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1、学 生 毕 业 论 文题目（中文）基于PIC单片机的多路温度巡回检测系统 （英文） Multi-channel Temperature Monitor Base on PIC16F877A 系别： 物理与电子工程系 专业： 电气工程及其自动化 班级： 指导教师： 摘要：本文介绍了一种基于PIC16F877A单片机，利用DS18B20对多路温度采集，并进行温度的控制与检测，并通过12864液晶显示出来。系统中通过控制按钮实现了实时各路的报警温度，并且实现多路与任一单路温度显示切换，从而既可以进行多路的检测又可以进行任一单路的监控，而且还有数字跟图形两种显示方式更为直观。在温度超过设定温度时温度跟
2、时间通过24C02存储起来，以便查看，同时可以通过固定电话远程报警，还能将温度上传至PC机，进行后续处理。关键词：温度检测；单片机；串行通讯；DS18B20;Abstract：This paper introduces one kind of SCM which is based on PIC16F877A. Through DS18B20, it can form multi-channel temperature detection alarm and is displayed by liquid crystal. Through the control button, this syst
3、em can achieve the real-time setting of all different alarm temperature of each channel, and the realization of multi-channel or single switch temperature display, which can carry out multi-channel detection and also can be carried out as a one-way monitoring. The digital and graphic displays make i
4、t easier to be seen. When the temperature is beyond the setting temperature, the 24C02 will store temperature and time, which make it convenient to be checked. At the same time, it can realize distant alarm through the fixed telephone, and upload the temperature to the PC Machine for later dealing w
5、ith.Key words: Temperature Detection; MCU; Seria Communication; DS18B20目录1系统设计72主芯片：PIC16F877A单片机简介92.1 PIC单片机的优越之处：92.2 PIC16F877A引脚图及主要性能102.3 最小系统112.3.1复位功能112.3.2 系统时钟122.4 设计心得总结123LCD12864液晶原理介绍及接口实现123.1 液晶显示模块概述123.2 液晶引脚说明133.3 接口时序143.4 具体指令介绍153.5 显示坐标关系193.5.1、图形显示坐标193.5.2 汉字显示坐标203.6
6、与单片机的接口实现213.7设计心得总结224DS18B20原理介绍及接口实现224.1 DS18B20简介224.2DS18B20结构及其工作原理234.3DS18B20的接口实现294.3.1 硬件设计294.3.2 软件设计304.4设计心得总结314.4.1 焊接问题：314.4.2 软件设计：314.4.3 不足：315存储芯片AT24C02简单介绍及接口实现325.1AT24C02功能描述管脚定义325.2管脚定义及接口实现325.3设计心得346 实时时钟DS1302简单介绍及接口实现346.1 DS1302简介346.2 DS1302结构及工作原理346.3DS1302的接口实
7、现357温度上限报警功能377.1 设计原理377.2 设计心得体会378与PC串口通讯及VB上位机简单介绍388.1 与PC串口通信388.2 上位机介绍399 总结43附录44部分原理图：44参考文献45致谢46基于PIC单片机的多路温度监控巡回系统1 系统设计在工业生产和日常生活中，经常要对温度进行测量与控制，并且有时是对多个点进行温度测量，比如冷库温度监控、环境温度监测、农业温室监控、粮库温度监控等。在这种情况下，多点温度检测系统应运而生。多点温度检测系统通常能够对多个工作点的温度进行检测，显示当前温度，并能够对温度进行存储和报警，还能将温度上传至PC机，进行后续处理。传统的测温元件有
8、热电偶和热电阻，需很多硬件支持并且电路复杂。本文将设计一款由新型的数字温度传感器DS18B20配合单片机，具有温度检测、显示、存储、自动统计分析及跟电脑通讯连接还利用固定电话远程报警等功能的多点温度监控系统。多路温度监控系统30 PC机通讯4 * 温度传感器固话报警 图 1.1 多路温度监控系统模拟应用温度监控主系统构架框图如图 1.2 所示：PIC16F877A单片机12864液晶显示实时时钟上限报警接口按键控制PC机通讯AT24C02温度储存四路温度采集 图 1.2 多路温度监控系统构架框图图1.3 手工焊接实物图主要技术参数A温度检测范围 ： -55+125B测量精度 ： 0.0625C
9、 显示方式： LCD12864显示D 报警方式： 固话报警2 主芯片：PIC16F877A单片机简介2.1 PIC单片机的优越之处：(1)哈佛总线结构:MCS-51单片机的总线结构是冯-诺依曼型,计算机 在同一个存储空间取指令和数据,两者不能同时进行;而PIC单片机的总线结构是哈佛结构,指令和数据空间是完全分开的,一个用于指令,一个用于数据,由于 可以对程序和数据同时进行访问,所以提高了数据吞吐率。正因为在 PIC单片机中采用了哈佛双总线结构，所以与常见的微控制器不同的一点是：程序和数据总线可以采用不同的宽度。数据总线都是8位的，但指令总线位数分别位 12、14、16位。 (2)流水线结构:M
10、CS-51单片机的取指和执行采用单指令流水线结构,即取一条指令,执行完后再取下一条指令;而PIC的取指和执行采用双指令流水线结构,当一条指令被执行时,允许下一条指令同时被取出,这样就实现了单周期指令。 (3)寄存器组:PIC单片机的所有寄存器,包括I/O口,定时器和程序计数器等都采用RAM结构形式,而且都只需要一个指令周期就可以完成访问和操作;而MCS-51单片机需要两个或两个以上的周期才能改变寄存器的内容。 （4）运行速度高：由于采用了哈佛总线结构，以及指令的读取和执行才用了流水作业方式，使得运行速度大大提高。 （5）功耗低：PIC单片机的功率消耗极低，是目前世界上最低的单片机品种之一。在4
11、MHz时钟下工作时耗电不超过2mA，在睡眠模式下耗电可以低到1uA以下。 （6）驱动能力强：I/O端口驱动负载的能力较强，每个I/O引脚吸入和输出电流的最大值可分别达到25mA和20mA，能够直接驱动发光二极管LED、光电耦合器或者轻微继电器等。 （7）外接电路简洁PIC单片机片内集成了上电复位电路、I/O引脚上拉电路、看门狗定时器等，可以最大程度减少或免用外接器件，以便实现“纯单片机”应用。这样，不仅方便于开发，而且还可节省用户的电路空间和制作成本。 （8）程序保密性强目前，尚无办法对其直接进行解密拷贝，可以最大限度的保护用户的程序版权。2.2 PIC16F877A引脚图及主要性能PIC16
12、F877A的详细引脚如图2.21所示。 图 2.2-1 PIC16F877A引脚图 图 2.2 -2 PIC16F877A实物图主要性能参数如下所示：l 具有高性能RISC CPUl 仅有35条单字指令l 100000次擦写周期l 除程序分支指令为两个周期外，其余均为单周期指令l 运行速度： DC20MHZ始终输入 DC200ns 指令周期l 8K * 14个 FLASH程序存储器368 * 8 个数据存储器（RAM）字节256 * 8 EEPRM 数据存储器字节l 提供14个中断源l 功耗低在5V， 4MHZ 时钟运行时电流小于 2mA在3V， 32KHZ 时钟运行时电流小于20Ual 支持
13、在线串行编程（ICSP）l 运行电压范围广，2.0V到5.5Vl 输入及输出电流可达到25mAl Timer0：带有预分频器的8位定时器/计数器l Timer1：带有预分频器的16位定时器/计数器，在使用外部晶振震荡时钟时，在睡眠期间仍能工作l Timer2：带有8位周期寄存器，预分频器和后分频器的8位定时器/计数器。l 2个捕捉器，比较器，PWM模块其中： 捕捉器是16位，最大分辨率是12.5ns 比较器是16位，最大分辨率是200ns PWM最大分辨率是10位l 10位多通道模数转换器2.3 最小系统 2.3.1复位功能PIC16F877A的复位功能设计得比较完善，实现复位或引起复位的条件和原因可以归纳成4类：人工复位、上电复位、看门狗复位、欠压复位。这里简单介绍一下人工复位人工复位：无论是单片机在正常运行程序，还是处在睡眠状态或出现死机状态，只要在人工复位端MCLR加入低点平信号，就令其复位。本次设计的电路图如图2.31所示。
