【正文】 芯片概述 STC89C52是一個(gè)低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k Bytes ISP(Insystem programmable)的可反復(fù)擦寫1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的STC89C52可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性價(jià)比的解決方案。 3. 單片機(jī)最小系統(tǒng) 最小系統(tǒng)就是單片機(jī)在發(fā)揮具體測(cè)控功能時(shí)所必須的組成部分。低功耗對(duì)單片機(jī)在便攜式、手提式或野外的儀器儀表設(shè)備上使用十分有利。 2. 80C51與8051的比較 首先與8051兼容是對(duì)80C51芯片的最基本要求，以確保8位單片機(jī)MCS51系列的繼續(xù)發(fā)展，兼容應(yīng)包括指令，引腳信號(hào)，總線等多個(gè)方面，指令兼容能保證兩者之間不存在指令障礙以維持軟件的可移植性，而引腳信號(hào)和封裝以及總線的兼容則確保兩者在系統(tǒng)擴(kuò)展和接口方面的一致性，有利于系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用。例如PHILIPS公司生產(chǎn)的80C51系列芯片名稱分別為：80CXXX（ROM Less型），83CXXX（Mask ROM型）；Siemens公司命名為C500系列，芯片型號(hào)以”C5“打頭；而華邦公司則命名為W77C51系列和W78C51系列等等。 MCS51 系列單片機(jī)介紹 1. 80C51 芯片介紹 MCS51的原生產(chǎn)廠商是Intel公司，最早推出80C51芯片的也是Intel公司，并且作為MCS51的一部分，按原MCS51芯片的規(guī)則命名，例如80C380C587C51和89C51，這樣我們就能很容易地認(rèn)識(shí)80C51的系列芯片。此外，在實(shí)際的控制應(yīng)用中，常常需要擴(kuò)展外圍電路和外圍芯片。單片機(jī)在應(yīng)用時(shí)，通常是處于控制系統(tǒng)的核心地位并融入其中，即以嵌入的方式進(jìn)行使用，為了強(qiáng)調(diào)其＂嵌入＂的特點(diǎn)，也常常將單片機(jī)稱為嵌入式微控制器EMCU（Embedded micro controller unit）。雖然單片機(jī)只是一個(gè)芯片，但從組成和功能上看，它已具有了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的屬性。STC89C52溫度采集點(diǎn)DS18B02鍵盤報(bào)警電路1602顯示器復(fù)位電路電源上位機(jī) 硬件設(shè)計(jì)原理圖 系統(tǒng)部分電路圖 單片機(jī)主控制電路設(shè)計(jì) 單片機(jī)概述 單片機(jī)因?qū)⑵渲饕M成部分集成在一個(gè)芯片上而得名，具體說就是把中央處理器CPU(Central processing unit)。3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 總體硬件電路設(shè)計(jì)綜上各方案所述，對(duì)此本設(shè)計(jì)的方案選定：采用STC89C52芯片作為主控制系統(tǒng)，防水型數(shù)字溫度芯片DS18B20作為信號(hào)采集處理芯片，1602液晶模塊作為顯示器，并利用上位機(jī)實(shí)現(xiàn)在電腦上的同步顯示。RS－485收發(fā)器采用的平衡發(fā)送和差分接收具有抑制共模干擾的功能，加上收發(fā)器具有很高的靈敏度，能檢測(cè)低達(dá)200mV的電壓。方案二：RS－485串口通信方案。 LED數(shù)碼管得外型與內(nèi)部結(jié)構(gòu)綜上所述：同時(shí)考慮到本設(shè)計(jì)要顯示的值有數(shù)字和字母信息，采用液晶顯示信息就能實(shí)現(xiàn)。LED數(shù)碼管也稱半導(dǎo)體數(shù)碼管，是目前數(shù)字電路中最常用的顯示器件。將各個(gè)部分連接起來就構(gòu)成了系統(tǒng)的硬件部分，軟件部分主要是對(duì)單片機(jī)進(jìn)行編程，主要編寫各個(gè)子程序，例如鍵盤子程序、數(shù)據(jù)收發(fā)子程序、顯示程序和一些控制程序，將硬件和軟件結(jié)合并通過調(diào)試就可以實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的串口通信。方案二的測(cè)溫裝置電路簡(jiǎn)單、精確度較高、實(shí)現(xiàn)方便、軟件設(shè)計(jì)也比較簡(jiǎn)單，故本次設(shè)計(jì)采用了方案二。這樣,測(cè)溫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)就比較簡(jiǎn)單,體積也不大。便于單片機(jī)處理及控制，省去傳統(tǒng)的測(cè)溫方法的很多外圍電路。此外還有復(fù)位電路，晶振電路，啟動(dòng)電路等。通過將參考結(jié)點(diǎn)保持在已知溫度并測(cè)量該電壓，便可推斷出檢測(cè)結(jié)點(diǎn)的溫度。本論文正是以此為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)單片機(jī)控制的遠(yuǎn)程溫度控制作了詳細(xì)的介紹。具體如空調(diào)、冰箱、茶葉烘烤、糧倉溫度控制等等。 防水型溫度傳感器探頭采用原裝DS18B20溫度傳感器芯片，優(yōu)質(zhì)不銹鋼管封裝，防水、防潮、防生銹，～ 55℃ ～ +125℃無需外部元件，獨(dú)特的單總線接口。關(guān)鍵詞：STC89C52 防水型溫度傳感器 串口通信 溫度控制 DS18B20Waterproof Microcontrollerbased Temperature Intelligent Monitoring SystemAbstract：Designed a the STC89C52 microcontroller and the water temperature sensor temperature intelligent control system, the temperature signal collected by the water temperature sensor DS18B20, and the way of a digital signal sent to the microcontroller. This article describes the hardware part of the control system, including: temperature detection circuit, the temperature control circuit, the PC and the microcontroller serial munication circuit and a number of interface circuits. MCU through signal processing in order to achieve the purpose of temperature control. The article also focuses on software design, modular structure, where the main modules are: LCD program, scanning the keyboard and key processes, the temperature signal handler, overtemperature alarm program. This design with intuitive, easy to read display, simple circuit, functional diversity and many other advantages, can be applied to multiple platforms, and has broad market prospects.Keywords: STC89C52 water temperature sensor serial munication temperature control DS18B20目錄1 緒論 3 3 32 方案論證 4 系統(tǒng)總體方案論證 4 顯示器件的選擇 5 串行通信方案論證 63 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 7 總體硬件電路設(shè)計(jì) 7 單片機(jī)主控制電路設(shè)計(jì) 8 單片機(jī)概述 8 9 MCS51 系列單片機(jī)介紹 9 STC89C52的芯片概述 11 LCD顯示模塊的設(shè)計(jì) 12 1602字符液晶簡(jiǎn)介 12 1602管腳說明 13 字符集 13 顯示地址 14 基本的讀寫時(shí)序圖 15 1602與單片機(jī)連接 15 數(shù)據(jù)采集模塊 16 防水型溫度傳感器簡(jiǎn)介 16 配置寄存器。本文介紹了該控制系統(tǒng)的硬件部分，包括：溫度檢測(cè)電路、溫度控制電路、PC機(jī)與單片機(jī)串口通信電路和一些接口電路 。單片機(jī)通過對(duì)信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)處理，從而實(shí)現(xiàn)溫度控制的目的。 18 DS18B20的主要特性 18 聲控電路設(shè)計(jì) 19 20 上位機(jī)接口模塊的設(shè)計(jì) 20 串行異步通信 20 RS232技術(shù) 21 MAX232數(shù)據(jù)操作原理 21 MAX232電路設(shè)計(jì) 224 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 23 主程序設(shè)計(jì) 23 按鍵程序設(shè)計(jì) 23 溫度報(bào)警程序設(shè)計(jì) 25 上位機(jī)軟件流程設(shè)計(jì) 265 總結(jié) 28致謝 29參考文獻(xiàn) 30附錄 31 1 緒論隨著時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)已經(jīng)普及到我們生活、工作、科研、各個(gè)領(lǐng)域，已經(jīng)成為一種比較成熟的技術(shù)。DS18B20是美國(guó)DALLAS公司生產(chǎn)的數(shù)字溫度傳感器芯片，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、功耗小、抗干擾能力強(qiáng)、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。糧食溫度檢測(cè)是儲(chǔ)備庫中防止糧食霉?fàn)€、保質(zhì)存放的重要環(huán)節(jié)。單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)日新月益更新。數(shù)據(jù)采集部分則使用帶有A/D 通道的單片機(jī)，在將隨被測(cè)溫度變化的電壓或電流采集過來，進(jìn)行A/D 轉(zhuǎn)換后，就可以用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，在顯示電路上，就可以將被測(cè)溫度顯示出來。故現(xiàn)場(chǎng)輸入硬件有手動(dòng)復(fù)位鍵、A/D 轉(zhuǎn)換芯片，處理芯片為51 芯片，執(zhí)行機(jī)構(gòu)有4 位數(shù)碼管、報(bào)警器等。且該芯片的物理化學(xué)性很穩(wěn)定，它能用做工業(yè)測(cè)溫元件，此元件線形較好。采用51 單片機(jī)控制，軟件編程的自由度大，可通過編程實(shí)現(xiàn)各種各樣的算術(shù)算法和邏輯控制，而且體積小，硬件實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，安裝方便。整個(gè)系統(tǒng)采用STC89C52作為主控芯片，通過單片機(jī)的串口TXD和RXD實(shí)現(xiàn)控制并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入和輸出。 顯示器件的選擇。它是以發(fā)光二極管作筆段并按共陰極方式或共陽極方式連接后封裝而成的。故采用LCD1602顯示。RS－485半雙工異步通信總線是一種被廣泛使用的數(shù)據(jù)通信總線。因此，傳輸信號(hào)可在千米以外得到恢復(fù)。由STC89C52芯片內(nèi)部時(shí)鐘定時(shí)器制成時(shí)鐘由LCD1602顯示器顯示。隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM（Random access memory）。為此，稱它為單片微型計(jì)算機(jī)SCMC（Single chip micro puter），簡(jiǎn)稱單片機(jī)。在單片機(jī)的電路和結(jié)構(gòu)中，有許多嵌入式應(yīng)用的特點(diǎn)。從中可以看到單片機(jī)和單片機(jī)系統(tǒng)的差別，即：?jiǎn)纹瑱C(jī)只是一塊芯片，而單片機(jī)系統(tǒng)則是在單片機(jī)芯片的基礎(chǔ)上擴(kuò)展其它 電路或芯片構(gòu)成的具有一定應(yīng)用功能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 但是后來愈來愈多的廠商生產(chǎn)80C51的系列芯片，例如PHILIPS，ATMEL，LG，華邦等公司。 新一代80C51的兼容芯片，還在芯片中增加了一些外部接口功能單元，例如數(shù)/模轉(zhuǎn)換器，可編程計(jì)數(shù)器陣列，監(jiān)視定時(shí)器，高速I/O口，計(jì)數(shù)器的俘獲/比較邏輯等，有些還在總線結(jié)構(gòu)上也做了重大改進(jìn)，出現(xiàn)了廉價(jià)的非總線型單片機(jī)芯片。 80C51的最大改進(jìn)是在芯片的半導(dǎo)體工藝上，早期的MCS51系列芯片采用HMO