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1、北华航天工业学院毕业论文毕业设计报告（论文）报告（论文）题目：多点温度测量及显示系统设计作者所在系部： 电子工程系 作者所在专业： 应用电子技术 作者所在班级： 08212 作 者 姓 名 ： 作 者 学 号 ： 指导教师姓名： 完 成 时 间 ： 2011 年 6 月 9 日 北华航天工业学院教务处制北华航天工业学院毕业论文毕业设计（论文）任务书姓名： 专业： 应用电子技术 班 级： 08212 学号：指导教师： 职称： 助教完成时间：2011.06.09毕业设计（论文）题目：多点温度测量及显示系统设计设计目标：利用单片机技术与数字温度传感器的知识，设计实现能在 1602 液晶显示屏上显示多
2、线程、多地点实时温度显示基本要求。技术要求：1. 能显示3地点的实时温度。2. 数字温度传感器的应用。3.字符型液晶1602的人机界面。4. 可实时的温度测量。5. 可单独地点选择的测量。所需仪器设备：计算机一台、keilc 和 proteus 软件 北华航天工业学院毕业论文成果验收形式：原理图、仿真结果参考文献：数字电子技术基础、电子系统设计、 单片机原理与应用1 5 周-6 周 立题论证 3 9 周-13 周 仿真调试时间安排 2 7 周-8 周 方案设计 4 14 周-16 周 成果验收指导教师： 教研室主任： 系主任：北华航天工业学院毕业论文摘 要本文基于 DS18B20 设计了一种温
3、度数据采集系统，系统主要由单片机电路和一个DS18B20 数字传感器构成。软件方面，我们采用 keil 软件对程序进行编写以及调试，硬件方面，我们通过 Proteus 软件对硬件电路进行仿真以及测试，该系统结构简单，功耗较低，测温范围为- 50 + 255，通过 LCD1602A 液晶显示。该系统硬件分为 3 部分：DS18B20 温度测量模块、单片机模块、液晶显示。系统的测温精度可以达到0.5，并且能稳定的与单片机和 PC 机通讯。系统软件部分，在设计过程中，采用模块程序设计法，分成若干部分，各部分相对独立，完成一定的功能，从而满足对生产对象的实际需求。关键字：DS18B20 单总线 多线程
4、 单片机 北华航天工业学院毕业论文1目 录第 1 章 绪论 .21.1 传统和新型温度传感器 .21.2 DSl8B20 温度传感器 .21.3 课题的建立以及本文完成的主要工作 .3第 2 章 单总线技术 .42.1 单总线概述 .42.2 硬件结构 .42.3 命令序列 .5第 3 章 系统硬件 .93.1 系统概况 .93.1 单片机与按键 .103.3 液晶显示 .133.4 温度传感器 .16第 4 章 系统软件 .184.1 软件概况 .184.2 按键程序 .194.3 温度采集 .194.4 数据处理 .214.5 显示程序 .22第五章 总结 .24致 谢 .25参考资料 .
5、26附录一 .27附录二 .28北华航天工业学院毕业论文2多点温度测量及显示系统设计第 1 章 绪论1.1 传统和新型温度传感器在工业生产中，电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。其中，温度控制也越来越重要。在工业生产的很多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。采用单片机对温度进行控制不仅具有控制方便、简单和灵活性大等优点，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而大大提高产品的质量和数量。因此，单片机对温度的控制问题是工业生产中经常会遇到的控制问题。在传统的温度测控系统设计中，往往采用模拟技术进行设计，这样就不可避免地遇到诸
6、如传感器外围电路复杂及抗干扰能力差等问题，而其中任何一环节处理不当，就会造成整个系统性能的下降。采用数字温度传感器与单片机组成的温度检测系统进行温度检测、数值显示和数据存储，体积减小，精度提高，抗干扰能力强，并可组网进行多点协测，还可以实现实时控制等技术，在现代工业生产中应用越来越广泛。传统的温度测控系统设计往往是热电阻、adc 转换器和控制器的搭配，再要加上人机互动操作设备这样就会增加系统的成本和系统软件设计的负担，传统的温度测控系统软件设计不仅要控制温度采集、adc 的转换、数据的处理、显示和按键功能。制温度采集、adc 的转换、显示和按键功能相对简单一些，但是 adc 采集的数据不是现成
7、的温度数据还要控制器处理器对数据进行处理，热电阻是反映温度和电压的关系，常用的有正温度和负温度电阻，而且大多数不是正比例而是指数型，这样的数据处理函数可想而知有多复杂，还要考虑电压在传输时的损耗。本设计就采用以 51 单片机为核心，和单总线数字式温度传感器 DS18B20 模拟出一温度测控系统。以 DS18B20 为代表的新型单总线数字式温度传感器集温度测量和 A/D转换于一体,直接输出数字量，与单片机接口电路结构简单。现实生活中的养殖产业及大棚种植等场合都有触及到，具有较强的推广应用价值。1.2 DSl8B20 温度传感器DSl820 数字温度计是美国 Dallas 公司生产的数字温度计，它
8、提供 9 位(二进制)温度读数，指示器件的温度。信息经过单线接口送入 DSl8B20 或从 DSl8B20 送出，因此从主机 CPU 到 DSl8B20 仅需一条线。DSl820 的电源可以由数据线本身提供而不需要外部电北华航天工业学院毕业论文3源。因为每一个 DSl8B20 在出厂时已经给定了唯一的序号，因此任意多 DSl8B20 可以存放在同一条单线总线上。这允许在许多不同的地方放置温度敏感器件。 （主要介绍在硬件里）1.3 课题的建立以及本文完成的主要工作本文主要包括以下内容：1以 AT89C51 对多个 DS18B20 的温度测量；2字符液晶的温度显示；3配合按键控制的人机系统。北华航
9、天工业学院毕业论文4北华航天工业学院毕业论文5第 2 章 单总线技术2.1 单总线概述1-wire 单总线是 Maxim 全资子公司 Dallas 的一项专有技术。与目前多数标准串行数据通信方式，如 SPI/I2C/MICROWIRE 不同，它采用单根信号线，既传输时钟，又传输数据，而且数据传输是双向的它具有节省 I/O 口线资源、结构简单、成本低廉、便于总线扩展和维护等诸多优点。 1-wire 单总线适用于单个主机系统，能够控制一个或多个从机设备，当只有一个从机位于总线上时，系统可按照单节点系统操作；而当多个从机位于总线上时，则系统按照多节点系统操作。为了较为全面地介绍单总线系统 将系统分为
10、三个部分讨论：硬件结构、命令序列和信号方式（信号类型和时序） 。2.2 硬件结构顾名思义，单总线只有一根数据线。设备（主机或从机）通过一个漏极开路或三态端口，连接至该数据线，这样允许设备在不发送数据时释放数据总线，以便总线被其它设备所使用。单总线端口为漏极开路，其内部等效电路如图 2-1 所示。 单总线要求外接一个约 5k 的上拉电阻：这样，单总线的闲置状态为高电平不管什么原因，如果传输过程需要暂时挂起，且要求传输过程还能够继续的话，则总线必须处于空闲状态 位传输之间的恢复时间没有限制 只要总线在恢复期间处于空闲状态（高电平）如果总线保持低电平超过 480us，总线上的所有器件将复位，另外，在
11、寄生方式供电时，为了保证单总线器件在某些工作状态下（如温度转换期间、EEPROM 写入等）具有足够的电源电流，必须在总线上提供强上拉（如图 2-1 所示的 MOSFET）图 2-1 单总线硬件接口示意图北华航天工业学院毕业论文62.3 命令序列 典型的单总线命令序列如下：第一步 初始化；第二步 ROM 命令（跟随需要交换的数据） ；第三步 功能命令（跟随需要交换的数据） 。每次访问单总线器件，必须严格遵守这个命令序列，如果出现序列混乱，则单总线器件不会响应主机。但是，这个准则对于搜索 ROM 命令和报警搜索命令例外，在执行两者中任何一条命令之后，主机不能执行其后的功能命令，必须返回至第一步。基于单总线上的所有传输过程都是以初始化开始的，初始化过程由主机发出的复位脉冲和从机响应的应答脉冲组成。应答脉冲使主机知道，总
