基于AT89C51单片机的温度采集系统的设计 摘 要
本文结合实际使用需求，采用DS18B20数字温度传感器及单片机设计硬件连接电路，并给出了软件流程图及程序。系统由多个外接的温度传感器及显示器、键盘电路、报警电路、单片机、通信接口及上位机组成。传感器将温度转为电信号后，经过通信接口交微处理器处理，最后将温度值显示并存储起来。通过键盘可以控制数据的回放，且可以通过接口与上位机进行通信。系统具有超温报警功能。
由于采用了智能温度传感器DS18B20，它的转换速率极快，进行读、写操作非常简便。它具有数字化输出，可测量远距离点温度。系统具有微型化，微功耗，测量精度高，功能强大等特点，同时可测量多路温度参数，报警的温度值能方便地设置。由于有先进的看门狗电路，加之DS18B20内部的差错检验，所以它的抗干扰能力强，性能可靠，结构简单。
系统由上位机和下位机两大部分组成。下位机实现温度的检测并提供标准的通信接口，上位机部分使用了通用PC。该系统可应用于仓库测温、楼宇空调控制和生产过程监控等领域。
关键字：集成电路 单片机 传感器 温度采集 温度传感器
目 录
第一章 引言………………………………………………………………………1
第二章 单片机的温度采集系统设计要求……………………………………………3
2. 1 提出问题 …………………………………………………………………3
2. 2 设计的目的及系统功能 …………………………………………………3
第三章 系统总体设计方案………………………………………………………5
3. 1 本系统可实现的各项功能 ………………………………………………5
3. 2 系统硬件组成框图 ………………………………………………………5
3. 3 控制核心的选用 …………………………………………………………5
3. 4 电源的选用 ………………………………………………………………6
3. 5 温度传感器的选用 ………………………………………………………6
3. 6 显示器的选用 ……………………………………………………………8
3. 7 键盘的选用 ………………………………………………………………8
3. 8 报警器的选用 ……………………………………………………………8
第四章 硬件系统设………………………………………………………………9
4. 1 AT89C51简介 ……………………………………………………………9
4. 2 单片机复位电路 …………………………………………………………12
4. 3 AT89C51时钟电路 ………………………………………………………13
4.3.1 单片机基本时序单位………………………………………………13
4.4 温度传感器与单片机的接口电路 ………………………………………14
4.4.1 DS18B20 温度传感器的发展 ………………………………………14
4.4.2 DS18B20 温度传感器的主要特点与特性 …………………………16
4.4.3 DS18B20 温度传感器与单片机的接口电路 ………………………16
4.4.4 对DS18B20温度传感器的I/O口分配 ……………………………17
4.4.5 DS18B20 使用过程中注意事项 ……………………………………17
4.5 数码管与单片机的接口电路 ……………………………………………18
4.5.1 对显示系统的I/O口分配 …………………………………………20
4.6 键盘与单片机的接口电路 ………………………………………………20
4.6.1 键盘与单片机的接口电路 …………………………………………21
4.6.2 对键盘的I/O口分配 ………………………………………………22
4.7 报警电路及其I/O口分配 ………………………………………………22
4.7.1 报警电路I/O口分配 ………………………………………………22
第五章 系统软件设计……………………………………………………………23
5.1 编程语言的选择 …………………………………………………………23
5.2 系统软件设计方案 ………………………………………………………23
5.3 主程序流程图 ……………………………………………………………23
5.4 各子程序流程图 …………………………………………………………24
5.4.1 温度采集子程序流程图 ……………………………………………24
5.4.2 显示模块子程序流程图 ……………………………………………25
5.4.3 键盘输入模块子程序流程图 ………………………………………26
5.4.4 报警模块子程序流程图 ……………………………………………27
5.5 程序清单 …………………………………………………………………27
5.6 调试说明 …………………………………………………………………35
5.6.1 调试目的 ………………………………………………………………35
5.6.2 调试过程 ………………………………………………………………35
5.6.3 调试过程中的一些操作及注意事项 …………………………………35
5.6.4 误差分析集成温度传感器误差校正 …………………………………35
第六章 总结………………………………………………………………………37
6.1 总结 ………………………………………………………………………37
附录一 系统设计总电路接线图 …………………………………………………38
致谢…………………………………………………………………………………39
参考文献……………………………………………………………………………40 参考文献
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2 宋春荣，《通用集成电路速查手册》，山东科学技术出版社：1995；
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