【正文】 年代末，經(jīng)歷了 SCM、 MCU、 SoC 三大階段?，F(xiàn)在有些工廠的技術(shù)人員或其它業(yè)余電子開發(fā)者搞出來的某些產(chǎn)品，不是電路太復(fù)雜，就是功能太簡單且極易被仿制?，F(xiàn)在，這種單片機(jī)的使用領(lǐng)域已十分廣泛，如智能儀表、實(shí)時(shí)工控、通訊設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)、家用電器等。因?yàn)樗w積小，通常都藏在被控機(jī)械的“肚子”里。這種計(jì)算機(jī)就是把智能賦予各種機(jī)械的單片機(jī)（亦稱微控制器）。它由主機(jī)、鍵盤、顯示器等組成。 可以說，二十世紀(jì)跨越了三個(gè)“電”的時(shí)代，即電氣時(shí)代、電子時(shí)代和現(xiàn)已進(jìn)入的電腦時(shí)代。 單片機(jī)在硬件資源方面的利用率必須很高才行，所以匯編雖然原始卻還是在大量使用。一個(gè)不是很復(fù)雜的功能要是用美國 50 年代開發(fā)的 74 系列，或者 60 年代的 CD4000 系列這些純硬件來搞定的話，電路一定是一塊大 PCB 板！但是如果要是 用美國 70 年代成功投放市場(chǎng)的系列單片機(jī)，結(jié)果就會(huì)有天壤之別！只因?yàn)閱纹瑱C(jī)的通過你編寫的程序可以實(shí)現(xiàn)高智能，高效率，以及高可靠性！ 由于單片機(jī)對(duì)成本是敏感的，所以目前占統(tǒng)治地位的軟件還是最低級(jí)匯編語言，它是除了二進(jìn)制機(jī)器碼以上最低級(jí)的語言了，既然這么低級(jí)為什么還要用呢？很多高級(jí)的語言已經(jīng)達(dá)到了可視化編程的水平為什么不用呢？原因很簡單，就是單片機(jī)沒有家用計(jì)算機(jī)那樣的 CPU，也沒有像硬盤那樣的海量存儲(chǔ)設(shè)備。 單片機(jī)是靠程序的，并且可以修改。我們現(xiàn)在用的全自動(dòng)滾筒洗衣機(jī)、排煙罩、 VCD 等等的 家電里面都可以看專科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 3 頁 共 35 頁 到它的身影！它主要是作為控制部分的核心部件。同時(shí)，學(xué)習(xí)使用單片機(jī)是了解計(jì)算機(jī)原理與結(jié)構(gòu)的最佳選擇。概括的講：一塊芯片就成了一臺(tái)計(jì)算機(jī)。 單片機(jī)又稱單片微控制器 ,它不是完成某一個(gè)邏輯功能的芯片 ,而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。而個(gè)人電腦中也會(huì)有為數(shù)不少的單片機(jī)在工作?，F(xiàn)代人類生活中所用的幾乎每件電子和機(jī)械產(chǎn)品中都會(huì)集成有單片機(jī)。 單片機(jī)比專用處理器更適合應(yīng)用于嵌入式系 統(tǒng)，因此它得到了最多的應(yīng)用。當(dāng)代單片機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)不再只在裸機(jī)環(huán)境下開發(fā)和使用，大量專用的嵌入式操作系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用在全系列的單片機(jī)上。而傳統(tǒng)的 8 位單片機(jī)的性能也得到了飛速提高，處理能力比起 80 年代提高了數(shù)百倍。 90 年代后隨著消費(fèi)電子產(chǎn)品大發(fā)展，單片機(jī)技術(shù)得到了巨大的提高。基于這一系統(tǒng)的單片機(jī)系統(tǒng)直到現(xiàn)在還在廣泛使用。其中最成功的是 INTEL 的 8031，因?yàn)楹唵慰煽慷阅懿诲e(cuò)獲得了很大的好評(píng)。 INTEL 的 Z80 是 最早按照這種思想設(shè)計(jì)出的處理器，從此以后，單片機(jī)和專用處理器的發(fā)展便分道揚(yáng)鑣。單片機(jī)由芯片內(nèi)僅有 CPU 的專用處理器發(fā)展而來。 本文介紹的是采用溫度傳感器 DS18B20 的溫度顯示器，自動(dòng)測(cè)量當(dāng)前環(huán)境溫度，由單片機(jī) AT89S51 控制，并通過四位 7 段數(shù)碼管顯示。這種溫 度顯示器結(jié)構(gòu)簡單，可操作性強(qiáng)，應(yīng)用廣泛。 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) ,本文將介紹一種基于單片機(jī)控制的數(shù)字溫度計(jì)，本溫度計(jì)屬于多功能溫度計(jì)，可以設(shè)置上下報(bào)警溫度，當(dāng)溫度不在設(shè)置范圍內(nèi)時(shí)，可以報(bào)警。溫度是工業(yè)生產(chǎn)過程中重要的被控參數(shù)之一，機(jī)械、食品、化工等各類工業(yè)生產(chǎn)過程中廣泛使用的各種加熱爐、熱處理爐、反應(yīng)爐，對(duì)工作的處理溫度等均需要對(duì)溫度嚴(yán)格控制。要求綜合運(yùn)用所學(xué)主要課程的知識(shí)，并要求查詢有關(guān)技術(shù)資料和書籍，得到本設(shè)計(jì)所要的技術(shù)數(shù)據(jù)和相關(guān)知識(shí)。 揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué)汽車與電氣工程系 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 作 者 : 吳晗 學(xué) 號(hào)： 0902030234 教研室 : 電氣自動(dòng)化教研室 專 業(yè) : 電氣自動(dòng)化 題 目 : 基于 AT89S51 單片機(jī)的 溫度報(bào)警器 設(shè)計(jì) 指導(dǎo)者： 謝聰 評(píng)閱者： 2021 年 5 月 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文）中文摘要 溫度的測(cè)量是日常生活和工業(yè) 生產(chǎn)中常遇到的問題，而日常生活中常用到的普通的溫度計(jì)不能和計(jì)算機(jī)接口，也就不能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代的工業(yè)控制。本設(shè)計(jì)是通過MCS51 單片機(jī)和 DS18B20 轉(zhuǎn)換芯片，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境溫度的采集、模 /數(shù)轉(zhuǎn)換、處理、顯示過程。 溫度控制系統(tǒng)是比較常見的和典型的過程控制系統(tǒng)。當(dāng)今計(jì) 算機(jī)控制技術(shù)在這方面的應(yīng)用，已使溫度控制系統(tǒng)達(dá)到自動(dòng)化和智能化了 . 本裝置的任務(wù)是對(duì)溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，首先，由溫度傳感器 DS18B20 對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行采集并送給單片機(jī)，通過單片機(jī)送至數(shù)碼管顯示，顯示出來的數(shù)值即為所測(cè)的攝氏溫度值。 本溫度顯示器的設(shè)計(jì)與制作，闡明了該裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)與制作的具體過程及方法。工作時(shí)，由傳感器檢測(cè)溫度，防止因溫度升高而帶來的不必要的損失。 關(guān)鍵詞 溫度顯示 單片機(jī)（ AT89S51） 數(shù)字溫度傳感器（ DS18B20） 專科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 1 頁 共 35 頁 目 錄 摘要 單片機(jī)介紹 ................................................................ 2 單片機(jī)歷史 ................................................................ 3 單片機(jī)在各領(lǐng)域中的應(yīng)用 .................................................... 4 1 引言 .................................................................... 6 設(shè)計(jì)背景 ........................................................... 6 設(shè)計(jì)任務(wù) .......................................................... 6 電路的工作原理 ..................................................... 6 2 硬件設(shè)計(jì)方案 ........................................................... 7 設(shè)計(jì)思路 .......................................................... 7 硬 件設(shè)計(jì)及框圖 ..................................................... 7 電源部分 ..................................................... 7 時(shí)鐘電路 ..................................................... 7 復(fù)位電路的設(shè)計(jì) ............................................... 8 總框圖 ....................................................... 9 溫度傳感器 ........................................................ 10 DS18B20 .................................................... 10 DS18B20 的主要特性 .......................................... 10 DS18B20 工作原理 ............................................ 11 溫度格式 .................................................... 11 DS18B20 的通信協(xié)議 : ......................................... 11 DS18B20 的外部電源供電方式 .................................. 12 AT89S51 .......................................................... 13 ．主要特性 .................................................. 13 ．管腳說明 ................................................... 13 數(shù)碼管 ........................................................... 15 LED 數(shù)碼顯示器連接方法： .................................... 15 方案 ........................................................ 15 數(shù)碼管顯示方式 .............................................. 16 3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) ......................................................... 16 軟件設(shè)計(jì)的主程序 ................................................ 17 讀溫度子程序 .................................................... 17 溫度轉(zhuǎn)換命令子程序 .............................................. 18 計(jì)算溫度子程序 .................................................. 19 程序設(shè)計(jì) ........................................................ 20 軟件調(diào)試及仿真框圖 .............................................. 29 結(jié)束語 ................................................................... 32 參考文獻(xiàn) ................................................................. 33 附錄一 元器件清單 ........................................................ 34 附錄二 原理圖 ............................................................ 35 ?？飘厴I(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 2 頁 共 35 頁 單片機(jī)介紹 單片機(jī)也被稱為微控制器（ Microcontroller），是因?yàn)樗钤绫挥迷诠I(yè)控制領(lǐng)域。最早的設(shè)計(jì)理念是通過將大量外圍設(shè)備和 CPU 集成在一個(gè)芯片中，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更小，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對(duì)體積要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。 早期的單片機(jī)都是 8 位或 4 位的。此后在 8031 上發(fā)展出了 MCS51 系列單片機(jī)系統(tǒng)。隨著工業(yè)控制領(lǐng)域要求的提高，開始出現(xiàn)了 16 位單片機(jī)，但因?yàn)樾詢r(jià)比不理想并未得到很廣泛的應(yīng)用。隨著 INTEL i960 系列特別是后來的 ARM系列的廣泛應(yīng)用， 32 位單片機(jī)迅 速取代 16 位單片機(jī)的高端地位，并且進(jìn)入主流市場(chǎng)。目前，高端的 32 位單片機(jī)主頻已經(jīng)超過 300MHz，性能直追 90 年代中期的專用處理器，而普通的型號(hào)出廠價(jià)格跌落至 1 美元，最高端的型號(hào)也只有 10 美元。而在作為掌上電腦和手機(jī)核心處理的高端單片機(jī)甚至可以直接使用專用的Windows 和 Linux 操作系統(tǒng)。事實(shí)上單片機(jī)是世界上數(shù)量最多的計(jì)算機(jī)。手機(jī)、電話、計(jì)算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及鼠標(biāo)等電腦配件中都配有 12 部單片機(jī)。汽車上一般配備 40 多部單片機(jī)，復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)上甚至可能有數(shù)百臺(tái)單片機(jī)在同時(shí)工作！單片機(jī)的數(shù)量不僅遠(yuǎn)超過 PC 機(jī)和其他計(jì)算的綜合，甚至比人類的數(shù)量還要多。相 當(dāng)于一個(gè)微型的計(jì)算機(jī)，和計(jì)算機(jī)相比，單片機(jī)只缺少了 I/O 設(shè)備。它的體積小、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜、為學(xué)習(xí)、應(yīng)用和開發(fā)提供了便利條件。 單片機(jī)內(nèi)部也用和電腦功能類似的模塊，比如 CPU，內(nèi)存，并行總線，還有和硬盤作用相同的存儲(chǔ)器件，不同的是它的這些部件性能都相對(duì)我們的家用電腦弱很多，不過價(jià)錢也是低的，一般不超過 10 元即可 ......用它來做一些控制電器一類不是很復(fù)雜的工作足矣了。它是一種在線式實(shí)時(shí)控制計(jì)算機(jī)，在線式就是現(xiàn)場(chǎng)控制，需要的是有較強(qiáng)的抗干擾能力，較低的成本，這也是和離線式計(jì)算機(jī)的（比如家用 PC）的主要區(qū)別。通過不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，尤其是