【正文】 單片機(jī)中的增強(qiáng)型產(chǎn)品，是一種低 功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器， 使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造。在單片機(jī)選用方面，因為 MCS 51 系列單片機(jī) 擁有基于復(fù)雜指令集（ CISC）的單片機(jī)內(nèi)核，雖然其速度不快， 12 個振蕩周期才執(zhí)行一個單周期指令，但其端口結(jié)構(gòu)為準(zhǔn)雙向并行口，可兼有外部并行總線，故使其擴(kuò)展性能非常強(qiáng)大。從 冶金采礦、機(jī)械電子、輕工紡織等行業(yè)的分布系統(tǒng)與智能控制以及機(jī)電一體化設(shè)備和產(chǎn)品，到郵電通信、日用設(shè)備和器械，單片機(jī)都發(fā)揮了巨 大作用。單片機(jī)也廣泛地應(yīng)用于實時控制系統(tǒng)中，例如對工業(yè)上各種窯爐的溫度、酸度、化學(xué)成分的測量和控制。它和一般的集成電路相比有較好的抗干擾能力， 對環(huán)境的溫度和濕度都有較好的適應(yīng)性，可以在工業(yè)條件下穩(wěn)定工作。由于 8 位單片機(jī)的高性能價格比，因此它 仍將是單片機(jī)中的主流機(jī)型 [1]。直到現(xiàn)在 MCS51 仍不失為單片機(jī)中的主流機(jī)型。由于 PHILIPS、 ATMEL、 WELBORD、 LG 等近百家 IC 制造商都主產(chǎn) 51 系列兼容產(chǎn)品， 使其 具有品種全、兼容性強(qiáng)、軟硬件湖南人文科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 12 資料豐富等特點。 華邦單片機(jī) : 華邦公司的 W77,W78 系列 8位單片機(jī)的腳位和指令集與 8051 兼容 , 但每個指令周期只需要 4 個時鐘周期 ,速度提高了三倍 ,工作頻率最高可達(dá) 時增加了 WatchDog Timer,6 組外部中斷源 ,2組 UART,2 組 Data pointer 及 Wait state control pin. W741系列的 4位單片機(jī)帶液晶驅(qū)動 ,在線燒錄 ,保密性高 ,低操作電壓（ ~） . Zilog 單片機(jī) : Z8 單片機(jī)是 Zilog 公司的產(chǎn)品 ,采用多累加器結(jié)構(gòu) ,有較強(qiáng)的中斷處理能力 ,開發(fā)工具價廉物美 .Z8單片機(jī)以低價位面向低端應(yīng)用 .我想很多人都知道 Z80單板機(jī) ,直到 90 年代后期 ,很多大學(xué)的微機(jī)原理還是講述 Z80. 8051 單片機(jī) : 8051單片機(jī)最早由 Intel公司推出 ,其后 ,多家公司購買了 8051的內(nèi)核 ,使得以8051為內(nèi)核的 MCU系列單片機(jī)在世界上產(chǎn)量 最大 ,應(yīng)用也最廣泛 ,有人推測 8051可能最終形成事實上的標(biāo)準(zhǔn) MCU芯片 . LG 公司生產(chǎn)的 GMS90 系列單片機(jī) ,與 Intel MCS51 系列 ,Atmel 89C51/52,89C2051 等單片機(jī)兼容 ,CMOS技術(shù) ,高達(dá) 40MHZ 的時鐘頻率 ,應(yīng)用于 : 多功能電話 ,智能傳感器 ,電度表 ,工業(yè)控制 ,防盜報警裝置 ,各種計費器 ,各種 IC卡裝置 ,DVD,VCD,CDROM。具有虛擬外設(shè)功能 ,柔性化 I/O 端口 ,所有的I/O 端口都可單獨編程設(shè)定 ,公司提供各種 I/O 的庫函數(shù) ,用于實現(xiàn)各種 I/O 模塊的功能 ,如多路 UART,多路 A/D,PWM,SPI,DTMF,FS,LCD 驅(qū)動等等 . 采用EEPROM/FLASH程序存 儲器 ,可以實現(xiàn)在線系統(tǒng)編程 .通過計算機(jī) RS232C接口 ,采用專用串行電纜即可對目標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行在線實時仿真 。 單片機(jī)按其結(jié)構(gòu)、特點等可以分為如下幾類： AVR 單片機(jī) ： ATMEL 公司的 AVR 單片機(jī) ,是增強(qiáng)型 RISC 內(nèi)載 Flash 的單片機(jī) ,芯片上的Flash 存儲器附在用戶的產(chǎn)品中 ,可隨時編程 ,再編程 ,使用戶的產(chǎn)品設(shè)計容易 ,更新?lián)Q代方便 .AVR單片機(jī)采用增強(qiáng)的 RISC結(jié)構(gòu) ,使其具有高速處理能力 ,在一個時鐘周期內(nèi)可執(zhí)行復(fù)雜的指令 ,每 MHz 可實現(xiàn) 1MIPS 的處理能力 .AVR 單片機(jī)工作電壓為 ~,可以實現(xiàn)耗電最優(yōu)化 .AVR 的單片機(jī)廣泛應(yīng)用于計算機(jī)外部設(shè)備 ,工業(yè)實時控制 ,儀器儀表 ,通訊設(shè)備 ,家用電器 ,宇航設(shè)備等各個領(lǐng)域 . Motorola 單片機(jī) : Motorola 是世界上最大的單片機(jī)廠商 .從 M6800 開始 ,開發(fā)了廣泛的品種 ,4位 ,8 位 ,16 位 32 位的單片機(jī)都能生產(chǎn) ,其中典型的代表有 :8 位機(jī)M6805,M68HC05 系列 ,8位增強(qiáng)型 M68HC11,M68HC12 , 16 位機(jī) M68HC16, 32位機(jī) M683XX. Motorola 單片機(jī)的特點之一是在同樣單片機(jī)種類簡介 的速度下所用的時鐘頻率較 Intel 類單片機(jī)低得多 ,因而使得高頻噪聲低 ,抗干擾能力強(qiáng) ,更適合于工控領(lǐng)域及惡劣的環(huán)境 。 單片機(jī)的選擇 所謂單片機(jī) (m1crocontroller)是指在一個集成芯片中，集成微處理器 (CPU)、存儲器、基本的 I/O 接口以及定時 /計數(shù)、通信部件，即在一個芯片上實現(xiàn)一臺微型計算機(jī)的基 本功能。 湖南人文科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 9 第三章 硬件的選擇 本文已經(jīng)在前面提出多點溫度檢測系統(tǒng)的設(shè)計的關(guān)鍵在于溫度采集部分和系統(tǒng)主控單元部分的設(shè)計。 2 溫度采集模塊功能 溫度采集模塊的主要功能是通過溫度傳感器感應(yīng) 溫室溫度并轉(zhuǎn)化成模擬信號，通過轉(zhuǎn)化模塊將模擬信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號 ，并 存取溫度數(shù)據(jù) 。 系統(tǒng)主要包括三大模塊：控制模塊，溫度采集模塊，溫度顯示模塊。因而使用 DS18B20 可使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更趨簡單，可靠性更高。 DS18B20 是在分立式溫度采集模塊上發(fā)展 而來的集溫度傳感器和 A/D 轉(zhuǎn)化于一體的芯片，該芯片能夠直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實際要求通過簡單的編程實現(xiàn) 912 位的數(shù)字值讀數(shù)方式。 系統(tǒng)方案 綜上所述 ,溫度傳感器以及主控部分都采用第二方案。而且體積小，硬件實現(xiàn)簡單，安裝方便。實時顯示電路的設(shè)計， 湖南人文科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 7 使溫度信息更迅速，直觀地發(fā)布，這些都提高了系統(tǒng)的可行性。同時也 AT89C51 內(nèi)含 4KB FLASH ROM，開發(fā)環(huán)境友好，易用、方便，大大加快本系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)。 方案二： 此方案采用 AT89C51 八位單片機(jī)實現(xiàn) 。需要通過 RS232 電平轉(zhuǎn)換兼容，硬 件的合成在線調(diào)試，較為繁瑣，很不簡便。它可在線編程，可在線仿真的功能，這讓調(diào)試變得方便。 這樣 ,測溫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)就比較簡單 ,體積也不大 ,且由于 AT89C51可 以帶多個 DSB1820,因此可以 非常容易 實現(xiàn)多點測量 .輕松的組建傳感器網(wǎng)絡(luò) 。 新型數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 具有體積更小、精度更高、適用電壓更寬、采用一線總線、可組網(wǎng)等優(yōu)點，在實際應(yīng)用中取 得了良好的測溫效果 。2176。C。C 范圍內(nèi)，精度為177。C～ +125176。且該芯片的物理化學(xué)性很穩(wěn)定，元件線形較好。 目前，幾乎所有的傳感器都在由傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)化生產(chǎn)設(shè)計向基于計算機(jī)輔助設(shè)計（ CAD）的模擬式工程化設(shè)計轉(zhuǎn)變。另外 傳統(tǒng)的測溫方法是將模擬信號遠(yuǎn)距離湖南人文科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 6 采樣進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換， 一般監(jiān)控現(xiàn)場的電磁環(huán)境都非常惡劣，各種干擾信號較強(qiáng)，模擬溫度信號容易受到干擾而產(chǎn)生測量誤差，影響測量精度。 在溫度測量系統(tǒng)中 ,采用單片溫度傳感器 ,比如 AD590,LM35等 .但這些芯片輸出的 都是模擬信號 ,必須經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換后才能送給計算機(jī) ,這樣就使得測溫裝置的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜 .另 外 ,這種測溫裝置的一根線上只能掛一個傳感器 ,不能進(jìn)行多點測量 .即使能實現(xiàn)，也要用到復(fù)雜的算法，一定程度上也增加了軟件實現(xiàn)的難度。但若有過流發(fā)生，其溫度升高，它的阻值隨之急劇升高，達(dá)到限制電流的保護(hù)作用，避免損壞電路中的元器件。 傳感器部分 方案一： 熱敏電阻作為傳統(tǒng)的 溫度傳感器，可滿足 40攝氏度至 90 攝氏度測量范圍，但熱敏電阻精度、重復(fù)性、可靠性較差 。這樣，由于各種因素會造成檢測系統(tǒng)較大的偏差；又因為檢測環(huán)境復(fù)雜、測量點多、信號傳輸距離遠(yuǎn)及各種干擾的影響，會使檢測系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性下降 。 湖南人文科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 5 第二章 方案論證 多點 溫度采集 系統(tǒng)有則共同的特點：測量點多、環(huán)境復(fù)雜、布線分散、現(xiàn)場離監(jiān)控室遠(yuǎn)等。同時湖南人文科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 4 根據(jù)不的的工作環(huán)境機(jī)選擇適合其要求的硬件系統(tǒng)及硬件電路的設(shè)計和軟件的設(shè)計。 2 設(shè)計 多點溫度采 樣 系統(tǒng) 實現(xiàn)溫室溫度的采集、多點溫度的顯示、溫度的巡回顯示、報警等功能。新產(chǎn)品不僅要具有檢測功能，又要具有判斷 和指令等多功能，采用微機(jī)向智能化方向發(fā)展，向機(jī)電一體化方向發(fā)展 。 (2) 加強(qiáng)新原理、新材料、新加工工藝的開發(fā)。 根據(jù)上述要求，國內(nèi)外 對 溫度 檢測 儀 的研究 將向以下幾方面發(fā)展。其最大優(yōu)點是直觀、無讀數(shù)誤差、分辨率高、測量誤差小，因而有廣闊的銷售市場。又如移動物體和高速旋轉(zhuǎn)物體的測溫、鋼水的連續(xù)測溫、火焰溫度檢測等。同時利用新的檢測技術(shù)制造出新的產(chǎn)品。應(yīng)用范圍己經(jīng)從 工 業(yè)領(lǐng)域延伸到環(huán)境保護(hù)、家用電器、汽車工業(yè)及航天工業(yè)領(lǐng)域。尤其是液化氣體的極低溫度檢測更為迫切，如 10K 以下的溫度檢測是當(dāng)前重點研究課題。 隨著工業(yè) 、農(nóng)業(yè) 生產(chǎn)效率的不斷提高，自動化水平與范圍也不斷擴(kuò)大，因而對溫度檢測技術(shù)的要求也愈來愈高，一般可以歸納以下幾方面。 出 現(xiàn)了 基于新型 AVR 單片機(jī)和 數(shù)字溫度傳感器 DS18B20 的多點溫度測量儀器。 而 溫度 檢測 技術(shù)也 是近年的研究課題 。因此迫切需要在技術(shù)上進(jìn)一步的進(jìn)行改進(jìn)和提高。基于 此，本課題圍繞應(yīng)用于溫室大棚的基于單片機(jī)的溫度測控系統(tǒng)展開應(yīng)用研究工作。單片機(jī)以其功能強(qiáng)、體積小、可靠性高、造價低和開發(fā)周期短等優(yōu)點，成為自動化和各個測控領(lǐng)域中必不可少且廣泛應(yīng)用的器件，尤其在日常生活中也發(fā)揮越來越大的作用。 多點溫度測量 顯示 是近幾年的研究課題，隨著傳感技術(shù)與通訊技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)的出現(xiàn)， 溫度測量儀器應(yīng)運而生，最近幾年的研究更是迅速。 而 大型溫室大棚的建設(shè)對溫度檢測技術(shù)也提出了越來越高的要求。 隨著國家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展 和人們需求的變化，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的規(guī)模也在 不斷提高，農(nóng)產(chǎn)品在大棚中培育的品種 也越來越多。如果過低，就對大棚進(jìn)行升溫處理。 看溫度是否過高或過低。因此，對于 溫室大棚 來講溫度的控制才是其關(guān)鍵技術(shù)。 由于 溫室大棚技 術(shù)的普及，使其 數(shù)量不斷增多，溫室大棚也成為農(nóng)業(yè)發(fā)展的 一個十分重要的課題。而且，溫室大棚能克服環(huán)境對生物生長的限制 ，使不同的農(nóng)作物在不適合生長的季節(jié)產(chǎn)出。溫室大棚技術(shù)就是其中一個好的方法。 我國 作為世界上最大的農(nóng)業(yè)國 ， 但是人均占有耕地面積 少 ，這對農(nóng)業(yè)的發(fā)展有著極大的限制 。在冶金、鋼鐵、石化、水泥、玻璃、醫(yī)藥等行業(yè) 都與之有關(guān) ， 可 以說幾乎 80%的工業(yè)部門都不得不考慮溫度對自身系統(tǒng)的影響。 在 工、 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中， 占據(jù)著極其重要地位。 greenhouses。 single bus。 關(guān)鍵詞： 溫度測量；單總線；數(shù)字溫度傳感器； 溫室大棚； 單片機(jī) Multipoint temperature of the sampling system design 湖南人文科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計 II Abstract: This design is proposed based on AT89C51microcontroller as the core of the temperature control system and its digital singlebus technology used inthe design of the greenhouse temperature measurement system. Program uses a new type of digital temperature sensor DS18B20, use DS18B20 temperature sensor embedded inside the greenhouse temperature, transformed into the current changes, and then a converted to voltage input ADC, the bus passed through the single AT89C51 icic rocontroller AT89C51 microcontroller input and output through the serial port tounat e with the PC machine. System for realtime multipoint inspection of temperature, w hile prov