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1、摘摘 要要温度是工业生产和日常生活中最常见的参数之一，对温度的精确测量和控制具有重要意义。为此，本文以 AT89S51 单片机为处理核心进行了多点温度监控系统的下位机设计，详细阐述了系统的硬件及软件设计方法。该设计使用 DS18B20 数字式温度传感器进行多点测温，通过 RS232 串口实现单片机与 PC 机之间的数据交换，实现各温度点的实时测温及根据上位机的温度设定值完成对其中一点温度的控制。此系统具有测温电路简单、连接方便、转换速度快、为上位机监控部分可实时传送温度信号、控制精度高等优点，因此，具有较广泛的应用前景。关键词： AT89S51；多点温度测量控制；DS18B20；RS232Ab
2、stractTemperature is one of the most familiar parameters in the industrial production and daily life. Therefore, this paper designs the under-bit machine of multi-point temperature monitoring system with the 89S51 SCM as the processing core. It elaborates hardware and software design method in detai
3、l. The system uses the DS18B20 digital temperature sensor to measure multi-point temperature. Through the RS232 serial port it can exchange data between the SCM and PC. Each point of temperature can be measured on time and one point of it can be controlled according to the temperature settings trans
4、mittd by up-bit machine. Based on the advantages that this system has the simple temperature measurement circuit, the convenient connection, the quick change speed, the real-time transmission of temperature signals for up-bit machine, the high precision control , therefore, it will have very good ap
5、plication value. Keywords: AT89S51; multi-point temperature measure and control; DS18B20; RS232目目 录录第 1 章 绪论.11.1 课题背景 .11.2 多点温度测控系统的发展现状 .31.3 论文内容与安排 .6第 2 章 系统的方案论证与可行性分析.82.1 任务分析 .82.2 硬件总体方案设计 .82.3 软件总体方案设计 .102.4 系统方案可行性分析 .11第 3 章 多点温度测控系统硬件系统设计.133.1 温度传感器 DS18B20 .133.1.1 DS18B20 的结构.133
6、.1.2 DS18B20 的主要特点.143.1.3 DS18B20 的测温原理.153.2 单片机最小系统设计 .153.3 多点测量电路设计 .173.4 控制电路的设计 .193.4 电平转换和串口通信电路的设计 .203.4.1 电平转换 .203.4.2 串口通信 .21第 4 章 多点温度测控系统的软件方案设计.224.1 读序列号子程序的设计 .224.2 温度转换子程序的设计 .234.3 温度读取子程序的设计 .244.4 串口通信子程序的设计 .254.5 控制部分子程序的设计 .26第 5 章 系统调试.275.1 硬件部分调试 .275.2 软件部分调试 .285.3
7、系统联调 .29结论.32社会经济效益分析.34参考文献.35致 谢.37附录 电路原理图.38附录 读取 DS18B20 序列号程序清单.39附录 温度测控程序清单.43附录 元器件清单.55第第 1 1 章章 绪论绪论温度在现代社会中成为一个很重要的物理量，人们可以根据温度来调节个人的生活行为，气象工作者可以根据温度变化范围来提供可靠的天气预报。在工农业生产中，人们根据温度值来调节生产过程。因此，准确的温度测量和控制在现代化的社会生产中具有重要的研究意义。1.1 课题背景课题背景现代社会中，温度控制的应用越来越多。温度是与人们的生产生活密切相关的一个物理 ,因此产生了各种各样的温度测方法，
8、在工业领域内 ,对温度的测控十分广泛。在很多工业应用的场合下，环境非常恶劣，人工直接操作仪表很不现实 ,采用有线数据通信的方式也有限制，在数据记录上也需要人工抄写，因此需要一种无线隔离的操作方式。而在实际温控过程中既要求系统的稳定性,又要求快速性。下面仅就在社会生产和生活中用处比较广泛的几处应用加以阐释。1.在电子设备设计中，为防止系统损坏或性能降低，大都安装了用于监视危险温度的传感器，在多个热点的系统中需要进行多点温度测量。微处理器（CPU）和数字信号处理器（DSP）为高速芯片，可能产生过热即危险温度。另外一个热源是安装在机箱后部散热器上的功率器件。风扇是用来散热的，但它的长时间运转也会造成
9、过热。在每一处都有放置一个温度传感器可以单独监视每一处温度，任一处温度超出了安全范围，系统就可以通过减低时钟速度或关掉系统电源等手段防止发生问题。2.建筑节能是世界建筑技术发展的大趋势， 我国目前在该领域的技术还是相当落后。使用一种基于总线的和一线制数字的温度传感器测控系统 ,可以应用在建筑暖通空调系统中,既能最大限度地达到节能的目的,又能很好地满足人们对室内热环境智能化的要求。单总线数字式温度传感器有着独特的单总线接口,可以在一条线上接多个传感器 ,从而克服了模拟温度传感器与微机接口时的灯转换等缺点。它具有测温精度高、抗干扰能力强 、成本低、体积小等特点。其具有良好的通用性,可以解决建筑的温
10、度测控问题 ,并利用总线的特殊优势解决了远距离多点测量问题 ,网络传输实时性好。3.金属粉末注射成型技术 (Metal Injection Molding) 是近年来粉末冶金学科和工业中发展比较突出的领域。其基本工艺过程是：将微细的金属或陶瓷粉末与有机黏结剂均匀混合成为具有流变性的物质，采用先进的注射机注入具有零件形状的模腔形成坯件，采用新技术脱除黏结剂，并经过烧结使其高度质密成为制品，必要时还可以进行后处理。因此，温度控制精度的高低直接影响到产品的质量及使用寿命，研究和设计高性能的温度控制系统具有非常重要的意义。使用数字式 DS18B20 温度测控系统不仅可以应用到连续烧结炉的多点温度控制，还可以应用到其他工业对象的温度控制，比如冶炼高炉，工业窑炉等；而且成本低，可靠性高。4.某大型飞机洞库线道长 ,环境复杂 ,由于其存储有重要的军事物资 ,对其温度、湿度、油分子浓度、火警等信号进行综合监测是一项重要的任务。使用温度监控系统采取了微机与现场总线技术 ,不但节省了布线费用
