毕业论文：单片机温度采集显示系统设计.doc

课 程 设 计 课程名称：微机原理与接口技术课程设计 题目名称：温度采集显示系统 学生学院 专业班级 学 号 学生姓名 指导教师 一、设计题目 温度采集系统 设计任务和要求 功能要求： 温度测量范围 0 - 99℃。 温度分辨率±1℃。 选择合适的温度传感器。 使用键盘输入温度的最高点和最低点，温度超出范围时候报警。（报警温度不 需要保存） 要求完成的内容： （1）系统硬件设计，并用电子CAD软件绘制出原理图， （2）给出流程图，编写并调试程序。 （3）撰写设计报告。 三、原理电路图和设计程序 1、方案比较 （1）、 系统总体方案设计 总体框架图如图1示，软件流程图如图示 　 ①　该温度控制系统的设计包括硬件设计和软件设计两大部分，结合实际情况，该系统应具备如下功能： 　　A、实时采集温度； 　　B、显示温度； 　　C、串行传送数据； 　　D、控制外设； 　　E、温度超限报警； 　② 系统硬件设计 　　系统的硬件设计部分主要由以下几部分组成： 　　A、单片机最小系统； 　　B、温度采集模块； 　　C、温度显示模块； 　　D、串行通信模块； 　　E、报警电路； （2）、方案比较 方案一 采用8031作为控制核心,以使用最为普遍的器件ADC0809作模数转换,控制上使用对电阻丝加电使其升温和开动风扇使其降温。此方案简易可行,器件的价格便宜,但8031内部没有程序存储器,需要扩展,增加了电路的复杂性,且ADC0809是8位的模数转换,不能满足本题目的精度要求。 方案二 采用比较流行的AT89S51作为电路的控制核心, AT89S52不但与8051，8052 指令，管脚完全兼容，而且其片内的程序存储器采用FLASH 工艺，用户可以用电的方式瞬间擦除、改写。AT89S52 单片机还支持在线编程，用户通过简单的电路连接就可以将电脑里的程序下载到单片机中，减少调试程序时不断拆卸和插入给芯片带来的损坏。此外AT89S52 单片机有8 KB的程序存储器和256 B 的数据存储器，不需外部扩展存储芯片，可以降低硬件电路的复杂度。此方案电路简单并且可以满足题目中的各项要求的精度。 综上分析,我们采用方案二。 仿真总体电路图如图3示 （3）、单元电路设计 ①、单片机最小系统设计 单片机是整个系统的核心处理器，其负责驱动温度传感器DS18B20 工作、温度显示、控制外围设备的工作以及与上位机进行通信等工作。单片机最小系统主要由两块组成，其一为晶振起振电路，其二为复位电路，在此，采用按键手动复位，相对来讲，这种复位方式更加方便，更加人性化，不必要切断电源即可对系统进行复位。 AT89S51简介： AT89S52 是89 系列单片机的一种，它不但与8051，8052 指令，管脚完全兼容，而且其片内的程序存储器采用FLASH 工艺，用户可以用电的方式瞬间擦除、改写。AT89S52 单片机还支持在线编程，用户通过简单的电路连接就可以将电脑里的程序下载到单片机中，减少调试程序时不断拆卸和插入给芯片带来的损坏。此外AT89S52 单片机有8 KB的程序存储器和256 B 的数据存储器，不需外部扩展存储芯片，可以降低硬件电路的复杂度。 ②、 温度采集模块设计 温度传感器是该系统的关键器件，本系统选用的是美国Dallas 半导体公司生产的数字化温度传感器 DS18B20。本系统中DS18B20 的DQ 口与单片机的 P1.0 口连接，GND 接地，VDD 接电源，信号和5V 电源之间的接上一个上拉电阻R。 DS18B20简介： DS18B20 有三个主要数字部件组成：64 位激光ROM、温度传感器、非易失性的温度报警触发器TH 和TL 。DS18B20 支持“一线总线”接口，测量温度范围为-55°C~+125°C，被测温度用符号扩展的16 位数字量方式串行输出，在-10~+85°C 范围内，精度为±0.5°C。DS18B20 采集到的现场温度直接以先进的单总线数据通信方式传输，大大提高了系统的抗干扰性，适合于恶劣环境的现场温度测量，如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。DS18B20 可程序设定9~12 位的分辨率，精度可达±0.5°C。DS18B20具有内置的EEPROM，用户设定的分辨率和报警温度都可存储在其中，且掉电后依然存在。 CPU 只需一根端口线就能与DS18B20 进行通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。与前一代产品（DS1820 温度传感器）不同，DS18B20 支持3.0V ~5.5V的电压范围，使系统设计更灵活、方便，而且DS18B20 价格更便宜，体积更小。 　如图J1所示，　DS18B20 有三个管脚：