【正文】 目 錄 ☆摘要 ????????????????????????? ? ??? 2 ☆課題任務 ??????????????????????? ? ?? ? 4 ☆第 1 章 總體方案設計 ? ??????? ?????? ????? ? ? 5 ☆第 2 章．智能開發(fā)版部分 . 51 系列單片機的原理圖 ??????????????????? 7 ． 基本 51系列單片機的原理圖及 STC12C5A60S2 主要性能 ?? ?? 7 ． STC12C5A60S2 單片機部內部結構 ?? ? ??????????? 7 51 系列單片機的引腳功能 ?????????????????? 9 ． I/O端口線輸入輸出引腳 ????????????????? ? 9 ． 控制線控制引腳 ????????????????????? 10 ． 外接晶體端 ??????????????????????? 10 51 系列單片機的時序 ??????????????????? 10 智能最小系統(tǒng)的 LED 顯示 器接口 ?????????????? 11 音頻放大電路 ????????? ??? ?????????? 12 ☆第 3 章．關于 DS18B20 的介紹 簡介 ???????????????????? ? ??? 13 ?????????????? 13 DS18B20 的封裝及內部結構 ?????????? ? ??????? 14 DS18B20 的測溫原理 ????????????????????? 14 DS18B20 的工作時序 ??????????????? ?? ???? 15 DS18B20 與單片機的典型接口設計 ??? ?????? ?? ???? 15 DS18B20 的精確延時問題 ????? ???????? ???? ? 16 DS18B20 工作原理及應用 ????? ?????? ???? ???? 16 控制器對 18B20 操作流程 ????? ?????? ???? ? ?? 17 DS18B20 芯片與單片機的接口 ???? ???? ???? ???? 18 ☆第 4 章 .程序 51 單片機程序 ?????????? ???? ??? ? ? 18 ?????????????? ???? ?? ?? 25 ☆第 5 章 .調試過程 軟件、硬件調試 ??????????? ????????????? 27 ☆第 6 章效果展示 ???????????????? ?????????? 27 實物 效果圖 ????? ??????????? ???? ?? ?? 27 ☆附一：硬件原理圖 ??????????????????????? 28 ☆附二：材料清單 ????????????????????? ??? 28 ☆致謝 ??????????????????????? ? ????? 30 ☆參考文獻 ????????????? ? ????????????? 31 智能電子技術實踐課程設計報告 1 摘 要 溫度是一種最基本的環(huán)境參數，在工農業(yè)生產及日常生活中對溫度的測量及控制具有重要意義。 溫度的測量及控制對保證產品質量、提高生產效率、節(jié)約能源、生產安全、促進國民經濟的發(fā)展起到非常重要的作用。由于溫度測量的普遍性，溫度傳感器的數量在各種傳感器中居首位，約占 50%。 以往，在實際的溫度控制系統(tǒng)中，多采用熱敏電阻器或熱電偶測量溫度。這種溫度采集電路有時需要冷端補償電路，這樣就增加了電路的復雜性，而且該種電路易受干擾，使采集到的數據準確性不高。隨著微電子技術、單片機技術、傳感 器技術的不斷發(fā)展，為溫度控制系統(tǒng)測控功能的完善、測控精度的提高和抗干擾能力的增強等提供了條件。本文設計了一種基于 AT89C51 單片機與 DS18B20 的溫度控制系統(tǒng)。該設計通過 AT89S52 單片機驅動數字溫度傳感器 DS18B20，進行溫度數據采集、讀取、處理，并通過數碼管顯示出來。同時，也可通過 RS232 串行口與 PC 機連接，將數據傳送至 PC 機系統(tǒng)，從而方便溫度數據傳輸和統(tǒng)計工作。該系統(tǒng)還可擴展成為多點溫度采集系統(tǒng)、溫度遠程監(jiān)控系統(tǒng)等。 溫度傳感器是通過物體隨溫度變化而改變某種特性來間接測量的。不 少材料、元件的特性都隨溫度的變化而變化，所以能作溫度傳感器的材料相當多。溫度傳感器隨溫度而引起物理參數變化的有：膨脹、電阻、電容、而電動勢、磁性能、頻率、光學特性及熱噪聲等等。隨著生產的發(fā)展，新型溫度傳感器還會不斷涌現。由于工農業(yè)生產中溫度測量的范圍極寬，從零下幾百度到零上幾千度，而各種材料做成的溫度傳感器只能在一定的溫度范圍內使用。 溫度傳感器與被測介質的接觸方式分為兩大類：接觸式和非接觸式。接觸式溫度傳感器需要與被測介質保持熱接觸，使兩者進行充分的熱交換而達到同一溫度。這一類傳感器主要有電阻式、熱電偶、 PN結溫度傳感器等。非接觸式溫度傳感器無需與被測介質接觸，而是通過被測介質的熱輻射或對流傳到溫度傳感器，以達到測溫的目的。 ● 關鍵詞：溫度、控制、 監(jiān)測 。 智能電子技術實踐課程設計報告 2 Abstract Temperature is a physical objects and degree of industrial and agricultural production process, is a very important and universal measuring parameters. Temperature measurement and control to ensure product quality, improve the production efficiency, energy saving, safety, and to promote the development of the national economy play a very important role. Because the universality of measurement temperature, temperature sensors in the number of sensors in the first place, about 50%. The temperature sensor is through the object with temperature changes some properties to measure indirectly. Many materials, ponents, with the characteristics of temperature changes, so can make much of the temperature sensor materials. The temperature sensor with temperature changes caused by physical parameters are: inflation, resistor, capacitor, emf, magic, optical properties and frequency, thermal noise, etc. With the development of production, new temperature sensors will emerge. Due to the industrial and agricultural production in very wide range of temperature measurement, from below a few baidu to QianDu, and all kinds of several above freezing temperature sensor materials only under certain temperature range. The temperature sensor and tested medium contact into two categories: touch and noncontact. Contact temperature sensor and tested medium to keep contact with them, heat exchanger and achieve the same adequately. This kind of sensor are mainly resistive, thermocouple, PN junction temperature sensor etc. Contactless temperature sensor and tested medium without contact, but through the medium of radiation or by convection to temperature sensor, in order to achieve the goal. ● Key words: Temperature, control, measurement. 智能電子技術實踐課程設計報告 3 課題任務 本課題主要介紹基于 AT89C51 單片機和 DS18B20 數字溫度傳感器的溫度測量系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用 AT89C51 單片機采集爐溫，實現溫度顯示、報警等功能。它以 AT89C51單片機為主控制芯片，采用數字溫度傳感器 DS18B20 實現溫度的檢測 ，其測量范圍在25~31℃ 之間， 精度可以達到 ℃ ，采用 LCD 液晶顯示模塊，它作為顯示器形象直觀的顯示測出的溫度值 ，或者采用數碼管顯示結果。 簡易 溫度檢測系統(tǒng)是通過 DS18B20 檢測溫度，然后通過 溫度傳感器 通信模塊，將檢測到的 實際 溫度 （環(huán)境溫度）傳送到開發(fā)板上 ，從而在 數碼管上 顯示檢測到的溫度。 從中設置了報警設備，使檢測的溫度低于或高于一定值，報警設備就會起作用。 系統(tǒng)中使用到的主要材料有： 單片機 STC12C5A60S2， 天線， 蜂鳴器， 多功能開發(fā)板，溫度傳感器（ DS18B20） 。 在實際檢測時，主要通過溫度傳感器（ DS18B20）的溫度檢測功能， 實現 實際環(huán)境 溫度在 開發(fā)板的數碼管上的 的顯示。 本設計所介紹的數字溫度計與傳統(tǒng)的溫度計相比，具有讀數方便，測溫范圍廣，測溫準確，其輸 出溫度采用數字顯示，該設計控制器使用單片機 8051，測溫傳感器使用DS18B20， 用 LED 數碼管以串口傳送數據 ,實現溫度顯示 ,能準確達到以上要求。 DS18B20數字溫度傳感器是單總線器件與 51 單片機組成的測溫系統(tǒng)，具有線路簡單、體積小等特點 測溫準確的有點。 多功能開發(fā)板通過下載溫度檢測程序（由 STC12C5A60S2 接收程序），與溫度檢測模塊（ DS18B20）連接 ， 即 可實現實時溫度監(jiān)測控制的效果。 智能電子技術實踐課程設計報告 4 第 1章． 總體方案設計 溫度傳感器按傳感器與被測介質的接觸方式可分為兩大類：一類是接 觸式溫度傳感器，一類是非接觸式溫度傳感器。 該溫度控制系統(tǒng)的設計包括硬件設計和軟件設計兩大部分，結合實際情況，該系統(tǒng)應具備如下功能： （ 1）實時采集溫度； （ 2）顯示溫度； （ 3）串行傳送數據； （ 4）控制外設； （ 5）溫度超限報警； （ 6）可擴展，形成多點溫度采集系統(tǒng)，具有遠程監(jiān)控等功能。 在該溫度控制系統(tǒng)中 AT89S52 單片機不僅與溫度傳感器 DS18B20，外部設備，數碼管連接，還通過與串口電平芯片 MAX232 連接，由數據線連接到 PC 上，建立起遠程通信。系統(tǒng)上電后， AT89S52 單片機驅動溫度傳感器 DS18B20 工作，進行溫度數據采集，傳輸。 T89S52 單片機在接到溫度傳感器 DS18B20 傳送過來的溫度數據后，進行操作，一方面送至數碼管顯示模塊進行溫度顯示，另一方面將數據送至 PC 機上，方便在 PC 機進行一些后續(xù)處理和控制操作，有利于遠程控制的實現。溫度控制系統(tǒng)總體框圖如所示。 系統(tǒng)的硬件設計部分主要由以下幾部分組成： （ 1）單片機最小系統(tǒng)：采用 AT89S52 單片機； （ 2）溫度采集模塊：采用 DS18B20 溫度傳感器； （ 3）溫度顯示模塊：采用 4 位 LED 數碼管顯示； （ 4）串行通信模塊：與 PC 機進行串口通信； （ 5）報警電路：采用蜂鳴器報警； （ 6）外部設備控制電路； DS18B20 是 DALLAS 公司生產的單總線數字溫度傳感器，具有 3引腳 TO－ 92 小體積封裝形式；溫度測量范圍為－ 55℃～＋ 125℃ ,可編程為 9 位～ 12位 A/D 轉換精度，對應的可辨溫度分別為 ℃、 ℃、 ℃和 ℃，被測溫度用符號擴展的 16 位數字量方式串行輸出，支持 3V～ 的電壓范圍，使系統(tǒng)設計更靈活、方便 ,其工作電源既可在遠端引入，也 可采用寄生電源方式