Harbin Institute of Technology 课程项目设计报告 课程名称： 电子系统设计与实践 项目名称： 基于单片机最小系统温 度测定及报警 姓 名： 注：本报告仅供参考 哈尔滨工业大学 1．项目来源及研究的目的和意义 《电子系统设计与实践》课程以培养参加电子设计大赛的基本技能为目标，且对于电子 与信息工程学院的学生来说，掌握单片机及硬件小系统的设计、搭建与调试是基本要求 之一。通过学习51单片机以及设计单片机最小系统、以及完成一定功能，为以后进一步 学习DSP、ARM以及参加电子设计大赛做准备工作。也能提高自己的动手能力、实际解决 问题的能力及一定的创新能力。 通过使用温度传感器DS18B20、蜂鸣器、LCD1602液晶模块，实现温度显示及报警功能来 熟悉单片机外加模块的。 2．国内外在该方向的研究现状及分析 单片机诞生于20世纪70年代末，对单片机的理解可以从单片微型计算机、单片微控制 器延伸到单片应用系统。目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领 域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与 数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪 华轿车的安全保障系统，录象机、摄象机，以及程控玩具等等，这些都离不开单片机。 目前单片机正向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内 装化等几个方面发展。 3．主要研究内容及设计技术指标 通过设计单片机最小系统，然后选定一定的附加模块完成一定的功能。此处选定89C 52RC芯片，来搭建单片机最小系统。然后选用蜂鸣器、DS18B20温度传感器、LCD1602液 晶模块来完成温度测定及报警功能。 STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS- 51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥 有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的 解决方案。 具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，3个16 位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断 结构），全双工串行口。另外 STC89C52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容 被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高 运作频率35MHz，6T/12T可选。 蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打 印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发 声器件。蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。蜂鸣器在电路中用字 母"H"或"HA"（旧标准用"FM"、"LB"、"JD"等）表示。蜂鸣器使用5V有源蜂鸣器，有源蜂 鸣器内部带震荡源，所以只要一通电就会叫。而无源内部不带震荡源，所以如果用直流 信号无法令其鸣叫。必须用2K~5K的方波去驱动它。 DS18B20技术指标: （1）全数字温度转换及输出。 （2）先进的单总线数据通信。 （3）最高 12 位分辨率，精度可达土 0.5摄氏度。 （4）12 位分辨率时的最大工作周期为 750 毫秒。 （5）可选择寄生工作方式。 （6）检测温度范围为–55°C ~+125°C (–67°F ~+257°F) （7）内置 EEPROM，限温报警功能。 （8）64 位光刻 ROM，内置产品序列号，方便多机挂接。 1602LCD主要技术参数： （1）显示容量:16×2个字符 （2）芯片工作电压:4.5—5.5V （3）工作电流:2.0mA(5.0V) （4）模块最佳工作电压:5.0V （5）字符尺寸:2.95×4.35(W×H)mm 4. 项目实现方案 4.1 所选硬件实验平台及理由 选用51单片机最小系统。单片机已经诞生四五十年，51单片机应该是里面实现功能较 多、较成熟的系统。而且51单片机各种资料、例程也是最为丰富、最为详细的。对于初 学者来说，这是最容易入手的。通过单片机最小系统的设计、搭建与调试为以后进一步 的学习DSP、ARM、FPGA做准备。也能练习自己的编程能力以及动手能力。 4.2 基于该硬件平台的项目实现方案 在搭建好单片机最小系统之后，通过DS18B20实时采集温度。在LCD1602液晶显示模块 上显示出
