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电器自动化毕业设计-基于MCS-51单片机的温度控制系统设计.doc
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基于 MCS-51 单片机的温度控制系统设计
摘 要
本文提出了基于 MCS-51 系列单片机的数字温度计的制作电路和编程思想。
该数字温度计以 ATMEL 公司的 AT89S52 单片机为主控,配以达拉斯公司的
DS18B20 数字温度传感器,采用 1602 双行英文字符液晶作显示。实现了对温
度的测量,显示,和报警等功能。
关键词: AT89S52 单片机;数字传感器 DS18B20;显示器 1602LCD;

目 录
摘要................................................................I
ABSTRACT...........................................................II
1 绪论..............................................................2
1.1 选题的背景 ..................................................2
1.2 数字温度计简介 ..............................................2
1.2.1 数字温度计的特征.......................................2
1.2.2 设计实现的目标.........................................3
2 数字温度计的方案设计..............................................4
2.1 设计方案论证与比较 ..........................................4
2.1.1 显示电路方案...........................................4
2.1.2 测温电路方案...........................................4
2.2 系统总体方案 ................................................4
3 数字温度计的硬件电路设计..........................................5
3.1 控制电路 ....................................................5
3.1.1 MCU 简介 ...............................................5
3.2.2 最小系统模块...........................................6
3.3 温度传感器设计 ..............................................7
3.3.1 DS18B20 简介 ...........................................7
3.3.2 温度传感器与单片机的连接...............................9
3.3.3 复位信号及外部复位电路................................10
3.4 单片机与报警电路 ...........................................10
3.5 显示电路 ...................................................10
4 软件设计.........................................................12
4.1 DS18b20 的读操作............................................12
4.2 DS18b20 的温度数据处理......................................13
4.3 1602 显示部分...............................................14
5 运行测试.........................................................16
5.1 温度测试 27
5.2 报警设置 28
5.3 报警测试 29
参考文献...........................................................30

附录 1 程序源代码 ..................................................31

1 绪论
1.1 选题的背景
随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现.能够独立工作的
温度检测和显示系统应用于诸多领域。传统的温度检测以热敏电阻为温度敏感元
件。热敏电阻的成本低,但需后续信号处理电路,而且可靠性相对较差,测温准
确度低,检测系统也有一定的误差。与传统的温度计相比,这里设计的数字温度
计具有读数方便,测温范围广,测温精确,数字显示,适用范围宽等特点。选用
AT89S52 单片机作为主控制器件,DSl8B20 作为测温传感器通过 LCD1602 并行
传送数据,实现温度显示。通过 DSl8B20 直接读取被测温度值,进行数据转换,
该器件的物理化学性能稳定,线性度较好,在-55℃~125℃最大线性偏差小于
0.1℃。该器件可直接向单片机传输数字信号,便于单片机处理及控制。另外,
该温度计还能直接采用测温器件测量温度,从而简化数据传输与处理过程。
1.2 数字温度计简介
1.2.1 数字温度计的特征
温度是我们日常生产和生活中实时在接触到的物理量,但是它是看不
到的,仅凭感觉只能感觉到大概的温度值,传统的指针式的温度计虽然能
指示温度,但是精度低,使用不够方便,显示不够直观,数字温度计的出
现可以让人们直观的了解自己想知道的温度到底是多少度。
数字温度计采用进口芯片组装精度高、高稳定性,误差≤0.5%, 内电
源、微功耗、不锈钢外壳,防护坚固,美观精致。数字温度计采用进口高
精度、低温漂、超低功耗集成电路和宽温型液晶显示器,内置高能量电池
连续工作≥5 年无需敷设供电电缆,是一种精度高、稳定性好、适用性极强
的新型现场温度显示仪。是传统现场指针双金属温度计的理想替代产品,
广泛应用于各类工矿企业,大专院校,科研院所。
数字温度计采用温度敏感元件也就是温度传感器(如铂电阻,热电偶,
半导体,热敏电阻等),将温度的变化转换成电信号的变化,如电压和电流
的变化,温度变化和电信号的变化有一定的关系,如线性关系,一定的曲
线关系等,这个电信号可以使用模数转换的电路即 AD 转换电路将模拟信号
转换为数字信号,数字信号再送给处理单元,如单片机或者 PC 机等,处理
单元经过内部的软件计算将这个数字信号和温度联系起来,成为可以显示
出来的温度数值,如 25.0 摄氏度,然后通过显示单元,如 LED,LCD 或者电
脑屏幕等显示出来给人观察。这样就完成了数字温度计的基本测温功能。

数字温度计根据使用的传感器的不同,AD 转换电路,及处理单元的不同,
它的精度,稳定性,测温范围等都有区别,这就要根据实际情况选择符合
规格的数字温度计。
1.2.2 设计实现的目标
1) 采集测温范围为-55~+120 ℃.
2) 温度精度在 0.1 ℃;误差±0.2℃以内.
3) 显示模块,采用 1602 液晶显示.
4) 按键 3 个,设置、加、减.
5) 报警设置 10-90 度.低于下限报警,高于上限报警。
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