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基于stc89c52单片机的温度测量及报警电路设计论文-本科论文.doc
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基于stc89c52单片机的温度测量及报警电路设计论文-本科论文.doc
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沈阳理工大学学士学位论文
I
摘 要
摘要:在日常生活及工业生产过程中,经常要用到温度的检测及控制,温度是生产
过程和科学实验中普遍而且重要的物理参数之一。传统的测温元件有热电偶和二电阻。
而热电偶和热电阻测出的一般都是电压,再转换成对应的温度,这些方法相对比较复杂,
需要比较多的外部硬件支持。我们用一种相对比较简单的方式来测量。
采用美国 DALLAS 半导体公司推出的一种改进型智能温度传感器 DS18B20 作为检测
元件,温度范围为-55~125 ºC,最高分辨率可达 0.0625 ºC。DS18B20 可以直接读出被测
温度值,而且采用三线制与单片机相连,减少了外部的硬件电路,具有低成本和易使用
的特点。
基于 STC89C52 单片机的温度测量及报警电路,电路采用 DS18B20 作为温度监测元
件,测量范围 0℃-~50℃,使用 LCD 模块显示,能设置温度报警上下限。着重介绍软硬
件系统的各部分电路,介绍了集成温度传感器 DS18B20 的原理,STC89C52 单片机功能和
应用。该电路设计新颖、功能强大、结构简单。
关键词:温度测量 报警 DS18B20 STC89C52
沈阳理工大学学士学位论文
II
Abstract
Abstract:In daily life and industrial production process, often used in the
detection and control of temperature, temperature is the production process and
scientific experiments in general and one of the important physical parameter.
Traditional thermocouple and temperature components are the second resistor.
The thermocouple and thermal resistance are generally measured voltage, and then
replaced by the corresponding temperature, these methods are relatively complex,
requiring a relatively large number of external hardware support. We use a
relatively simple way to measure.
Use the United States following DALLAS Semiconductor DS1820 improved after
the introduction of a smart temperature sensor DS18B20 as the detection element,
a temperature range of -55 º C ~ 125 º C, up to a maximum resolution of 0.0625
º C. DS18B20 can be directly read out the temperature on the north side, and
three-wire system with single-chip connected to a decrease of the external
hardware circuit, with low-cost and easy use.
The introduction of a cost-based STC89C52 MCU a temperature measurement
circuits, the circuits used DS18B20 high-precision temperature sensor,
measuring scope 0 º C~+100 º C, can set the warning limitation, the use of seven
segments LCD that can be display the current temperature. The paper focuses on
providing a software and hardware system components circuit, introduced the
theory of DS18B20, the functions and applications of AT89C51 .This circuit design
innovative, powerful, can be expansionary strong.
Key words: Temperature measurement warning DS18B20 STC89C52
沈阳理工大学学士学位论文
III
目 录
1 绪论………………………………………………………………………………………1
1.1 引言……………………………………………………………………………………1
1.2 设计内容及要求............................................................................................................1
1.3 主体的部分……………………………………………………………….2
2 AT89S52 单片机介绍及应用………………………………………………………………4
2.1 AT89S52 的主要功能………………………………………………………………….4
2.2 引脚结构及说明………………………………………………………………………5
2.2.1 方框图…………………………………………………………………………….6
2.2.2 引脚说明…………………………………………………………………………7
2.3 特殊功能寄存器……………………………………………………………………10
2.4 存储器结构..................................................................................................................13
2.5 软件看门狗及串口…………………………………………………………………14
2.5.1 WDT的使用………………………………………………………………………..14
2.5.2 掉电和空闲方式下的WDT……………………………………………………..15
2.5.3 定时器2………………………………………………………………………..15
2.6 其他功能介绍………………………………………………………………………16
3 系统软件的设计................................................................................................................23
3.1 程序设计语言………………………………………………………………………..23
3.2 主程序………………………………………………………………………………..23
3.3 显示子程序…………………………………………………………………………..24
3.4 定时器 T0 中断服务程序……………………………………………………………25
3.5 T1 中断服务程序……………………………………………………………………..25
3.6 调时功能程序……………………………………………………………………….25
3.7 时钟/秒表功能程序…………………………………………………………………25
4 硬件电路的操作和显示……………………………………………………………….26
4.1 硬件工作过程………………………………………………………………………26
4.2 LED的性能特点………………………………………………………………….27
5 其 他 外 围 电 路 设 计 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … . 2 8
沈阳理工大学学士学位论文
IV
5.1 时钟电路……………………………………………………………………………28
5.2 复位电路……………………………………………………………………………29
5.3 键盘电路……………………………………………………………………………30
结 论………………………………………………………………………………………….32
致 谢………………………………………………………………………………………….33
参考文献……………………………………………………………………………………..34
附录A 英文和翻译………………………………………………………………………….35
附录B 电路原理图..................................................................................................................43
第一章 绪论
1.1 引言
随着科技的发展,在工业、农业生产等重要领域对温度的控制要求越来越高,因而
对温度报警系统的要求也越来越高。如何设计一款成本低廉、报警准确、操作简单的智
能温度报警系统成为一个重要问题。以STC89C52单片机为处理核心,通过数字温度传感
器DS18B20将检测到的数据输入单片机进行处理,与声光报警电路组合就可以构成温度
报警系统,这种设计系统的成本较小,结构简单、操作方便,并且测量也很准确,能够
满足工业、农业生产对温度要求不是特别高的地方。
温度报警系统,在工业、农业自动化控制中占有非常重要的地位。单片机系统的开
发应用给现代工、农业测控领域带来了一次新的技术革命,自动化、智能化均离不开单
片机的应用。将单片机控制方法运用到温度控制系统中,可以克服温度控制系统中存在
的严重滞后现象,同时在提高采样频率的基础上可以很大程度的提高控制效果和控制精
度。现代自动控制越来越朝着智能化发展,在很多的小型系统中,处理机的成本占系统
成本的比例高达 20%,而对于这些小型的系统来说,配置一个如此高速的处理机没有任
何必要,因为这些小系统追求经济效益,而不是最在乎系统的快速性,所以用成本低廉
的单片机控制小型的,而又不是很复杂,不需要大量复杂运算的系统中是非常适合的。
随着电子技术以及应用需求的发展,单片机技术得到了迅速的发展,在高集成度,
高速度,低功耗以及高性能方面取得了很大的进展。伴随着科学技术的发展,电子技术
沈阳理工大学学士学位论文
V
有了更高的飞跃,我们现在完全可以运用单片机和电子温度传感器对某处进行温度检测,
而且我们可以很容易地做到多点的温度检测,如果对此原理图稍加改进,我们还可以进
行不同地点的实时温度检测和控制。
1.2 设计内容及要求
采用 STC 89C52 单片机作为处理器。STC 89C52 是一个超低功耗,和标准 51 系列单
片机相比较具有运算速度快,抗干扰能力强,支持 ISP 在线编程,片内含 8k 空间的可
反复擦写 1000 次的 Flash 只读存储器,具有 256 bytes 的随机存取数据存储器(RAM),
32 个 I/O 口,2 个 16 位可编程定时计数器。其指令系统和传统的 8051 系列单片机指令
系统兼容,降低了系统软件设计的难度,电路设计简单、价格低廉,其精确度和运算速
度也都完全符合系统的要求。本设计以 AT89S51 单片机为核心的温度控制系统的工作原
理和设计方法。温度信号由温度芯片 DS18B20 采集,并以数字信号的方式传送给单片机。
该控制系统的硬件部分,包括:温度检测电路、温度控制电路、PC 机与单片机串口通讯
电路和一些接口电路 。单片机通过对信号进行相应处理,从而实现温度控制的目的
采用干电池供电
第二章 AT89S52 单片机介绍及应用
2.1 AT89S52 的主要功能
AT89S52 是一种低功耗、高性能 CMOS 8 位微控制器,具有 8K 系统可编程 Flash 存储
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