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基于单片机的多路实用温度监测系统的设计和实现

[摘要]目的研究一种基于AT89S52单片机的多路温度监测系统，用于监测

环境温度。方法多路温度监测系统由主控制器、温度采集电路、温度显示电路、

报警控制电路及键盘输入控制电路组成。系统利用单片机AT89S52做控制及数

据处理器、智能温度传感器DS18B20做温度检测器、LED数码显示管做温度显

示输出设备。结果系统经过测试，测温范围大（-50~+110℃），测量精度高（误

差在1℃以内）。结论硬件电路比较简单，成本较低，读数显示直观，使用方便。

[关键词]温度监测系统；温度传感器；单片机

0前言

温度是一种最基本的环境参数，和人们的生活息息相关，在工农业生产和日

常生活及医疗环境中，对温度的测量及控制占据着极其重要地位。因此，研究温

度的测量方法和装置具有重要的意义。

温度测量的关键装置是温度传感器，温度传感器的发展经历了3个发展阶

段：传统的分立式温度传感器；模拟集成温度传感器；智能集成温度传感器。

目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式，从集成化向智能化、网络化

的方向飞速发展。为此，本研究设计并开发了基于AT89S52单片机的多路温度

监控系统。

1多路温度监控系统硬件电路设计和实现

按照系统设计功能的要求，系统由5个模块组成：主控制器、温度采集电

路、温度显示电路、报警控制电路及键盘输入控制电路。数字式多路温度采集系

统总体电路结构框图，见图1。

图1多路温度监控系统结构框图

由图可知，智能温度传感器（DS18B20）[1-2]采集环境温度并

进行简单的模数转换；单片机（AT89S52）[3-5]执行程序对温度传感器传输的

数据作进一步的分析处理，转换成和环境对应的温度值，通过I/O口输出到数

码显示管（LED）显示；由按键输入控制选择某采集电路检测温度及显示；报

警电路对设定的最高和最低报警温度进行监控报警。

1.1温度采集电路

一般的温度采样处理电路由温度传感器、放大电路、A/D转换电路等组成。

采用分块结构的温度采样处理电路，其硬件电路结构复杂，也不便于数据的处理。

采用智能温度传感器采样处理电路，能够方便地进行温度的采集及简单的数据处

理。并且可以达到设计的技术指标要求。本系统选择智能温度传感器DS18B20

作为温度采集电路的核心器件，由DS18B20及辅助电路构成温度采集电路，见

图2。

图中给出了2路温度采集电路，2只智能温度传感器DS18B20的信号输

出端分别连接到单片机的P1.4、P1.5端，电阻R7、R8作为上拉电阻。工作时，

由按键程序控制读取某智能温度传感器DS18B20采集的温度数据，送单片机处

理。

1.2单片机控制电路

单片机控制电路核心是单片机芯片，附加上工作基本电路，就可以展开控制

工作。AT89S52单片机[6-8]内部结构及主要性能特点：40个引脚，双列直插

式封装；有4个8位I/O接口；有全双工增强型UART芯片，可编程串行

通信；2个16位定时/计数器；5个中断源，2个中断优先级；有片内时

钟振荡器（全静态工作方式，0~24MHz）；有128字节内部RAM，4KBFlashROM

（可以擦除1000次以上，数据保存10年）；电源控制模式灵活（空闲模式、

掉电模式，时钟可停止和恢复）

AT89S52单片机正常工作时，必须连接基本电路。基本电路包括晶振电路

和复位电路，见图3。

1.3输入控制电路

输入控制电路由按键及其接口构成，键盘是单片机最简单的输入设备。常用

键盘分为独立式键盘和矩阵式键盘。本系统的输入控制简单，采用独立式键盘及

接口电路。输入电路由2个按钮开关、2个10Ω的限流电阻组成；键扫描

识别采用软件查询的方法。按键输入控制电路，见图4；各键功能，见表1。

1.4显示电路

显示电路采用LED数码管显示。LED数码显示管有静态显示方式和动态

显示方式，本系统采用并行输出的静态显示方式，4个数码管的引脚a~g、dp分

别接到单片机P0