基于单片机DS18B20温度控制器课程设计..

《单片机原理及应用》课程设计报告题目：温度控制器电路专业：电子信息工程年级：2010级学号：**********学生姓名：*******联系电话：************指导老师：*******完成日期：2013年5月30I摘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，并可以根据需要任意上下限报警温度，它使用起来相当方便，具有量程宽、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，有广泛的应用前景。关键词：单片机；温度检测；AT89C52;DS18B20;IIABSTRACTWiththeeraofprogressanddevelopment,thetemperaturetesthasaffectedourlife,work,scientificresearch,eachdomain,hasbecomeaveryimportantthing,beimperativesystemsothedesignofatemperaturetest.ThispaperintroducesadigitaltemperaturealarmsystembasedonAT89C52mcu.DetaileddescriptionoftheprocessofdigitaltemperaturesensorDS18B20temperaturemeasurementsystemdevelopment,focusingonthesensorundertheSCMhardwareconnection,softwareprogrammingandsystemflowofeachmoduleareanalyzedindetail,onthepartofthecircuitareoneoneareintroduced,thesystemcanfacilitatetherealizationoftemperatureacquisitionandalarm,andcanaccordingtoneedanyalarmtemperature,itisveryconvenienttouse,hasawiderange,smallvolume,lowpowerconsumption,suitableforourdailylivesandindustrial,agriculturalproductioninthetemperaturemeasurement,canalsobeusedasatemperatureprocessingmoduleintoothersystems,asotherauxiliarysystem.DS18B20combinedwithAT89C52toachievethemostsimpletemperaturealarmsystem,thesystemissimpleinstructure,hasthewidespreadapplicationprospect.Keyword.Singlechipmicrocomputer;temperaturedetection;AT89C52;DS18B20;III目录摘要..............................................................IABSTRACT...........................................................II1设计要求及方案选择................................................11.1设计要求.....................................................11.2方案选择.....................................................12理论分析与设计...................................................12.1芯片介绍....................................................12..1.1DS18B20概述..........................................12.1.2STC89C52介绍..........................................22.2系统结构框图.................................................32.3程序原理叙述.................................................33.电路设计..........................................................33.1硬件设计.....................................................33.1.1报警模块...............................................43.1.2单片机最小系统电路.....................................43.1.3温度采集模块...........................................53.2软件设计.....................................................53.2.1流程框图...............................................63.2.2程序设计...............................................64、系统测试........................................................155、总结............................................................16.参考文献..........................................................1711设计要求及方案选择1.1设计要求1制作完成温度检测系统2温度检测精度1度3温度控制在一定范围内,超出温度设定范围是报警(声光显示)4将学号和姓名打印在铜板上1.2方案选择方案一：采用热敏电阻，热敏电阻精度、重复性、可靠性较差，对于检测1摄氏度的信号是不适用的，在温度测量系统中，也常采用单片温度传感器，比如AD590，LM35等。但这些芯片输出的都是模拟信号，必须经过A/D转换后才能送给计算机，这样就使测温系统的硬件结构较复杂。要用到复杂的算法，一定程度上也增加了软件实现的难度。方案二：采用单总线数字温度传感器DS18B20测量温度，直接输出数字信号。便于单片机处理及控制，节省硬件电路。且该芯片的物理化学性很稳定，此元件线形性能好，在0—100摄氏度时，最大线形偏差小于1摄氏度。DS18B20的最大特点之一采用了单总线的数据传输，由数字温度计DS18B20和微控制器STC89C52构成的温度装置，它直接输出温度的数字信号到微控制器。每只DS18B20具有一个独有的不可修改的64位序列号，根据序列号可访问不同的器件。综上分析，我们选用第二种方案。2理论分析与设计2.1芯片介绍2..1.1DS18B20概述DS18B20是Dallas公司继DS1820后推出的一种改进型智能数字温度传感2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9~12位数字值的读数方式。DS18B20封装形式及引脚功能图2-1-1DS18B20封装形式和引脚功能如图2-1-1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2.1.2STC89C52介绍STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用宏晶科技公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。由于此单片机应用在仓库温湿度检测上，所以本设计选用了低功耗、高性能、低价格。3小管脚(40脚)的STC89C52单片机。如图2-1-2所示：图2-1-2STC89C52单片机2.2系统结构框图系统主要包括数据采集模块，单片机控制模块，显示模块和温度设置模块，驱动电路五个部分。系统框图如图2-2-1所示。图2-2-1系统结构款图2.3程序原理叙述其中温度采集模块负责利用DS18B20传感器实时采集温度数据，并将采集到的温度数据传输到单片机控制模块，单片机控制模块将检测到的数据进行处理后送到LCD显示模块进行显示，同时将数据与系统默认的温度上限32°C进行比较，如果检测到的温度超过32°C或低于20°C，就将发光二级管点亮进行报警。3.电路设计3.1硬件设计单片机显示电路报警电路温度传感器43.1.1报警模块报警电路用一个三极管驱动一只蜂鸣器组成，驱动信号由芯片的管脚RD/P3.7控制。当显示的温度不在设定的温度范围内，即不在TL与TH之间则驱动蜂鸣器发声报警，其电路如图3-1-1所示。图3-1-1报警电路3.1.2单片机最小系统电路在课题设计的温度控制系统设计中，控制核心是STC89C52单片机，该单片机为51系列增强型8位单片机，它有32个I/O口，片内含4KFLASH工艺的序存储器，便于用电的方式瞬间擦除和改写，而且价格便宜，其外部晶振为12M一个指令周期为1μS。使用该单片机完全可以完成设计任务，其最小系统主包括：复位电路、震荡电路以及存储器选择模式，如图3-2-1所示5图3-1-2单片机最小电路3.1.3温度采集模块在硬件完成后,为了使作品能够实现预定的功能和效果,因此需要对环境温度进行采集.在本设计中采用外部供电方式实现DS18B20传感器与单片机的连接如图3-1-3所示.图3-1-3温度传感器接口3.2软件设计63.2.1流程框图图3-2-1程序流程框图3.2.2程序设计#includereg52.h#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintuchari;sbitlcdrs=P2^5;sbitlcdrw=P2^6;sbitlcden=P2^7;sbitd1=P1^3;sbitd2=P1^4;7ucharcodet0[]=NoutempisC;ucharcodet1[]=Makebytengbo;ucharcodewendu[]=0123456789;//利用一个温度表解决温度显示乱码sbitDQ=P3^6;/