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1、课程设计任务书 题 目：基于DS18B20的多点温度采集系统设计（LCD） 系（部）： 信息科学与电气工程学院 实习地点： 班 级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 时间：2012年 月 日 到2012年 月 日山 东 交 通 学 院1摘要单片机已在各行业得到广泛应用，为适应更多的应用领域，厂家采取了在一块单片机芯片上集成多种功能部件和大容量存储器的方法。因而，整个应用系统不需要扩展，而体积变小、可靠性增高，使单片机成为真正意义上的单片机系统。本设计是基于STC89C52单片机和DS185B20实现温度的测量系统，单片机在本系统中作为温度输入和显示控制器件，DS18B20被用作温度数据的采集和
2、温度输出器件。本系统采用单总线操作，线路简单，测量值精确，可实现多点测量，并对温度超过限制值，产生报警和数据采集。本系统被广泛应用于温度控制、温度检测、温度采、消防等系统中。关键词 单片机；数据转换；温度显示；目录一.课程设计总体说明-1 1.1目的-1 1.2基本功能-1 1.3扩展功能-1 1.4课题所达到的功能目标-1 1.5单片机的选择-1 二.硬件系统说明-2 1硬件总体设计方案-2 1.1硬件设计目标-2 1.2硬件功能模块划分-2 1.3主控芯片和关键元器件的选型、接口和引脚介绍-2 2.软件设计-6 2.1流程图-6 三.软件调试说明-7 1.软件性能测试-7四课题开发总结-1
3、0五用户操作说明-11六.参考资料-11附录：程序-12一、课题总体设计说明1.1、目的 （1）本实验要实现的是通过DS18B20温度传感器采集温度并在LCD上显示,并学会使用单片机控制DS18B20此类单总线器件，并对数字温度传感器DS18B0进行时序分析。 （2）更进一步了解LCD1602的应用。（3）掌握单片机与PC的远程通信。1.2、基本功能（1）以数字传感器DS1820作为前端采集温度，经过单片机处理后，将外部的温度显示在液晶屏上。（2）可用通过独立式按键来设定温度的上限值和下限值，当坏境温度超过上限值或低于下限值时会自动提示，并在液晶屏上提示温度大于上限值或温度小于下限值。 （3）
4、当单片机检测到DS18B20存在时会在在LCD1602上显示“DS18B20 Succes”，反之则显示“DS18B20 is Wrong，TEMP is No on”。1.3、扩展功能以数字传感器DS1820作为前端采集温度，经过单片机处理后，再通过串口通信，把实时温度值、上限值和下限值显示在用VB语言编辑的计算机软件的界面上并显示出实时温度的变化曲线，当实时温度超过所设定的上限值和下限值时会在用VB语言编辑的计算机软件的界面上提示当前温度超过上限值或下限值，模拟实现设备与计算机的通信，通过计算机对设备的温度检测以及实时监控。1.4、课题所达到的功能目标 （1）能在LCD1602上准确的显示
5、出实时温度；（2）独立式按键能设置报警温度的上限值、下限值和查看所设定的上限值、下限值；（3）当温度大于上限值或低于下限值时在液晶屏上自动提示；（4）通过串口和PC机连接，能够把实时温度值、上限值和下限值显示在用VB语言编辑的计算机软件的界面上并显示出实时温度的变化曲线，当实时温度超过所设定的上限值和下限值时会在用VB语言编辑的计算机软件的界面上提示当前温度超过上限值或下限值。1.5、单片机的选择 本系统采用了51单片机，其体积小巧，携带方便，价格便宜。且USB接口通讯及供电，通讯速度快，无须外接电源。51单片机有一个全双工的串通信口，非常适合与电脑进行通信。二、硬件设计说明 1、 硬件总体设
6、计方案 1.1、硬件设计目标 本系统中通过温度传感器DS18B20的数据线DQ与主控芯片51单片机的P3.3相连接，DS18B20将采集到的数据送给单片机，经过单片机出来后，显示在8位数据线与单片机P0口的液晶LCD上。，当坏境温度超过上限值或低于下限值时会自动提示，并在液晶屏上提示温度大于上限值或温度小于下限值。4个按键K1K4接到单片机的P1.0P1.4，来实现对上限值和下限值的查看与设定。串口经过MAX232的电平转换后R1 OUT和T1 IN接到单片机的RXD与TXD来实现与用VB语言编辑的计算机软件的界面间的通信。液晶LCD的RS、E分别接到单片机的P2.0P2.2来实现单片机控制液
7、晶的读写命令和数据的控制。1.2、硬件功能模块划分 主控芯片显示模块控制模块温度检测模块通信模块（1）AT89S51：实现对整个系统的控制。（2）DS18B20、LCD1602：温度传感器DS18B20的数据线DQ与主控芯片51单片机的P3.3相连接，DS18B20将采集到的数据送给单片机，经过单片机处理后，显示在8位数据线与单片机P0口的液晶LCD上。（3）按键输入：对报警温度上限值TH和下限值TL的设置。（4）串口通信：实现与与用VB语言编辑的计算机软件的界面间的通信。1.3、主控芯片和关键元器件的选型、接口和连接方式定义 1.3.1、主控芯片和关键元器件的选型 （1）主控芯片：AT89S
8、51（2）温度采集：DS18B20 （3）按键：独立式按键（K1K4）（4）显示：LCD1602（5）串口：通过MAX232与单片机的10脚11脚相连1.3.1.1 、AT89S51引脚结构,见图1-1图1-1单片机封装及引脚结构引脚功能说明：VCC：供电电压。 GND：接地。 P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P0口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的低八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须接上拉电阻。 P1口：P1口是一个内部
9、提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为低八位地址接收。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对
10、外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。 P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示： 口管脚 备选功能 P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断0） P3.3 /INT1（外部中断1） P3.4 T0（记时器0外部输入）
11、P3.5 T1（记时器1外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通） P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的低位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH
12、地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。 /PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。 /EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。 XTAL1：反向振
