL公司的AT89S52单片机和DALLAS公司的DS18B20数字温度传感器。上位机部分使用了通用PC。该系统可应用于仓库测温、楼宇空调控制和生产过程监控等领域。 关键字：温度测量；单总线；数字温度传感器；单片机；转换器 Based on SCM more temperature monitoring system design Abstract：DS18B20 is a network of high precision digital temperature sensor, since it has the unique advantages single bus, users can easily set up sensor network, and can make more temperature measurement circuit become simple and reliable. PL2303 Prolific company is the production of a highly integrated RS232-USB interface converter, can provide a RS232 full-duplex asynchronous channeling line of communication equipment and the USB interface convenient connection function of the solution. The system consists of PC and a machine under two main components. A machine to implement the temperature detection and provide standard RS232 communication interface, ATMEL company used chip AT89S52 SCM and DALLAS company DS18B20 digital temperature sensor. PC parts used the general PC. This system can be used in storage temperature measurement, building the air conditioning control and production process monitoring, etc。 Key words：temperature measurement; Single bus; Digital temperature sensors; Single chip microcomputer; converter
温度传感器设计论文题目：基于DS18B20温度传感器的智能测温仪 学院：物理与电子工程学院 专业： 姓名： 学号：
目录 目录------------------------------------------------------------------------------1 摘要------------------------------------------------------------------------------2 一、传感器概诉-------------------------------------------------------------3 1、传感器及温度传感器发展现状-------------------------------------3 2、主要元器件介绍-------------------------------------------------------3 二、课程设计主要内容----------------------------------------------------6 1、课程设计名称----------------------------------------------------------6 2、设计要求、目的及意义----------------------------------------------6 三、设计达到的指标-------------------------------------------------------7 四、传感器设计原理-------------------------------------------------------7 1、三个重要组成部分----------------------------------------------------7 2、DS1802工作原理------------------------------------------------------7 3、DS1802内部结构图---------------------------------------------------8 4、程序流程图--------------------------------------------------------------9 5、proteus仿真原理图----------------------------------------------------9 五、实验过程-----------------------------------------------------------------10 1、前期准备-----------------------------------------------------------------10 2、课程设计过程-----------------------------------------------------------10 3、个人主要工作及遇到问题--------------------------------------------11 六、数据分析与结论--------------------------------------------------------11 七、课程设计总结、思考与致谢-----------------------------------------12 八、参考文献-----------------------------------------------------------------14 九、附录-----------------------------------------------------------------------15
1 前言 温度和湿度的检测和控制是许多行业的重要工作之一，不论是货品仓库、生产车间，都需要有规定的温度和湿度，然而温度和湿度却是最不易保障的指标，针对这一情况，研制可靠且实用的温度和湿度检测与控制系统就显得非常重要。 温湿度的检测与控制是工业生产过程中比较典型的应用之一，随着传感器在生产和生活中的更加广泛的应用。在生产中，温湿度的高低对产品的质量影响很大。由于温湿度的检测控制不当，可能使我们导致无法估计的经济损失。为保证日常工作的顺利进行，首要问题是加强生产车间温度与湿度的监测工作，但传统的方法过于粗糙，通过人工进行检测，对不符合温度和湿度要求的库房进行通风、去湿和降温等工作。这种人工测试方法费时费力、效率低，且测试的温度及湿度误差大，随机性大。目前，在低温条件下(通常指100℃以下)，温湿度的测量已经相对成熟。利用新型单总线式数字温度传感器实现对温度的测试与控制得到更快的开发。但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、学习、生活提供更好的更方便的设施就需要从数字单片机技术入手，一切向着数字化，智能化控制方向发展。 对于国外对温湿度检测的研究，从复杂模拟量检测到现在的数字智能化检测越发的成熟，随着科技的进步，现在的对于温湿度研究，检测系统向着智能化、小型化、低功耗的方向发展。在发展过程中，以单片机为核心的温湿度控制系统发展为体积小、操作简单、量程宽、性能稳定、测量精度高，等诸多优点在生产生活的各个方面实现着至关重要的作用。 温湿度传感器除电阻式、电容式湿敏元件之外，还有电解质离子型湿敏元件、重量型湿敏元件（利用感湿膜重量的变化来改变振荡频率）、光强型湿敏元件、声表面波湿敏元件等。湿敏元件的线性度及抗污染性差，在检测环境湿度时，湿敏元件要长期暴露在待测环境中，很容易被污染而影响其测量精度及长期稳定性。 2002年Sensiron公司在世界上率先研制成功SHT10型智能化温度/温度传感器，体积与火柴头相近。它们不仅能准确测量相对温度，还能测量温度和露点。测量相对温度的围是0～100%，分辨力达0.03%RH，最高精度为±2%RH。测量温度的围是-40℃～
课程设计报告（2010 —2011 年度第2学期） 题目：基于DS18B20的多点温度测量系统 院系： 姓名： 学号： 专业： 指导老师： 2011年5 月22 日
目录 1设计要求…………………………………………………………………………2设计的作用、目的………………………………………………………………3设计的具体实现…………………………………………………………………. 3.1系统概述……………………………………………………………………. 3.2单元电路设计与分析……………………………………………………… 3.3电路的安装与调试…………………………………………………………4心得体会及建议………………………………………………………………… 4.1心得体会…………………………………………………………………… 4.2建议…………………………………………………………………………5附录………………………………………………………………………………6参考文献…………………………………………………………………………
基于DS12B20的多点温度测量系统设计报告 1设计要求 运用DS12B20温度测量芯片实现一个多点温度测量系统，要求如下： （1）．测量点为两点。 （2）．测量的温度为-40~+40°C （3）．温度测量的精度为±0.5°C （4）．测量系统的响应时间要小于1S。 （5）．温度数据的传输方式采用串行数据传送的方式。 2 设计的作用、目的 通过本设计可以进一步了解熟悉单片机的控制原理以及外设与单片机的数据通信方法，尤其是串行通信方法以及单片机与外设间的接口问题。 本设计旨在提高学生的实际应用系统开发能力，增长学生动手实践经验，激起学生学以致用的兴趣。 3设计的具体实现 3.1系统概述 本系统分为温度采集模块、核心处理模块、控制模块和显示模块。温度采集模块由DS18B20温度测量芯片构成，它负责测量温度后将温度量转化为数字信号，传输到数据处理模块；核心处理模块由AT89S52单片机组成，它负责与温度采集模块进行数据通信、对数据进行操作处理已经对各种外设的响应与控制；控制模块由几个按键组成，实现对测量点的选择以及电路复位的操作；显示模块由一块四位的八段译码显示管和驱动芯片组成，它的作用是显示测量的温度值。 系统模块组成图：
南京工程学院 自动化学院 本科毕业设计（论文）题目：智能温度检测与显示系统的设计专业：自动化
南京工程学院自动化学院本科毕业设计（论文） Graduation Design (Thesis) Design of Intelligent temperature examination and display system By Zhang zhe Supervised by Associate Prof. Song Lirong Department of Automation Engineering Nanjing Institute of Technology June, 2009
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
单片机专业技能设计报告 题目: 八路温度巡回检测系统 设计人姓名: 胡振宇 院系: 物理与电子信息学院 专业: 09电信本 班级学号:090802075 指导教师:刘小燕 日期：2011-12-25
目录 1 设计任务 (3) 1.1引言 (3) 1.2设计题目 (3) 1.3设计目的 (3) 2 总体方案设计与论证 (3) 2.1总体方案设计与论证 (3) 2.2温度采集、计算方案设计与论证 (4) 3 硬件设计 (4) 3.1STC89C52简介 (4) 3.2DS18B20简介 (8) 3.3晶振 (9) 3.4L E D显示电路电路 (9) 4 软件设计 (12) 4.1设计总框图 (12) 4.2自动巡检流程图 (13) 5 系统调试 (13) 6 总结和个人体会 (14) 附录一：设计电路图 (16) 附录二：源程序 (16)
1、设计任务 1.1引言 温度测量与控制在工业、农业、国防等行业有着广泛的应用。利用单片机技术的温度测控仪有着体积小、可靠性高、价格便宜等优点而被广泛应用。 1.2设计题目 八路温度巡回检测装置 1.3设计目的 运用所学单片机原理知识，设计和调试小产品，从而了解产品设计开发的一些基本流程，并且加深对单片机知识的理解。 2、总体方案设计与论证 2.1总体方案设计与论证 本次课程设计的要求是8路温度巡显仪，要正常显示、进行参数设置等多个工作状态故系统工作的标志位是程序工作的主要的线索，每个功能模块在判断后系统的标志位再去执行相应的功能。见如下的框图所示。 1号键 为2 2号键 F0=1 为1 F0=0 图2.1 系统软件设计的整体思路框图 系统的标志位 判 断 按下了F 键 参数设定态 进入冻结态 正常巡显态 设置节拍 设置报警限值 显示温度态
目录 第1章绪论................................................................... - 1 - 1.1课题研究的背景及意义 ................................................ - 1 - 1.2单片机的意义和本设计特点............................................ - 1 - 第2章硬件设计............................................................... - 2 - 2.1系统总设计结构图 ..................................................... - 2 - 2.2蜂鸣器、LED和按键简介............................................... - 2 - 2.3主控芯片AT89C51单片机的简介........................................ - 3 - 2.4LCD1602液晶简介 ..................................................... - 4 - 2.5DS18B20温度传感器简介............................................... - 5 - 2.6系统电路设计.......................................................... - 5 - 2.7总电路设计........................................................... - 12 - 第3章软件设计 ............................................................. - 12 - 3.1系统软件设计整体思路................................................ - 12 - 3.2系统软件设计流程图.................................................. - 18 - 第4章程序仿真调试......................................................... - 19 - 4.1程序调试用到的软件及工具........................................... - 19 - 4.2 KEIL C51简介........................................................ - 19 - 4.3软件开发环境的搭建.................................................. - 19 - 4.4Proteus介绍......................................................... - 20 - 4.5仿真结果 ............................................................. - 21 - 第5章总结.................................................................. - 24 -
摘要 环境温度对工业、农业、商业与人们得日常生活都有很大得影响,而温度得测量也就成为人们生产生活中一项必不可少得工作。随着单片机技术得不断发展,单片机在日用电子产品中得应用越来越广泛,温度传感器DS18B20具有线性优良、性能稳定、灵敏度高、抗干扰能力强、使用方便等优点,广泛应用于冰箱、空调器、粮仓等日常生活中温度得测量与控制。 本设计所介绍得数字温度计使用单片机AT89s52单片机,测温传感器使用DS18B20,用4位共阴极LED数码管以动态方式实现温度显示,分时轮流通电,从而大大简化了硬件线路,同时,采用串口通信方式可大大简化硬件电路与软件程序得设计,节省了I/O口。DS18B20数字温度传感器就是单总线器件与51单片机组成得测温系统,具有线路简单、体积小等特点,而且在一根通信线上,可以挂接多个DS18B20,因此可以构成多点温度测控系统。 关键词:单片机;多点检测;串口通信
Abstract Environmental temperature to industry, agriculture, merce, and people's daily life has a lot of influence, and the measurement of the temperature will bee an indispensable people production and life of the work、 Along with the development of the single chip microputer technology, microputer in the daily electronic products is more and more extensive application, the temperature sensor DS18B20 have good linear, stable performance, high sensitivity, anti-interference ability strong, easy to use, widely used in the refrigerator, air conditioner, granaries, etc in daily life temperature measurement and control、 The design of the digital thermometer introduced use single chip puter 89 s52 microcontroller, temperature sensor DS18B20 use, with a total of 4 cathode tube LED digital display to realize dynamic way temperature, in turn time-sharing electricity, which greatly simplified the hardware circuit, and at the same time, the serial interface munication mode can greatly simplified the hardware circuit and software program design, save the I/O port、 Digital temperature sensor DS18B20 is the single bus devices and 51 SCM position, temperature measurement system, with simple line, little volume features, but at a munications line, can be articulated multiple DS18B20, so can form multi-point temperature measurement and control system、 Key Words:Single Chip Microputer; Multi-point detection; Serial mun- -ication