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1、学士学位毕业论文（设计）基于 AT89S51 单片机的温度采集及控制系统设计学生姓名：李玄彤指导教师：赵肖宇所在学院：信息技术学院专 业：通信工程中 国 大 庆2011 年 6 月摘要- I - 摘要温度是一种最基本的环境参数，在工农业生产及日常生活中对温度的测量及控制具有重要意义。以往，在实际的温度控制系统中，多采用热敏电阻器或热电偶测量温度。这种温度采集电路有时需要冷端补偿电路，这样就增加了电路的复杂性，而且该种电路易受干扰，使采集到的数据准确性不高。随着微电子技术、单片机技术、传感器技术的不断发展，为温度控制系统测控功能的完善、测控精度的提高和抗干扰能力的增强等提供了条件。本文设计了一种
2、基于AT89S52 单片机与 DS18B20 的温度控制系统。该设计通过 AT89S52 单片机驱动数字温度传感器 DS18B20，进行温度数据采集、读取、处理，并通过数码管显示出来。同时，也可通过 RS-232 串行口与 PC 机连接，将数据传送至 PC 机系统，从而方便温度数据传输和统计工作。该系统还可扩展成为多点温度采集系统、温度远程监控系统等。关键词： AT89S52 数字温度传感器 液晶屏ABSTRACT- II - ABSTRACTTemperature is a basic environmental parameters, in the industrial and agric
3、ultural production and daily life of the temperature measurement and control is of great significance. In the past, the actual temperature control system, multi-use thermistor or thermocouple temperature measurement. The temperature measurement circuit is sometimes cold junction compensation circuit
4、, which increases the complexity of the circuit, and the kind of circuit is susceptible to interference, so the accuracy of the collected data is not high. As the microelectronics, microcontroller technology, sensor technology continues to develop, for the temperature control system control function
5、s perfect, improve control precision and performance, the enhancement provided the conditions. This paper presents a AT89S52 Microcontroller based temperature control system with the DS18B20. The design is driven by digital temperature sensor microcontroller AT89S52 DS18B20, for temperature data col
6、lection, reading, processing, and through the digital display. Also available through RS-232 serial port and the PC is connected, the data sent to the PC computer system, so as to facilitate data transfer and temperature statistics. The system can also be expanded into a multi-point temperature acqu
7、isition system, temperature remote monitoring systems.Keywords: AT89S52 Digital Temperature Sensor LCD screen目录- III -目录摘要 .IABSTRACT.II前言 .IV1 绪论 .- 2 -1.1 课题背景 .- 2 -1.2 课题的目的和意义 .- 2 -2 系统总体方案的确定 .- 3 -2.1 系统基本方案选择 .- 3 -2.2 功能实现 .- 4 -2.3 系统方案的框图及其说明 .- 4 -2.4 系统结构设计图 .- 4 -2.4 本章小结 .- 5 -3 系统理论
8、分析与硬件电路设计 .- 6 -3.1 理论分析 .- 6 -3.2 主控制器介绍 .- 7 -3.3 温度传感器 DS18B20 模块 .- 11 -3.4 12864 液晶显示屏 .- 14 -3.5 报警系统的设计 .- 17 -3.6 本章小结 .- 17 -4 软件部分设计 .- 19 -4.1 从机程序设计 .- 19 -4.2 本章小结 .- 21 -结论 .- 22 -参考文献 .- 23 -致谢 .- 24 -附录 .- 25 -附录 .- 26 -前言- IV -前言温度控制是现代检测技术的重要组成部分，在保证产品质量、节约能源和安全生产等方面起着关键的作用。随着科学技术的
9、发展，由单片集成电路构成的温度传感器的种类越来越多，测量的精度越来越高，响应时间越来越短，因其使用方便、无需变换电路等特点已经得到了广泛的应用，例如：以前常用的AD590 和 LM35 等，以及现在得到广泛应用的 DSl820、DS1821 和 DS1620 等。本次毕业设计正是为了完成温度数据的采集和控制而设计。黑龙江八一农垦大学毕业设计（论文）- 1 -1 绪论1.1 课题背景为了确知某一测试对象的各项特性，我们常常要借助各种仪表和各种手段（直接测量或遥测）来获得各种各样的测量结果（数据） 。但这些数据中包含有变换误差、设备误差以及在传输过程中（当采用遥测方式时）引入的各种干扰所造成的误差
10、等。而且这些数据量通常都很大，有意义的部分和无意义的部分混杂在一起，如果不加取舍的直接应用，必然会造成极大不便。传统靠人工控制的温度、湿度、液位等信号的测压力控系统，外围电路比较复杂，测量精度较低，分辨力不高，需进行温度校准(非线性校准、温度补偿、传感器标定等) ；且它们的体积较大、使用不够方便，更重要的是参数的设定需要有其它仪表的参与，外界设备多，成本高，因而越来越适应不了社会的要求。在对多类型、多通道信号同时进行检测和控制中，传统的测控系统能力有限。如何将计算机与各种设施、设备结合，简化人工操作并实现自动控制，满足社会的需求，成为一个很迫切的问题.1.2 课题的目的和意义随着科技的发展，数
11、字化、网络化传感器应用日益广泛，以其传统方式不可比拟的优势渐渐成为技术的趋势和主流。由于传感器能将各种物理量、化学量和生物量等信号转变为电信号，使得人们可以利用计算机实现自动测量、信息处理和自动控制，但是它们都不同程度地存在温漂和非线性等影响因素。传感器主要用于测量和控制系统，它的性能好坏直接影响系统的性能。因此，不仅必须掌握各类传感器的结构、原理及其性能指标，还必须懂得传感器经过适当的接口电路调整才能满足信号的处理、显示和控制的要求，而且只有通过对传感器应用实例的原理和智能传感器实例的分析了解，才能将传感器和信息通信和信息处理结合起来，适应传感器的生产、研制、开发和应用。另一方面，传感器的被
12、测信号来自于各个应用领域，每个领域都为了改革生产力、提高工效和时效，各自都在开发研制适合应用的传感器，于是种类繁多的新型传感器及传感器系统不断涌现。温度传感器是其中重要的一类传感器。其发展速度之快，以及其应用之广，并且还有很大潜力。黑龙江八一农垦大学毕业设计（论文）- 2 -2 系统总体方案的确定2.1 系统基本方案选择2.1.1 单片机芯片的选择方案和论证方案 1：采用可编程逻辑器件 CPLD 作为控制器。CPLD 可以实现各种复杂的逻辑功能、规模大、密度高、体积小、稳定性高、I/O 资源丰富、易于进行功能扩展。采用并行的输入输出方式，提高了系统的处理速度，适合作为大规模控制系统的控制核心。
13、但本系统不需要复杂的逻辑功能，对数据的处理速度的要求也不是非常高。方案 2：采用凌阳公司的 16 位单片机，它是 16 位控制器，具有体积小、驱动能力高、集成度高、易扩展、可靠性高、功耗低、结构简单、中断处理能力强等特点。处理速度高，尤其适用于语音处理和识别等领域。但是当凌阳单片机应用语音处理和辨识时，由于其占用的 CPU 资源较多而使得凌阳单片机同时处理其它任务的速度和能力降低。 方案 3：采用 AT 公司的 AT89S52 单片机作为主控制器。AT89S52 是一个低功耗，高性能的 8 位单片机，片内含 32k 空间的可反复擦写 100，000 次的Flash 只读存储器，具有 2Kbytes 的随机存取数据存储器(RAM)，32 个 IO 口，3 个 8 位可编程定时计数器。且 AT8
