【正文】 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 基于單片機(jī)溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計 【摘要】 溫度是表征物體冷卻程度的物理量，也是一種最基本的環(huán)境參數(shù)。在農(nóng)工業(yè)生產(chǎn)及日常生活中，對溫度的測量及控制始終占據(jù)著極其重要的地位。 本溫 度設(shè)計采用現(xiàn)在流行的 AT89C52 單片機(jī)，配以 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器，該溫度傳感器可自行設(shè)置溫度上下限，單片機(jī)將檢測到的溫度信號與輸入的溫度上，下限進(jìn)行比較。 隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)離不開環(huán)境控制，本文在對國內(nèi)外溫室智能控制進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，針對溫室智能化控制存在的諸多因子，將智能傳感器監(jiān)測和單片機(jī)控制相結(jié)合，提出了基于單片機(jī)的溫度檢測系統(tǒng)設(shè)計方案。系統(tǒng)以單片機(jī)為核心，以多個溫度、濕度傳感器作為測量元件，通過單片機(jī)與智能傳感器相連，采集存儲智能傳感器的測量數(shù)據(jù)。單片機(jī)作為監(jiān)控計算機(jī)與智能傳感器連接的中心。 長 春 大 學(xué) 課程設(shè)計紙 i ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 目 錄 第一章 引 言 ............................................. 1 設(shè)計目的 .................................................. 1 設(shè)計產(chǎn)品功能 .............................................. 2 第二章 總體設(shè)計方案 ....................................... 2 第三章 溫度控制系統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ) ................................ 4 溫度傳感器的歷史發(fā)展 ...................................... 4 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器簡介 ................................ 5 溫度傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu) ................................... 5 DS18B20 產(chǎn)品的特點 ................................... 6 DS18B20 引腳圖及引腳功能介紹 ......................... 6 DS18B20 的使用方法 ................................... 7 DS18B20 的測溫原理 ........................................ 8 第四章 系統(tǒng)總體設(shè)計 ....................................... 9 1602 液晶顯示器和單片機(jī)接口技術(shù) .......................... 9 1602 液晶顯示器簡介 ................................... 9 功能管腳 ............................................. 10 特性應(yīng)用 ............................................ 10 1602 與單片機(jī)接口電路 ............................... 11 單片機(jī)單元 .............................................. 11 AT89C51 單片機(jī)簡介 .................................. 11 晶振電路 ............................................. 14 復(fù)位電路 ............................................... 14 系統(tǒng)的硬件組成及設(shè)計原理 ................................. 15 第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 ...................................... 15 程序流程圖 ............................................... 15 程序 ..................................................... 16 總 結(jié) .......................................錯誤 !未定義書簽。 參 考 文 獻(xiàn) .............................................. 27 附 錄 ................................................... 28 長 春 大 學(xué) 課程設(shè)計紙 共 32 頁 第 1 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第一章 引 言 隨著社會的發(fā)展，科技的進(jìn)步，以及測溫儀器在整個領(lǐng)域的應(yīng)用，智能化已實現(xiàn)待溫度控制系統(tǒng)發(fā)展的主流方向。 溫度是科技最基本的物理量之一，物理，化學(xué)，生物等學(xué)科都離不開溫度，在工業(yè)生產(chǎn)和實驗研究中，溫度常常是表征對象和過程狀態(tài)的最重要參數(shù)之一。沒有合適的溫度，許多電子設(shè)備就不能正常工作。 單片機(jī)在電子產(chǎn)品的應(yīng)用已越來越廣泛，在很多的電子產(chǎn)品中也用到了溫度檢測和溫度控制。 本設(shè)計的內(nèi)容是溫度測試控制系統(tǒng)，控制對象是溫度，溫度控制在日常生活及工業(yè)領(lǐng)域相當(dāng)廣泛，比如溫度，水池，發(fā)酵缸等場所的溫度控制。針對此問題，本系統(tǒng)設(shè)計的目的是 ① 本課題綜合了現(xiàn)代測控技術(shù)、電子信息、計算機(jī)技術(shù)專業(yè)領(lǐng)域方方面面的知識，具有綜合性、科學(xué)性、代表性，可全面檢驗和促進(jìn)學(xué)生的理論素養(yǎng)和工作能力。 長 春 大 學(xué) 課程設(shè)計紙 共 32 頁 第 2 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ③ 實現(xiàn)一種可連續(xù)高精度調(diào)溫的溫度控制系統(tǒng)，它應(yīng)用廣泛、功能強大、 小巧美觀 、 便于攜帶，是一款既實用又廉價的控制系統(tǒng)。 產(chǎn)品功能 通過搭建 51 單片機(jī)最小系統(tǒng)及周邊電路，可是本產(chǎn)品具有以下功能及特點： 1. 實現(xiàn)溫度計功能，可實現(xiàn)實時顯示和報警。 3. 所有 I/O 口全部引出，方便進(jìn)行二次開發(fā)。若采用一般 溫度傳感器采集溫度信號，則需設(shè)計信號調(diào)理電路， A/D轉(zhuǎn)換及相應(yīng)的接口電路，才能把傳感器輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號送到計算機(jī)去處理。溫度傳感器應(yīng)用范圍廣，使用數(shù)量龐大，也高居各類傳感器之首。在整個過程中，溫度始終得以顯示，設(shè)定溫度過程中顯示設(shè)定溫度值，以便于操作。 本系統(tǒng)的電路設(shè)計 主要有六 部分主成： ① 主控制部分芯片采用單片機(jī)AT89C51② 顯示部分采用 1602 液晶顯示屏實現(xiàn)； ③ 溫度采集部分采用 DS18B20溫度傳感器； ④ 報警部分蜂鳴器的使用； ⑤ 供電部分 ； ⑥ 獨立按鍵部分用于控制萬年歷 1. 主控制部分 此部分是電路的核心部分，系統(tǒng)控制采用了單片機(jī) AT89C51，有 Atmel 公司生產(chǎn)的 AT89C51 是一種低功耗，高性能的微控制器，具有 8K 在線系統(tǒng)可編長 春 大 學(xué) 課程設(shè)計紙 共 32 頁 第 3 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 程 Flash 存儲器，單片機(jī) AT89C51 具有低電壓供電和體積小等特點，四個端口只需要兩個就能滿足電路系統(tǒng)的設(shè)計要求，很適合便攜手持式產(chǎn)品的設(shè)計使用 2．顯示電路 采用技術(shù)成熟，價格便宜的 1602 液晶顯示器作為輸出顯示。 3. 溫度采集部分 DS18B20 溫度傳感器是美國 DALLAS 公司生產(chǎn)的 1－ Wire，即單總線器件，具有線路簡單，體積小的特點。 可直接讀出被測溫度。 DS18B20 數(shù)字式溫度傳感器通常采用兩種方式供電，一種是寄生電源供電方式，另一種是采用外部電源供電方式，此時 DS18B20 的 1 引腳接地， 2 引腳作為信號線， 3 引腳接電源，本設(shè)計采用外部供電方式，外部電源供電方式是 DS18B20 最佳的工作方式，工作穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強，而且電路也比較簡單，可以開發(fā)出穩(wěn)定可靠的多點溫度監(jiān)控系統(tǒng)。它們都是基于溫度變化引起其物理參數(shù)的變化的原理。然而測量溫度的關(guān)鍵就是溫度傳感器，溫度傳感 器的發(fā)展經(jīng)歷了三個發(fā)展階段 : ① 傳統(tǒng)的分立式溫度傳感器； ② 模擬集成溫度傳感器； ③ 只能集成溫度傳感器。由于模擬式溫度傳感器輸出的模擬信號必須經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)獲得數(shù)字信號后才能與單片機(jī)等微處理器連接，因而使得硬件電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高。 DS18B20 數(shù)字溫度傳感器簡介 溫度傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu) DS18B20 數(shù)字溫度傳感器 是 DALLAS 公司生產(chǎn)的 1－ Wire，即單總線器件，具有線路簡單，體積小的特點。 長 春 大 學(xué) 課程設(shè)計紙 共 32 頁 第 6 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 圖 31 溫度傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu) DS18B20 產(chǎn)品的特點 ? 獨特的單 線接口僅需一個端口引腳進(jìn)行通訊 ? 簡單的多點分布應(yīng)用 ? 無需外部器件 ? 可通過數(shù)據(jù)線供電 ? 零待機(jī)功耗 ? 測溫范圍 55~+125℃，以 ℃遞增。 長 春 大 學(xué) 課程設(shè)計紙 共 32 頁 第 7 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 圖 32 DS18B20 的引腳圖 表 31 DS18B20 詳細(xì)引腳功能描述 序號 名稱 引腳功能描述 1 GND 地信號 2 DQ 數(shù)據(jù)輸入 /輸出引腳。當(dāng)被用著在寄生電源下，也可以向器件提供電源