基于51单片机的温度测量系统:

### 基于51单片机的温度测量系统知识点详解 #### 一、系统概述 **单片机AT89C2051**在温度检测与控制系统中发挥着重要作用。本文介绍了一种基于AT89C2051单片机的温度测量系统设计。该系统不仅能够实现温度的精确测量，而且成本低廉、结构简单，易于实施。 #### 二、系统组成 本系统主要由**硬件**和**软件**两大部分组成： 1. **硬件部分**包括： - **单片机AT89C2051**: 系统的核心控制单元。 - **温度传感器DS18B20**: 用于采集环境温度数据。 - **接口电路**: 包括显示电路、报警电路等。 2. **软件部分**负责处理温度数据、控制显示及报警等功能。 #### 三、硬件设计详解 ##### 1. 数据采集 数据采集电路设计中，采用了DS18B20作为温度传感器。该传感器的特点如下： - **小体积封装**：3引脚TO-92封装； - **宽温度范围**：测量范围为-55°C至+125°C； - **高精度**：可编程9位至12位的A/D转换精度，最高分辨率为0.0625°C； - **串行输出**：温度数据以16位数字量形式串行输出； - **低功耗**：支持3V~5.5V的工作电压范围； - **一线式通信**：只需要一根数据线即可完成通信，简化电路设计； - **多点检测能力**：多个DS18B20可通过一根总线连接，减少硬件资源消耗。 **连接方式**：DS18B20的DQ脚与AT89C2051的P3.2口相连，实现温度数据的输入。 ##### 2. 接口电路 - **AT89C2051单片机**: 具有2KB Flash存储空间、128B RAM，15个可编程I/O口； - **ULN2003达林顿芯片**: 用于信号放大，驱动数码管显示； - **4511BCD译码器**: 将温度数据转换为数码管显示格式； - **串行EEPROM 24C16**: 存储系统参数，如报警阈值等； - **MAX232**: 用于串行通信接口转换； - **数码管**: 显示实时温度数据。 **电路原理**： - P1.0~P1.7端口输出控制信号，通过4511译码后驱动数码管显示温度； - P1.7与24C16的SCL相连，作为时钟信号；P1.6与24C16的SDA相连，传输数据； - P1.4、P1.5分别控制两个数码管的选通； - P3.0、P3.1与MAX232相连，用于串行通信； - P3.2、P3.3用于外部中断； - P3.4、P3.5作为外部定时/计数输入点。 ##### 3. 报警电路 报警电路用于监测温度是否超出预设阈值，并触发报警信号。具体设计细节未给出，但一般会涉及比较器、触发器等电路元件。 #### 四、软件设计 软件部分主要包括温度数据的读取、处理与显示。具体步骤如下： 1. **初始化**：设置单片机的工作模式、中断设置等； 2. **温度读取**：通过DS18B20获取实时温度数据； 3. **数据处理**：根据需要进行温度补偿、数据转换等处理； 4. **显示控制**：将处理后的温度数据显示在数码管上； 5. **报警判断**：与预设阈值比较，必要时触发报警。 #### 五、总结 基于AT89C2051单片机的温度测量系统具有成本低、结构简单、易于实现等特点。通过对硬件和软件的详细介绍，可以看出该系统不仅能够满足基本的温度测量需求，还具备一定的灵活性和扩展性，非常适合于各种小型温度监控应用场景。