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1、成都理工大学工程技术学院毕业论文基于proteus仿真的多温度自动检测系统作者姓名：唐 轶专业名称：电子信息科学与技术指导教师：黄 宇 基于proteus仿真的多温度自动检测系统摘要在工、农业生产和日常生活中，对温度的测量及控制占据着极其重要地位。在消防电气的非破坏性温度检测，电力、电讯设备之过热故障预知检测，空调系统的温度检测，各类运输工具之组件的过热检测，保全与监视系统之应用，医疗与健诊的温度测试，化工、机械等设备温度过热检测，温度检测系统都应用的十分广泛。本文设计的多通道温度检测系统是通过proteus仿真，利用单片机AT89C51单片机作控制器,采用数字式传感器DS18B20进行温度测
2、量,实现多地点的温度实时检测并通过LED显示器件显示温度的功能,能方便地应用于各种温度检测场合。本设计采用DS18B20和AT89C51单片机研制了一种温度巡回检测系统。关键词： 单片机 AT89C51 DS18B20 温度 - IV -Abstract In the industrial and agricultural production and daily life, the right temperature measurement and control occupy a very important position. In the fire temperature detect
3、ion non-destructive electrical, power, telecommunication equipment failures to predict overheating detection, air-conditioning system, temperature measurement, all kinds of means of transport of the components overheating detection, security and surveillance system applications, the temperature of m
4、edical and health consultation testing, chemical, and mechanical equipment such as temperature overheat . detection, temperature detection systems have a wide range of applications.This design of multi-channel temperature measurement system is through proteus simulation, using microcontroller AT89C5
5、1 microcomputer as the controller, using digital sensor DS18B20 for temperature measurement, the temperature of multi-location real-time detection and through LED display device displays the temperature function can be easily used in various temperature detection occasions. This design uses DS18B20
6、and AT89C51 microcontroller developed a temperature circuit detection system.Key words: SCM AT89C51 DS18B20 Temperature目录摘要IAbstractII目录III前言11 设计要求及方案21.1多路温度自动检测系统技术指标21.2 温度检测系统的原理功能21.3 温度检测方案22 单片机的基础知识42.1 概述42.1.1单片机的发展史42.1.2单片机的应用52.2单片机基本结构、引脚功能、I/O口62.2.1 单片机的基本结构62.2.2单片机外部引脚功能和I/O（P0、P1
7、、P2、P3）83 所用器件介绍113.1 温度传感器 （DS18B20）113.1.1 传感器的选择113.1.2 DS18B20(温度传感器)113.2 74HC595123.2.1 74HC595引脚说明133.2.2 74HC595 功能表、注释133.3 LED显示器143.3.1 LED 的优点143.3.2 LED工作方式154 仿真软件proteus184.1 Proteus软件简介185 硬件设计195.1 系统电路结构195.2 单片机最小系统195.3 温度采集传感电路215.4 温度显示电路235.5 温度显示通道号电路246 系统软件设计256.1 系统程序总设计25
8、6.2 温度检测子程序设计267 系统仿真及结果277.1 Proteus原理图设计277.2 Keil与Proteus联机仿真277.3 protel原理图及PCB版28总结29致谢30参考文献31附件1 PCB图32 前言温度的测量在工业、农业、国防等行业有着广泛的应用。在日常生活中也很常见。在科研和生产中，常要对某些系统进行温度的监测，目前已有的实现温控的方法有很多，如油浴恒温法、比例式、积分式及其组合的调节方法等，用单片机实现系统温度的自动测控，能很方便的知道系统的温度，提高整个系统的灵活性和可靠性，而且精度高，方法便于实现。有很多方法实现温度的自动检测。传统的常规温度知道检测因其明显
9、的缺点已被淘汰；本文设计的多路温度自动检测系统是利用单片机AT89C51作控制器，采用数字式传感器DS18B20进行多路温度的测量，实现多地点的多温度实时检测，并通过LED数码显示管进行多路温度自动循环显示。并通过Proteus软件进行仿真最终实现系统的功能。通过数字传感器DS18B20能够直接把所测的温度转化位数字信号直接送个单片机处理，这样简化了电路，并且DS18B20可用数据线供点使得在比较不容易测的地方很方便的测量温度。本文分别介绍了单片机温度测量系统的总体方案，单片机的基础知识，并给出了所用器件如DS18B20相关的信息，以及系统的工作原理和软硬件设计的思路和程序调试的结果，最后对课
10、题内容成果进行了深入的总结。1 设计要求及方案温度检测系统是比较常见和典型的过程监控系统。温度是工业生产过程中重要的被控参数之一，冶金、机械、食品、化工等各类工业生产过程中广泛使用的各种加热炉、热处理炉、反应炉，对工件的处理均需要对温度严格控制。当今计算机控制技术在这方面的应用，已使温度控制系统达到自动化、智能化，能够随时监控多方温度信息，使生产、生活得到安全的保障。1.1多路温度自动检测系统技术指标根据系统需求，系统需要提供的技术指标如下：1：工作温度范围： 2：分比率： 3：测量温度的范围： 4：工作电压： 1.2 温度检测系统的原理功能当温度检测系统开始工作后，传感器所测环境或者元件的温
11、度高低，并将热信号变为相应的电信号传递到微机，微机将收到的电信号处理并同时显示到显示器上，通过显示器循环地显示各个不同的测量地的温度。1.3 温度检测方案课题主要任务是完成环境温度检测，利用单片机实现温度调节并通过计算机实施温度监控。设计后的系统具有操作方便，控制灵活等优点。本设计系统包括温度传感器DS18B20、数据处理单片机、温度循环显示模块等。文章对每个部分功能、实现过程作了介绍。整个系统的核心是进行温度监控，完成课题要求。单片机8路温度传感器温度显示显示第几路温度图1 多温度自动检测系统电路框图：2 单片机的基础知识2.1 概述单片微型计算机（Single Chip Microcomp
12、uter）简称单片机。它把组成微型计算机的各功能部件：中央处理器CPU、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、可编程存储器EPROM、并行及串行输入输出I/O接口电路、定时器/计数器、中断控制器等部件集成在一块半导体芯片上，构成一个完整的微型计算机。随着大规模集成电路技术的发展，单片机内还可包含A/D、D/A转换器、高速输入/输出部件、DMA通道、浮点运算等新的特殊功能部件。由于它的结构和指令功能都是按工业控制要求设计的，特别适合于工业控制及与控制有关的数据处理场合，因而目前应确切称其为微控制器。单片机的称谓只是保留了其习惯称呼。2.1.1单片机的发展史单片机出现的历史并不长，但发展十分迅速
13、。它的产生与发展和微处理器的产生与发展大体同步，自1971年美国Intel公司首先推出4位微处理器以来，它的发展到目前为止大致分为5个阶段：第1阶段（19711976）：单片机发展的初级阶段。1971年11月Intel公司首先设计出集成度为2000只晶体管/片的4位微处理器Intel4004，并配有RAM、ROM和移动寄存器，构成了第一台MCS-4微处理器，而后又推出了8位微处理器Intel8008，以及其它各公司相继推出的8位微处理器。第2阶段（19761980）：低性能单片机阶段。以1976年Intel公司推出的MCS-48系列为代表，采用将8位CPU、8位并行I/O接口、8位定时/计数器
14、、RAM和ROM等集成于一块半导体芯片上的单片结构，虽然其寻址范围有限，也没有串行输入输出口，中断系统也较简单，但功能可满足一般工业控制和智能化仪器的需要。第3阶段（19801983）：高性能单片机阶段。这一阶段推出的高性能8位单片机普遍带有串行口，有多级中断处理系统，多个16位定时器/计数器。片内RAM、ROM的容量加大，且寻址范围可达64KB，个别片内还带有A/D转换接口。第4阶段（198380年代末）：16位电瓶夹阶段。1983年Intel公司又推出了高性能的16位单片机MCS-96系列，由于其采用了最新的制作工艺，使芯片集成度高达12万只晶体管/片。第5阶段（90年代）：单片机在集成度
15、、功能、速度、可靠性、应用领域等全方位想更高水平发展。2.1.2单片机的应用由于单片机具有体积小、重量轻、价格便宜、功耗低、控制功能强及运算速度快等特点，因而在国民经济建设、军事及家用电器等各个领域均得到了广泛的应用。按其单片机的特点，其应用可分为单机应用与多机应用。1. 单机应用在一个应用系统中，只使用1片单片机成为单机应用，这是目前应用最多的一种方式。单片机应用的主要领域有：（1）测控系统。用单片机可以构成各种不太复杂的工业控制系统、自适应控制系统、数据采集系统等，达到测量与控制的目的。（2）智能仪器。用单片机改造原有的测量、控制仪表，促进仪表向数字化、智能化、多样化、综合化方向发展。（3）机电一体化产品。单片机与系统的机械产品相结合，使传统机械产品结构简化，控制智能化。（4）智能接口。在计算机控制系统，特别
