多机温度检测89c51单片机河南理工大学课程设计电气.doc

河南理工大学 《单片机应用与仿真训练》设计报告 多机温度检测系统设计 姓 名： 学 号： 专业班级： 自动化 班 指导老师： 所在学院：电气工程与自动化学院 2012年 月 日以 AT89S52单片机为控制核心，利用新型一线制温度传感器 DS18B20测量温度值，实现环境温度的检测和报警。系统测温范围为—100℃，测量精度为 0.5℃。用户可以自定义报警上、下限，一旦温度超过极限值，单片机便启动声光报警。该系统精度高、测温范围广、报警及时，可广泛用于基于单片机的测温场合。系统抗干扰性强、设计灵活方便，适合在恶劣的环境下进行温度测量。系统硬件电路包括传感器数据采集、温度显示、模式选择、上下限报警主电路等。整个装置的控制核心是 AT89S52单片机。温度传感器 DS18B20采用外部电源供电，传感器输出引脚直接和单片机相连。电路支持模式选择功能，可以选择设定报警极限值或显示当前温度值。当被测温度越限时，报警主电路产生声光报警。拨动开关可以对设定报警极限值进行写保护。基本范围0100℃；精度误差小于0.5℃；可以任意设定温度的上下限报警功能1 概述 4 1.1 设计应用背景 4 1.2 任务和要求 5 1.3系统概述 5 2 系统总体方案及硬件设计 7 2.1 方案比较 7 2.2总体方案 7 2.3 AT89S52 8 2.4时钟晶振电路 8 2.5复位电路 9 2.6数码管显示 9 2.7设置温度上下限电路 10 2.8报警电路 11 2.9温度检测电路 12 2.9.1数字温度传感器DS18B20 12 2.9.2 DS18B20温度检测 17 3 软件设计 18 3.1 概述 18 3.2 主程序方案 18 3.3 DS18B20的相处理子程序 19 3.3.1初始化子程序 19 3.3.3读出温度子程序 19 3.3.4温度转换子程序 20 3.4工作流程图 20 3.4.1 上位机工作过程 20 3.4.2 DS18B20工作过程 21 3.4.3 下位机接收过程 22 3.5上位机与从机通信软件设计 22 3.5.1 多机通信软件原理 23 3.5.2 主机数据发送程序 23 3.5.3 从机数据接收程序 24 4 Proteus软件仿真 25 4.1仿真初始 25 4.2系统达到设定值报警 25 5课程设计体会 27 参考文献 27 附录 28 附1：源程序代码 28 附2：系统原理图 33 1 概述 1.1 设计应用背景 在现代社会，不管是在农业生产日常生活中，对温度的测量及数字温度传感器DS1820利用单总线的特点可以方便的实现多点温度的测量轻松的组建传感器网络，系统的抗干扰性、设计灵活、方便，而且适合于在恶劣的环境下进行现场温度测量。 图1-1温度测量系统框图 下位机数码管显示报警系统：下位机系统的主要功能是接受上位机发送过来的温度数据，与报警温度进行比较，判断是否发送报警信号，并同时直接驱动四位八段数码管进行显示。 上位机系统由串口接收模块、处理控制模块、数码管显示模块和报警模块四部分组成，如图1-2上位机系统框图： 图1-2下位机系统框图2 系统总体方案及硬件设计 2.1 方案比较 方案一：此方案采用PC机实现。它可在线编程，可在线仿真的功能，这让调试变得方便。且人机交互友好。但是PC机输出信号不能直接与DS18B20通信。需要通过RS232电平转换兼容，硬件的合成在线调试，较为繁琐，很不简便。 方案二：此方案采用两片AT89S52八位单片机实现。单片机软件编程的自由度大，可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制。而且体积小，硬件实现简单，安装方便。既可以单独对多DS18B20控制工作，还可以与PC机通信.运用主从分布式思想，由一台上位机，下位机多点温度数据采集，组成两级分布式多点温度测量的巡回检测系统,实现远程控制。 经过比较，采用两片AT89S52单片机可以出色完成各项设计要求，而且结构简单，程序调试方便，具有很好的应用前景。 2.2总体方案 该数字温度检测系统由电源电路、晶振电路、复位电路、下载电路、单片机、数字显示电路、温度测量电路、报警电路和控制电路组成。可以实现基本范围为0℃～100℃的温度测量和任意设置温度上下限。当所设置的温度高于温度的上限或者低于温度所设置的下限时可通过发光二极管进行报警。 系统总体方案图如下： 图2-2系统总体方案图 2.3 AT89S52 AT89S52单片机 AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存