智能仪器仪表结课报告温度测控系统.doc

沈阳工学院 智能仪器仪表（课程论文） 题 目： 温度测控系统 院 系： 信息与控制学院 专 业： 班级学号： 学生姓名： 指导教师： 成 绩： 2013年6月13日摘 要 温度检测在工业控制过程中应用广泛，本文结合实际使用需求及课程的要求，讲述了一种实现一路温度检测显示并发送给上位机进行控制的温度测控系统设计方案。该方案以AT89C51单片机、温度传感器DS18B20为基础，主要包括对温度测量、液晶屏显示、串口通信、超限报警系统的硬件和软件的设计。 本系统使用到的硬件主要包括有：德飞莱开发板、AT89C51单片机、温度传感器DS18B20、1602液晶显示屏、两个LED灯、三个独立式按键。绘制电路原理图，并在开发板上安装与调试，最终设计完成了该系统的硬件电路。在软件编程上，采用了C语言进行编程，开发环境使用Keil4集成开发环境。开发了DS18B20测温程序、1602显示程序、串口通信程序、超限报警程序。在软件设计上根据硬件电路和测量系统所需要实现的功能，系统经过反复的模拟运行、调试、修改，最终编译通过。最后通过硬件与软件的密切配合完成了一路DS18B20温度测控系统的设计。 关键词：单片机；温度传感器；显示屏 目 录 1 DS18B20温度传感器 1 1.1 数字温度传感器DS18B20介绍 1 1.1.1 DS18B20的主要特性 1 1.1.2 DS18B20的外形和内部结构 1 1.1.3 DS18B20工作原理 2 1.1.4 高速暂存存储器 4 1.2 S18B20的工作时序图 5 1.2.1 初始化时序图 6 1.2.2 DS18B20写数据 6 1.2.3 DS18B20读数据 7 1.3 DS1820使用中注意事项 8 2 1602液晶显示屏 9 2.1 1602液晶显示屏概述 9 2.1.1 LCD1602管脚介绍 9 2.1.2 LCD1602特性 10 2.2 1602的指令集 10 2.3 1602的写操作时序 11 3 系统硬件的实现 12 3.1 温度测量部分（发送板） 12 3.2 上位机部分（接收板） 13 4 系统软件的实现 14 4.1 发送板软件的实现 14 4.1.1 DS18B20部分 14 4.1.2 1602部分 14 4.1.3 串口通信（发送）部分 15 4.1.4 主程序部分 15 4.2 接收板软件的实现 16 结 论 18 附录A 电路板原理图 19 附录B 实物照片 20 附录C 主程序清单（重要的程序清单） 21 1 DS18B20温度传感器 1.1 数字温度传感器DS18B20介绍 DS18B20的主要特性 （1）适应电压范围更宽，电压范围：3.0～5.5V，在寄生电源方式下可由数据线供电 温范围－55℃～＋125℃，在-10～+85℃时精度为±0.5℃ （2）独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯 （3）DS18B20支持多点组网功能，多个DS18B20可以实现组网多点测温 （4）DS18B20在使用中不需要任何外围元件，全部传感元件及转换电路集成在形如一只三极管的集成电路内 （）可编程的分辨率为9～12位，对应的可分辨温度分别为0.5℃、0.25℃、0.125℃和0.0625℃，可实现高精度测温 （）在9位分辨率时最多在 93.75ms内把温度转换为数字，12位分辨率时最多在750ms内把温度值转换为数字，速度更快 （）测量结果直接输出数字温度信号，以一线总线串行传送给CPU，同时可传送CRC校验码，具有极强的抗干扰纠错能力 （）负压特性：电源极性接反时，芯片不会因发热而烧毁，但不能正常工作。DS18B20的外形和内部结构DS18B20内部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM 、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的外形及管脚排列如DS18B20内部结构 图1.1 DS18B20的外形及管脚排列 图DS18B20内部结构图DS18B20工作原理 DS18B20的读写时序和测温原理与DS1820相同，只是得到的温度值的位数因分辨率不同而不同，且温度转换时的延时时间由2s减750ms。D