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1、目录前言.1 1 硬件设计与系统总体方案.2 1.1 系统总体方案.2 1.2 硬件系统设计.2 1.2.1 单片机简介.2 1.2.2 温度传感器工作原理.4 1.2.3 时钟电路设计.6 1.2.4 复位电路设计.6 2 软件模块设计.7 2.1 主程序.7 2.2 主程序流程图.8 2.3 DS18B20 软件设计流程图 .8 2.3.1 读温度子程序设计流程图.8 2.3.2 温度转换命令程序设计.9 3 系统调试.10 3.1 硬件系统调试.10 3.1.1 不加电源检测.10 3.1.2 静态检测.10 3.2 软件系统调试.10 3.2.1 静态调试.10 3.2.2 动态调试.
2、10 4 设计总结.11 附录.12 参考文献.19四川师范大学成都学院电子工程学院课程设计报告1前言温度是一个十分重要的物理量，对它的测量与控制有十分重要的意义。随着现代工农业技术的发展及人们对生活环境要求的提高，人们也迫切需要检测与控制温度。在控制领域中，对温度的控制有着举足轻重的作用。例如陶瓷的烧烤，只有控制住温度的适度，才能制作出一件完美的艺术品，否则只是一件废品；还有如酿酒的过程，也需要对温度进行控制。可见，在生活的许多方方面面都有着对温度进行感知和控制的需要。本次设计的目的就是基于 AT89C51 单片机设计一个温度检测,报警的系统，该系统能实时采集周围的温度信息进行显示，程序内部
3、设定有报警上下限，根据应用环境不同可设定不同的报警上下限。该系统实现了对温度的自动监测，为设备的正常运行提供了条件，在工业中具有一定的实用价值和广泛的应用前景。四川师范大学成都学院电子工程学院课程设计报告21 硬件设计与系统总体方案1.1 系统总体方案本设计的题目为温度监测报警系统，因为要用单片机去完成程序控制以及数据转换，故外围电路设计较简单。硬件设计可分为：核心控制 CPU、环境温度采集、数码管显示、超限报警灯。其系统框图如图 1.1-1 所示。MCUDS18B20检测电源及复位时钟模块LED显示超限报警图 1.1-1 温度监测报警设计系统框图基于图 1.1-1 框图介绍，可了解到温度监测
4、报警设计的各个模块。每个模块均由一个核心器件，对于该器件的选择在某种程度上决定了设计方案的选择。由于是利用单片机控制电路，因此在电路中，单片机控制处理器为核心器件。在本设计中可使用 STC89C2051、STC89C51 以及凌阳公司生产的 16 位单片机等。考虑到各种因素，本设计选用 STC89C51 单片机作为核心控制 CPU。要设计温度监测便要有温度采集，可以采集温度的途径较多，文中采用达拉斯公司生产的单线数字温度传感器 DS18B20，其可使温度信号直接转换成串行数字信号供微处理器处理，且外围电路简单、实现方便。显示技术是传递视觉信息的技术，由于 LED 数码管显示器的寿命较长、价格低
5、廉且显示清晰，所以在设计中选择 LED 显示环境温度。1.2 硬件系统设计本设计硬件系统主要包括温度传感器、时钟电路、复位电路以及控制核心单片机等几个模块，下面将对所涉及的模块进行逐一介绍。1.2.1 单片机简介本设计采用 STC89C51 单片机作为控制核心，STC89C51 单片机是采用 8051 核的ISP 在系统可编程芯片，片内含 8KB 的可四川师范大学成都学院电子工程学院课程设计报告3反复擦写 1000 次的 Flash 只读程序存储器，器件兼容标准 MCS-51 指令系统及 8051 引脚结构。此款单片机是单时钟的兼容 8051 内核单片机，是高速/低功耗的新一代 8051单片机
6、。其引脚图如图 1.2.1-1 所示。图 1.2.1-1 STC89C51 单片机引脚功能图单片机 STC89C52 引脚说明：VCC：供电电压。GND：接地。P0 口：P0 口为一个 8 位漏极开路双向 I/O 口，每脚可吸收 8TTL 门流。当 P1 口的管脚第一次写 1 时，定义为高阻输入。P0 口能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的八位。在 FLASH 编程时，P0 口作为原码输入口；当 FLASH 进行校验时，P0 输出原码，此时 P0 外部必须被拉高。P1 口：P1 口是一个 P1 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P1 输出缓冲器能驱动 4 个
7、 TTL 逻辑电平。当对 P1 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。当作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL） 。此外，P1.0 和 P1.2 分别作为定时器/计数器 2 的外部计数输入（P1.0/T2）和定时器/计数器 2 的触发输入（P1.1/T2EX） 。在 Flash 编程和校验时，P1 口接收低 8 位地址字节。P2 口：P2 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P2 输出缓冲器能驱动 4 个 TT 逻辑电平。对 P2 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作四川师范大学成都学院电子工程学院课程设计
8、报告4为输入口使用。当作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL） 。在访问外部程序存储器或用 16 位地址读取外部数据存储器（如执行MOVX DPTR）时，P2 口送出高 8 位地址。在这种应用中，P2 口使用很强的内部上拉发送 1。在使用 8 位地址（如 MOVX RI）访问外部数据存储器时，P2 口输出 P2 锁存器的内容。在 Flash 编程和校验时，P2 口也接收高 8 位地址字节和一些控制信号。P3 口：P3 口是一个具有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P2 输出缓冲器能驱动 4 个 TTL 逻辑电平。对 P3 端口写“1”时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。当作为输入使用时，被外部拉低的
