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1、塔里木大学信息工程学院课程论文第 1 页共 27 页目录摘 要.2 1 引言.2 1.1 课题背景 .2 1.2 研究内容和意义 .4 2 芯片介绍.4 2.1 DS18B20 概述 .4 2.1.1 DS18B20 封装形式及引脚功能 .5 2.1.2 DS18B20 内部结构 .5 2.1.3 DS18B20 供电方式 .7 2.1.4 DS18B20 的测温原理 .8 2.1.5 DS18B20 的 ROM 命令 .9 2.2 AT89C52 概述 .10 2.2.1 单片机 AT89C52 介绍 .10 2.2.2 主要功能特性.11 3 系统硬件设计.11 3.1 单片机最小系统的设
2、计.11 3.2 温度采集电路的设计.13 3.3 液晶模块简介 .13 4.程序流程图.14 5.电路仿真图.14 6 仿真结果 .15 6.1 低于下限 .15 6.2 高于上限 .15 附录 A：原器件清单 .16 附录 B：源程序 .16 总结.25 致谢.26 参考文献.27塔里木大学信息工程学院课程论文第 2 页共 27 页温度检测报警器温度检测报警器摘摘 要要随着时代的进步和发展，温度的测试已经影响到我们的生活、工作、科研、各个领域，已经成为了一种非常重要的事情，因此设计一个温度测试的系统势在必行。本次课程论文主要介绍了一个基于 AT89C52 单片机的数字温度报警器系统。详细描
3、述了利用数字温度传感器 DS18B20 开发测温系统的过程，重点对传感器在单片机下的硬件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析，对各部分的电路也一一进行了介绍，该系统可以方便的实现温度的采集和报警，并可以根据需要调节上下限报警温度（099，精度为 1） ，它使用起来相当方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点，适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量，也可以当做温度处理模块潜入其他系统中，作为其他主系统的辅助扩展。DS18B20 与 AT89C52 结合实现最简温度报警系统，该系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下进行现场温度测量，有广泛的应用前景。1 1 引
4、言引言1.11.1 课题背景课题背景温度是工业对象中主要的被控参数之一，如冶金、机械、食品、化工各类工业生产中，广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉等，对工件的温度处理要求严格控制。随着科学技术的发展，要求温度测量的范围向深度和广度发展，以满足工业生产和科学技术的要求。基于 AT89C52 单片机提高了系统的可移植性、扩展性，利于现代测控、自动化、电气技术等专业实训要求。以单片机为核心设计的温度报警器，具有安全可靠、操作简单方便、智能控制等优点。温度对于工业生产如此重要，由此推进了温度传感器的发展。温度传感器主要经过了三个发展阶段：（1）模拟集成温度传感器。该传感器是采用硅半导体集成工艺制成
5、，因此亦称硅传感器或单片集成温度传感器。此种传感器具有功能单一(仅测量温度)、测温误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等特点，适合远距离测温、控温，不需要进行非线性校准，外围电路简单。它是目前在国内塔里木大学信息工程学院课程论文第 3 页共 27 页外应用最为普遍的一种集成传感器，典型产品有 AD590、AD592、TMP17、LM135等；（2）模拟集成温度控制器。模拟集成温度控制器主要包括温控开关、可编程温度控制器，典型产品有 LM56、AD22105 和 MAX6509。某些增强型集成温度控制器(例如 TC652/653)中还包含了 A/D 转换器以及固化好的程序，这与
6、智能温度传感器有某些相似之处。但它自成系统，工作时并不受微处理器的控制，这是二者的主要区别；（3）智能温度传感器 (亦称数字温度传感器)。智能温度传感器是在 20 世纪 90 年代中期问世的，其内部都包含温度传感器、A/D 转换器、信号处理器、存储器(或寄存器)和接口电路。有的产品还带多路选择器、中央控制器(CPU)、随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。智能温度传感器的特点是能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微控制器(MCU)；并且它是在硬件的基础上通过软件来实现测试功能的，其智能化程度也取决于软件的开发水平。现代信息技术的三大基础是信息采集2（即传感器技术） 、信息传输（
7、通信技术）和信息处理（计算机技术） 。传感器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温度传感器被广泛用于工农业生产、科学研究和生活等领域，数量高居各种传感器之首。数字温度传感器可以直接将被检测的温度信息以数字化形式输出，与传统的模拟式温度传感器相比，具有测量精度高、功耗低、稳定性好、外围接口电路简单特点。而单片机微处理器越来越丰富的外围功能模块，更加方便了数字式温度传感器输出信号的处理。智能温度传感器内部都包含温度传感器、A/D 转化器、信号处理器、存储器（或寄存器）和接口电路。有的产品还带多路选择器、中央处理器（CPU） 、随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM） 。并且它是在硬件的基础上通
8、过软件来实现测试功能的，其智能化程度也取决于软件的开发水平。进入 21 世纪后，智能温度传感器正朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片机测温系统等的方向发展。数字化温度传感器可以直接将温度量以数字脉冲信号形式输出，具有测量精度高、抗干扰能力强、传输距离远、外围接口电路简单等诸多优点。同时数字温度传感器还可直接与微塔里木大学信息工程学院课程论文第 4 页共 27 页处理器进行接口，大大方便了传感器输出信号的处理.数字单总线温度传感器是目前最新的测温器件，它集温度测量，A/D 转换于一体，具有单总线结构，数字量输出，直接与微机接口等优点1.21.2
9、研究内容和意义研究内容和意义本温度报警器以 AT89C52 单片机为控制核心,由一数字温度传感器 DS18B20测量被控温度。当被测量值超出预设范围 1则发出警报，适用于大多数工业生产以及教育教学领域。温度是一种最基本的环境参数，它是与人类的生活、工作关系最密切的物理量，也是各门学科与工程研究设计中经常遇到和必须精确测量的物理量。从工业炉温、环境气温到人体温度；从空间、海洋到家用电器，各个技术领域都离不开测温和控温。因此，研究温度的测量和控制方法具有重要的意义。图图 1 1 设计原理设计原理2 2 芯片介绍芯片介绍2.12.1 DS18B20DS18B20 概述概述DS18B20 是 Dall
10、as 公司继 DS1820 后推出的一种改进型智能数字温度传感器，与传统的热敏电阻相比，只需一根线就能直接读出被测温度值，并可根据实际需求来编程实现 912 位数字值的读数方式。塔里木大学信息工程学院课程论文第 5 页共 27 页2.1.12.1.1 DS18B20DS18B20 封装形式及引脚功能封装形式及引脚功能图图 2 2 DS18B20DS18B20 封装形式和引脚功能封装形式和引脚功能如图 2 所示，DS18B20 的外形如一只三极管，引脚名称及作用如下：GND:接地端。DQ：数据输入/输出脚，与 TTL 电平兼容。VDD：可接电源，也可接地。因为每只 DS18B20 都可以设置成两
11、种供电方式，即数据总线供电方式和外部供电方式。采用数据总线供电方式时 VDD 接地，可以节省一根传输线，但完成数据测量的时间较长；采用外部供电方式则 VDD 接+5V，多用一根导线，但测量速度较快。2.1.22.1.2 DS18B20DS18B20 内部结构内部结构图图 3 3 DS18B20DS18B20 内部结构内部结构塔里木大学信息工程学院课程论文第 6 页共 27 页图 3 出示了 DS18B20 的主要内部部件，下面对 DS18B20 内部部分进行简单的描述：(1)64 位 ROM。64 位 ROM 是由厂家使用激光刻录的一个 64 位二进制 ROM 代码，是该芯片的标识号，如表 1 所示：8 位循环冗余检验48 位序列号8 位分类编号（10H）MSB
