基于单片机的温度采集与监控系统设计 .doc

第 1 章 绪论 5.1 温度的研究背景 温度是衡量物体冷热程度的重要物理量，在工业生产、科学研究、环境监测、医疗保健等领域都有着广泛的应用。随着科技的发展，对温度测量的精度和实时性要求越来越高，这促使了基于单片机的温度采集与监控系统的快速发展。本设计将详细介绍如何利用单片机和数字温度传感器DS1820构建一个高效、可靠的温度监控系统。 5.2 单片机在温度监控中的作用 单片机，又称为微控制器，是集成了CPU、存储器和外围接口的集成电路，因其体积小、功耗低、性价比高而被广泛应用于各种自动化和智能化设备中。在温度监控系统中，单片机负责处理传感器的数据，执行控制逻辑，以及与显示设备的通信，实现温度的实时采集和显示。 5.3 数字温度传感器DS1820 DS1820是一款由Maxim公司生产的数字温度传感器，它能够直接输出数字信号，简化了温度测量系统的电路设计。其工作原理基于正温度系数(PTC)的热敏电阻，通过内置的A/D转换器将温度变化转化为数字值。DS1820支持单总线（1-Wire）通信协议，只需要一条数据线即可完成数据传输，大大减少了硬件接口的复杂性。 6.1 DS1820的工作原理与指令系统 DS1820采用1-Wire通信协议，通过单片机发送指令来控制传感器的工作模式，如启动转换、读取温度等。其指令系统包括复位命令、读写命令、ROM操作命令等，这些命令使得单片机可以灵活地与DS1820交互，获取温度数据。 7.1 LCD5110工作原理与SPI通信 LCD5110是一款带有控制器的点阵液晶显示器，用于数据显示。它支持SPI（Serial Peripheral Interface）通信协议，这是一种同步串行通信协议，数据传输效率高，适用于连接单片机和其他微控制器。LCD5110的指令集包括设置显示位置、清屏、显示字符等，可以方便地在屏幕上显示温度数值。 8. 系统设计与实现 本设计中，单片机接收DS1820的温度数据，通过SPI协议将数据传送到LCD5110进行显示。同时，系统还包含了温度控制和报警功能，当温度超出预设范围时，能够触发报警并自动调整环境温度。此外，系统还能记录并保存温度峰值，为后续分析提供数据支持。 9. 软件与硬件设计 硬件部分主要包括单片机、DS1820温度传感器、LCD5110显示屏以及相关的电源和控制电路。软件部分则需要编写单片机的驱动程序，实现对DS1820的读取、LCD5110的显示以及温度控制逻辑等功能。 10. 结论 基于单片机的温度采集与监控系统设计结合了DS1820和LCD5110的优势，实现了精确、实时的温度测量和控制。这种系统不仅在实际应用中具有广泛的适应性，也为进一步研究和开发智能温控系统提供了基础。 关键词：温度传感器DS1820；LCD5110；单片机；硬件设计；软件设计