毕业设计-基于AT89S51单片机的温度报警器设计.doc

扬州市职业大学汽车与电气工程系 毕业设计(论文) 作 者: 吴晗 学 号： 0902030234 教研室: 电气自动化教研室 专 业: 电气自动化 题 目: 基于AT89S51单片机的温度报警器设计 指导者： 谢聪 评阅者： 2012 年 5 月  毕业设计说明书（论文）中文摘要 温度的测量是日常生活和工业生产中常遇到的问题，而日常生活中常用到的普通的温度计不能和计算机接口，也就不能实现现代的工业控制。本设计是通过MCS-51单片机和DS18B20转换芯片，实现对环境温度的采集、模/数转换、处理、显示过程。要求综合运用所学主要课程的知识，并要求查询有关技术资料和书籍，得到本设计所要的技术数据和相关知识。 温度控制系统是比较常见的和典型的过程控制系统。温度是工业生产过程中重要的被控参数之一，机械、食品、化工等各类工业生产过程中广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉，对工作的处理温度等均需要对温度严格控制。当今计算机控制技术在这方面的应用，已使温度控制系统达到自动化和智能化了. 本装置的任务是对温度进行实时监测，首先，由温度传感器DS18B20对环境温度进行采集并送给单片机，通过单片机送至数码管显示，显示出来的数值即为所测的摄氏温度值。 单片机技术已经普及到我们生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的技术,本文将介绍一种基于单片机控制的数字温度计，本温度计属于多功能温度计，可以设置上下报警温度，当温度不在设置范围内时，可以报警。 本温度显示器的设计与制作，阐明了该装置进行设计与制作的具体过程及方法。这种温度显示器结构简单，可操作性强，应用广泛。工作时，由传感器检测温度，防止因温度升高而带来的不必要的损失。 本文介绍的是采用温度传感器DS18B20的温度显示器，自动测量当前环境温度，由单片机AT89S51控制，并通过四位7段数码管显示。 关键词 温度显示 单片机（AT89S51） 数字温度传感器（DS18B20） 目 录 摘要 单片机介绍 2 单片机历史 4 单片机在各领域中的应用 4 1 引言 6 1.1设计背景 6 1.2 设计任务 6 1.3电路的工作原理 7 2 硬件设计方案 7 2.1 设计思路 7 2.2硬件设计及框图 7 2.2.1电源部分 7 2.2.2 时钟电路 8 2.2.3复位电路的设计 9 2.2.4 总框图 10 2.3温度传感器 10 2.3.1 DS18B20 10 2.3.2 DS18B20的主要特性 11 2.3.3 DS18B20工作原理 11 2.3.4 温度格式 12 2.3.5 DS18B20的通信协议: 12 2.3.6 DS18B20的外部电源供电方式 13 2.4 AT89S51 13 2.4.1．主要特性 14 2.4.2．管脚说明 14 2.5 数码管 15 2.5.1 LED数码显示器连接方法： 15 2.5.2 方案 16 2.5.3数码管显示方式 17 3 系统的软件设计 17 3.1 软件设计的主程序 17 3.2 读温度子程序 18 3.3 温度转换命令子程序 19 3.4 计算温度子程序 20 3.5 程序设计 20 3.6 软件调试及仿真框图 30 结束语 33 参考文献 33 附录一 元器件清单 34 附录二 原理图 35 单片机介绍 单片机也被称为微控制器（Microcontroller），是因为它最早被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。 早期的单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031，因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高，开始出现了16位单片机，但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展，单片机技术得到了巨大的提高。随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用，32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位，并且进入主流市场。而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高，处理能力比起80年代提高了数百倍。目前，高端的32位单片机主频已经超过300MHz，