【正文】 機,Micon公司生產(chǎn),與PIC單片機管腳完全一致,海爾集團的電冰箱控制器,TCL通信產(chǎn)品,長安奧拓鈴木小轎車功率分配器就采用這種單片機 EM78系列OTP型單片機: 臺灣義隆電子股份有限公司,直接替代PIC16CXX,管腳兼容,軟件可轉換. Scenix單片機: Scenix公司推出的8位RISC結構SX系列單片機與Intel 的Pentium II等一起被: SX系列雙時鐘設置,指令運行速度可達50/75/100MIPS（每秒執(zhí)行百萬條指令,XXX M Instruction Per Second） 。世界上最早的單片機是1974年美國仙童公司研制的F8單片機，但其中最具典型性的當數(shù)Intel公司的MCS51系列單片機。因此系統(tǒng)硬件的選擇主要就是溫度傳感器主控單片機的選擇。3 溫度顯示模塊功能溫度顯示模塊的主要功能是在控制模塊的控制下將控制模塊寫入的數(shù)據(jù)顯示在液晶屏上，便于讀取溫度數(shù)值。：1 控制模塊功能控制模塊在系統(tǒng)的功能是控制溫度采集模塊完成溫度采集并將采集到的溫度讀入控制模塊的數(shù)據(jù)寄存器，再將從溫度采集模塊讀取的溫度數(shù)據(jù)寫入顯示模塊并控制顯示模塊完成溫度的顯示。同時其“一線總線”獨特而且經(jīng)濟的特點，使用戶可輕松地組建傳感器網(wǎng)絡，為測量系統(tǒng)的構建引入了全新的概念。AT89C51單片機可以分別在 和 750ms 內(nèi)完成 9 位和 12 位的數(shù)字量，并且從 DS18B20 讀出的信息或寫入 DS18B20 的信息僅需要一根I/O口線(單線接口)讀寫，溫度變換功率來源于數(shù)據(jù)總線，總線本身也可以向所掛接的 DS18B20 供電，而無需額外電源。系統(tǒng)采用針對傳統(tǒng)溫度測溫系統(tǒng)測溫點少，系統(tǒng)兼容性及擴展性較差的特點，運用分布式通訊的思想,用DS18B20和AT89C51單片機一起組成了溫度采集系統(tǒng)。既可以單獨對多DS18B20控制工作，編程技術及外圍功能電路的配合使用都很成熟。而且單片機軟件編程的自由度大，可通過編程實現(xiàn)各種各樣的算術算法和邏輯控制。撥碼開關的使用，使操作更為簡潔、易懂。AT89C51的時鐘為12M，I/O口可達32個，高的時鐘頻率和豐富的I/O，都為實現(xiàn)電路功能提供了非常有利的條件。而且在一些環(huán)境比較惡劣的場合，PC機的體積大，攜帶安裝不方便，性能不穩(wěn)定，這不利于工作。但是PC機輸出信號不能直接與DS18B20通信。方案一：此方案采用PC機實現(xiàn)。DS18B20的最大特點之一采用了單總線的數(shù)據(jù)傳輸，由數(shù)字溫度計DS18B20和微控制器AT89C51構成的溫度測量裝置,它直接輸出溫度的數(shù)字信號,可直接與計算機連接。C。DS18B20的精度較差為177。176。C，在10～+85176。其測量溫度范圍為55176。采用數(shù)字溫度芯片DS18B20測量溫度，輸出信號全數(shù)字化，便于單片機處理及控制。因此，在溫度測量系統(tǒng)中，采用抗干擾能力強的新型數(shù)字溫度傳感器是解決這些問題的最有效方案。方案二：在多點溫度采集系統(tǒng)中，傳統(tǒng)的模擬信號遠距離測溫系統(tǒng)中，需要很好的解決引線誤差補償問題、多點測量切換誤差問題和放大電路零點漂移誤差問題等技術問題，才能夠達到較高的測量精度。當故障排除后，溫度自動下降，又恢復到低阻狀態(tài)，因此對于檢測溫度的信號是不適用的。使用時，將其串接在電路中，在一般情況下，其阻值很小，損耗也很小，不影響電路正常工作。所以多點溫度檢測系統(tǒng)的設計的關鍵在于兩部分：溫度采集即溫度傳感器的選擇和系統(tǒng)主控單元的設計。若采用一般溫度傳感器采集溫度信號，則需要設計信號調理電路、A/D 轉換及相應的接口電路，才能把傳感器輸出的模擬信號轉換成數(shù)字信號送到計算機去處理。4 采用AT89C51單片機為核心的控制芯片和DS18B20為溫度采集部件的設計，并通過調試說明其硬件和軟件的可行性。3 深入了解多點溫度采集系統(tǒng)的結構及基本原理、工作原理、運行特性。 本設主要內(nèi)容1 介紹了本設計的研究背景及其意義，在國內(nèi)外對與多點溫度采樣系統(tǒng)的發(fā)展動態(tài)，提出課題的研究目的及意義。如近來己開發(fā)的炭化硅薄膜熱敏電阻溫度檢測器，厚膜、薄膜鉑電阻溫度檢測器，硅單晶熱敏電阻溫度檢測器等.(3) 向智能化、集成化、適用化方向發(fā)展。(1) 繼續(xù)研究傳統(tǒng)的溫度檢測元件，如:熱電偶、熱電阻、熱敏電阻等。(6)標定自動化應用計算機技術，快速、準確、自動地標定溫度檢測器。(5)顯示數(shù)字化溫度儀表向數(shù)字化方向發(fā)展。(4)適應特殊環(huán)境下的測溫對許多場合中的溫度檢測器有特殊要求，如防硫、防爆、耐磨等性能要求。(3)發(fā)展新型產(chǎn)品利用以前的檢測技術生產(chǎn)出適應于不同場合、不同工況要求的新型產(chǎn)品，以滿足用戶需要。(2)擴大測溫對象溫度檢測技術將會由點測溫發(fā)展到線、面，甚至立體的測量。(1)擴展檢測范圍現(xiàn)在工業(yè)上通用的溫度檢測范圍為一2003000 C，而今后要求能測量超高溫與超低溫。而溫室大棚也隨著監(jiān)測儀器的進步來到了現(xiàn)代化遠程監(jiān)控的時代。隨著傳感技術與通訊技術的發(fā)展，單片機的出現(xiàn)，溫度測量儀器應運而生。如何利用自動檢測與控制系統(tǒng)有效的控制好溫室大棚內(nèi)的環(huán)境因子，以提高溫室大棚環(huán)境的控制精度和效果，對我國溫室業(yè)的發(fā)展有著不可估量的重要意義。 由于我國的溫室大棚產(chǎn)業(yè)起步比較晚，發(fā)展時間短，造成我國的溫室大棚技術水平比較低，現(xiàn)代化管理程度不高，溫室大棚環(huán)境監(jiān)測條件差等狀況。因此，單片機對溫度的控制問題是一個工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常會遇到的問題。采用單片機來對溫度進行控制，不僅具有控制方便、組態(tài)簡單和靈活性大等優(yōu)點，而且可以大幅度提高被控溫度的技術指標，從而能夠大大提高產(chǎn)品的質量和數(shù)量。因此,設計一種能夠進行多點溫度檢測系統(tǒng)具有較為廣泛的應用價值。對于規(guī)模較大數(shù)量眾多的大棚，早期的溫度控制措施就顯得不能滿足要求并且成本太高。這些操作都是在人工情況下進行的，耗費了大量的人力物力。如果過高，就對大棚進行降溫處理。在早期的溫度控制是在溫室大棚內(nèi)部懸掛溫度計，通過人工讀取溫度值來知道大棚內(nèi)的實際溫度，然后根據(jù)現(xiàn)有溫度與額定溫度進行比較。溫室大棚能改變農(nóng)作物對自然條件的依賴，其主要原因在于改變了環(huán)境溫度對農(nóng)作物的影響。讓農(nóng)作物的生長擺脫了對自然條件的依賴。溫室大棚是人工創(chuàng)造的一個適合農(nóng)作物生長的氣候環(huán)境，來消除溫度對生物生長的約束。因此，想要改變這種局面，靠增加耕地面積是不現(xiàn)實的，因此我們要另辟蹊徑，想辦法來提高單位畝產(chǎn)量。溫度不但對于工業(yè)如此重要，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中溫度的監(jiān)測與控制也有著十分重要的意義。工業(yè)發(fā)展與是否能掌握溫度有著密切的聯(lián)系。 湖南人文科技學院畢業(yè)設計,. 多點溫度采樣系統(tǒng)設計畢業(yè)論文目 錄第一章 緒論 1 研究的背景及其意義 1 研究動態(tài) 2 主要研究內(nèi)容 2 主要結構安排 3第二章 方案論證 4 傳感器部分 4 控制部分 5 系統(tǒng)方案 6第三章 硬件的選擇 8 單片機的選擇 8 AT89C51單片機的功能特點 9 AT89C51單片機的引腳說明 10 溫度傳感器的選擇 12 DS18B20簡介 13 DS18B20工作原理 14 DS18B20內(nèi)部結構 15第四章 硬件電路設計 19 電源以及看門狗電路 19 電源電路 19 看門狗電路 19 鍵盤以及顯示電路 21 鍵盤電路 21 溫度顯示電路 23 溫度檢測電路 24 串口通訊電路 25 通訊電路 25 PC接口電路 26 整體電路 26第五章 軟件設計 27 概述 27 主程序方案 27 各模塊子程序設計 28第六章 系統(tǒng)調試 36第七章 總結 37致謝 38參考文獻 39附錄A：溫度測試子程序流程圖 40附錄B：電路原理圖 41附錄C：參考程序 42第一章 緒論溫度（K）是一個和人們生活環(huán)境有著密切關系的物理量，也是一種在生產(chǎn)、科研、生活中需要測量和控制的重要物理量。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。在冶金、鋼鐵、石化、水泥、玻璃、醫(yī)藥等行業(yè)都與之有關，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。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。溫室大棚技術就是其中一個好的方法。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。由于溫室大棚技術的普及，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。因此，對于溫室大棚來講溫度的控制才是其關鍵技術。看溫度是否過高或過低。如果過低，就對大棚進行升溫處理。隨著國家經(jīng)濟的快速發(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。而大型溫室大棚的建設對溫度檢測技術也提出了越來越高的要求。多點溫度測量顯示是近幾年的研究課題，隨著傳感技術與通訊技術的發(fā)展，單片機的出現(xiàn)，溫度測量儀器應運而生，最近幾年的研究更是迅速。單片機以其功能強、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域中必不可少且廣泛應用的器件，尤其在日常生活中也發(fā)揮越來越大的作用。基于此，本課題圍繞應用于溫室大棚的基于單片機的溫度測控系統(tǒng)展開應用研究工作。因此迫切需要在技術上進一步的進行改進和提高。而溫度檢測技術也是近年的研究課題。出現(xiàn)了基于新型AVR單片機和數(shù)字溫度傳感器DS18B20的多點溫度測量儀器。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大，因而對溫度檢測技術的要求也愈來愈高，一般可以歸納以下幾方面。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前重點研究課題。應用范圍己經(jīng)從工業(yè)領域延伸到環(huán)境保護、家用電器、汽車工業(yè)及航天工業(yè)領域。同時利用新的檢測技術制造出新的產(chǎn)品。又如移動物體和高速旋轉物體的測溫、鋼水的連續(xù)測溫、火焰溫度檢測等。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。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。(2) 加強新原理、新材料、新加工工藝的開發(fā)。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，采用微機向智能化方向發(fā)展，向機電一體化方向發(fā)展。2 設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。同時根據(jù)不的的工作環(huán)境機選擇適合其要求的硬件系統(tǒng)及硬件電路的設計和軟件的設計。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)境復雜、布線分散、現(xiàn)場離監(jiān)控室遠等。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)境復雜、測量點多、信號傳輸距離遠及各種干擾的影響，會使檢測系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性下降 。 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、重復性、可靠性較差。但若有過流發(fā)生，其溫度升高，它的阻值隨之急劇升高，達到限制電流的保護作用，避免損壞電路中的元器件。在溫度測量系統(tǒng)中,采用單片溫度傳感器,比如AD590,必須經(jīng)過A/D轉換后才能送給計算機,這種測溫裝置的一根線上只能掛一個傳感器,，也要用到復雜的算法，一定程度上也增加了軟件實現(xiàn)的難度。另外傳統(tǒng)的測溫方法是將模擬信號遠距離采樣進行A/D轉換，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，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。目前，幾乎所有的傳感器都在由傳統(tǒng)的結構化生產(chǎn)設計向基于計算機輔助設計（CAD）的模擬式工程化設計轉變。且該芯片的物理化學性很穩(wěn)定，元件線形較好。C～+125176。C范圍內(nèi)，精度為177。C。2176。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，在實際應用中取得了良好的測溫效果。這樣,測溫系統(tǒng)的結構就比較簡單,體積也不大,且由于AT89C51可以帶多個DSB1820,。它可在線編程，可在線仿真的功能，這讓調試變得方便。需要通過RS232電平轉換兼容，硬件的合成在線調試，較為繁瑣，很不簡便。方案二：此方案采用AT89C51八位單片機實現(xiàn)。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)設計開發(fā)。實時顯示電路的設計，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。而且體積小，硬件實現(xiàn)簡單，安裝方便。 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。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。因而使用 DS18B20 可使系統(tǒng)結構更趨簡單，可靠性更高。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。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溫室溫度并轉化成模擬信號，通過轉化模塊將模擬信號轉化成數(shù)字信號，并存取溫度數(shù)據(jù)。第三章 硬件的