智能化温度监控系统的研究与设计

PAGEPAGEIV智能化温度监控系统的研究与设计摘要因为时间的进步和发展，我们在科学研究中使用的许多工具逐渐变得数字化和智能。我们知道传统的温度定义使用热电偶和热电阻器作为对温度敏感的元素。但是热电偶和热电阻的成本很低，但它们通常测量电压，然后转化为相应的温度，这需要更多的外部设备支持，可靠性较低，温度测量精度较低，检测系统也有一些错误。因此，我们的社会需要生产一个更精确、更舒适的温度计。本文将使用AT89C51微计算机控制的数字温度计和DS18B20芯片作为温度传感器，使用4位数字管与一般阳极led传输数据通过串行端口显示温度。该温度计是一种多功能温度计，具有易于阅读的功能，宽温度范围和准确的温度测量值。数字显示器，广泛的应用范围等等。当测量温度读数不在设置范围内时，它可能会发出声音信号。利用该系统对室内环境温度的采集，得出的结果与室内温度计采集的数据基本一致，实验结果表明，该系统具有一定的优势，能替代一些传统的温度采集监控方式。系统总体小巧坚固，安装便捷，可以利用在各种环境。其使用方便，价格便宜的数字温度计将被人们广泛认可，更好的被社会所用，发展前景无限光明关键词：单片机；数字控制；温度计；DS18B20；AT89C51

AbstractWiththeprogressanddevelopmentofTheTimes,weusemanyoftheinstrumentsinthefieldofscientificresearchingraduallytendstodigital,intelligent.Weknowthatthetraditionaltemperaturedetectionwiththermocoupleandthermalresistanceastemperaturesensitivecomponents.However,thermocoupleandthermalresistanceoflowcost,buttheyaregenerallyvoltageismeasured,andthenconvertedtothecorrespondingtemperature,needmoreexternalhardwaresupport,andthereliabilityisrelativelypoor,temperaturemeasurementaccuracyislow,alsotohavecertainerrordetectionsystem.Sooursocietyneedstoproduceamoreaccuratetemperaturemeasurement,usingmoreconvenientthermometer.ThisarticleintroducesakindofbasedonAT89C51single-chipmicrocomputercontrol,digitalthermometerDS18B20astemperaturesensor,itwillusethefourcommonanodeLEDdigitaltube,transfertoaserialporttorealizetemperaturedisplay.Thisbelongstomultifunctionalthermometerthermometer,iseasytoreading,temperaturemeasuringrange,temperaturemeasurementprecision,digitaldisplay,thecharacteristicsofwideapplicationscope,canbemanuallysetupalarmtemperaturethresholdvalue,whenmeasuringtemperaturedisplayisbeyondthescopeofsetting,canalarmbuzzer.Usingthissystemtocollecttheindoorambienttemperature,theresultsobtainedarebasicallyconsistentwiththedatacollectedbytheindoorthermometer.Theexperimentalresultsshowthatthesystemhascertainadvantagesandcanreplacesometraditionaltemperaturecollectionandmonitoringmethods.Theoverallsystemissmallandsturdy,easytoinstallandcanbeusedinvariousenvironments.Itseasytouse,cheapdigitalthermometerwillbewidelyrecognizedbypeople,betterusedbysociety,thedevelopmentprospectsarebright.Keywords:singlechipmicrocomputer;Digitalcontrol;Thethermometer.DS18B20.AT89C51

目录智能化温度监控系统的研究与设计 I摘要 IAbstractⅡ第一章绪论11.1研究背景11.2研究意义11.3国内外研究现状错误!未定义书签。第二章相关理论介绍22.1系统设计原理22.2系统硬件介绍2.2.4Proteus软件介绍2第三章系统的硬件与软件设33.1系统硬件部分33.1电路总框图设计 33.1.1电路总原理图 43.1.2系统各部分硬件电路 53.1.2.1显示电路 53.1.2.2DS18B20温度传感器与单片机的接口电路 53.1.2.3振荡电路 153.1.2.4复位电路 153.1.2.5报警电路 163.1.2.6电源电路 163.1.2.7工作原理 163.2系统软件部分 173.2.1主程序流程图 173.2.2各子程序流程图 173.2.2.1初始化程序 173.2.2.2写流程图 193.2.2.3读流程图 20第四章系统仿真与调试 224.1硬件调试 错误!未定义书签。4.1.1蜂鸣器 224.1.2显示调试224.1.3按键调试224.1.4串口调试224.2系统仿真224.3仿真结果234.4实际测试244.4.1环境测试244.4.2测试方法244.4.3测试结果24第五章总结与展望 255.1总结255.1展望25致谢 27参考文献 28附件代码 29PAGE26第一张绪论1.1研究背景温度是科学和技术、物理、化学和生物学的基本物理价值之一，与温度不可分割。冶金术、化学、石油、工程学、航空、食品储存、酒和其他领域的试验和工艺，温度通常是其主要素质和工艺素质之一。采集是大多数工业和实验研究的重要组成部分。全球第一个体温计是1593年意大利科学家伽利略发明的。二楼的床头有一层厚厚的玻璃管道，另一层有自制的玻璃瓶。第一次使用玻璃瓶时，要将它加热，然后用管子装到水里。当温度改变时，玻璃管内的水会来回摇晃，但温度或温度的变化可以根据这种变化来决定。但是，原始温度计对诸如大气压力的环境因素非常敏感。因此，用这个温度计测量的数据往往比实际数据有更多的误差。因此，荷兰人瓦伦海特改善了这一状况:1709年，他用酒精，1714年用汞作为测量剂，使温度计更加精确。1.2研究意义因为人们生活水平的不断提高，微观控制无疑是人们追求的目标之一，而微观控制带来的绝对舒适无疑是不可否认的。在这些例子中，数字温度计是典型的例子，但人们对这些温度计的需求越来越大，更有可能使现代和更舒适的环境运行、研究、工作和工作与单晶体微计算机技术，一切都转向数字管理和智能管理。因为测量和监测不同行业的温度需要很多，本文所设计的智能化温度监控系统可以运用在多个领域，可以更直观更便捷的对温度进行监控与采集，来满足一定的社会需求。1.2国内外研究现状在温度监控这方面国外的研究在我国之前，在1970年代，模拟了配对设备的使用，以收集现场温度数据以进行记录，显示和控制。随着科学技术的发展，分布式控制系统出现在1980年代后期。各国正在努力开发一种监测温度的技术。在实现自动化的基础上，一些国家正在走向完全自动化和无人驾驶发展。中国的温度监测技术研究始于20世纪80年代末。它们是基于中国技术专家在发达国家开发的温度控制设备和技术，以加深他们对温度测量系统的理解和逐渐掌握。微计算机控制室内温度的技术，但这种技术有局限性，只适用于一个环境温度因素。许多发达国家的温度控制设备可以在不同复杂的环境中使用。与他们相比，我们仍然有很大差距，中国的温度监测还没有达到工业化水平，还有实际问题，如支持设备的薄弱能力、落后的环境控制、低工业化等。但是越来越多的技术员发现了这门技术的潜力，也有不少商人发现其中隐藏的商机，在这些条件因素下，使我国在近几年得到了快速发展，在不久的将来，我国一定会把这项技术推向顶尖。第二章相关原理介绍2.1系统设计原理当今第一生产力可是说是科学技术，科学技术进步的前提是进行跟多的科学实验。伴随社会进步，人们对技术的要求也越发苛刻，温度则是各项技术中都涉及到的领域，如生物研究，重工业轻工业加工生产，化工等各种器械产热监控。所以更加准确、使用简单便捷的设备会成为主流。该智能温度监控设计系统选用AT89C51单片机，相比之下该单片机与STM32系列的单片机有所差距，但选用设备不能一味追求高性能，要对使用环境、产品价格等因素进行考虑。AT89C51相对于STM32系列来说较为小巧，价格也较为便宜。虽然STM32的性能高于AT89C51，但是该系统并不需要过高或过多的性能要求，所以AT89C51比起STM32系列更合适该系统。使用AT89C51作为核心组件，外部温度传感器，温度显示器，蜂鸣器和其他硬件。温度由DS18B20传感器收集，接收到的数据被转移到单晶体微计算机上，用于实时数据处理和显示。本设计能实时对温度进行检测，通过对软硬件的合理规划设计，充分发挥单片机的众多系统集成及功能单元的优势，充分的设计可以节省成本。2.2系统硬件介绍AT89C51单片机：4kbEPROM/不EPROM,128字节ram内存寻址64kb外部空间程序数据可寻址存储64kb的外部空间,四8位输入/输出端口,两个16位定时/计数器,一个全双工端口输入/输出(USART序列),五个来源中断,二优先温度计:DS18S20不锈钢打包这个数字温度传感器在美国DALLAS公司生产。它具有小尺寸、方便使用和各种包装形式的特征，并适合数字测量温度和控制各种小空间设备。峰鸣器：采用压电式蜂鸣器，结构简单耐用价格便宜LCD：选用1602LCD字符液晶，矩阵符号5x7可以显示字母、数字和符号。它可以显示两行，每行可以显示16个字符或数字。2.3系统特点该系统要求体积小、功能强、成本低、抗干扰能力高。以AT89C51做为核心，在运算速度和内部资源上完全可以胜任系统的要求，运用温度传感器采集温度后LCD进行显示观察。2.4Proteus软件介绍Proteus软件是由英国电子产品制造商Labcenter开发的EDA软件。eda模拟程序之外，还可以模拟单细胞微计算机和周边设备。这是目前最好的模拟微型控制器和外围设备的工具。尽管当地的发展才刚刚开始，但MCU的热情人士、MCU的老师和致力于发展和应用MCU的科学和技术人员还是批准了这一进展。Proteus是世界著名的EDA工具(模拟软件)。从方案配置和调试到单晶体微计算机和外围电路的联合建模，只需点击鼠标，从概念到产品，整个项目都能真正实现。当前，世界上唯一集成了电路仿真软件，软件设计印刷电路板和建模软件的虚拟模型的设计平台8051HC11PIC108086/12/16/18/24/30DsPIC33AVR，ARM，MSP430等等。2010年，将有一系列皮质层处理器。增设更多记忆体每一个都是各自的佼佼者，其中包括伊拉、楔子和mp雷恩。第三章系统软硬件设计3.1电路图硬件总体设计3.1电路总框图设计基于热敏电阻-半导体的温度计需要模数转换电路，但是模数转换电路操作缓慢并且温度测量电路复杂。它可以在小范围内测量温度、变化速度、阻力很大、电线不拉伸时补偿错误，但热敏电阻稳定性并不理想(通常每年大约0.1%)。它会影响精确度的提高。另一个是温度和电阻之间的非线性关系，并且变化率是非线性的。它不适用于高温测量。此外，制作工具需要线性处理，过程相对复杂。热电偶温度计可以测量小范围的温度、快速的热电偶反应、对振动和冲击的耐受性、可以测量高温、高精度，由于热电偶与被测物体直接接触，不受介质的影响，因此测量范围广，简单易用。然而，它的变化速度并不大，冷聚变的温度需要调整。大多数传感器都使用在水晶回路中，这样ds18b20温度感应器就可以使用了。它有一个简单的开关，可以直接显示监测仪的温度水平，然后根据设计需求计算。温度计示意图的总体结构结构图显示为2.1。AT89S51是单晶微计算机，DS18B20是温度传感器，4位led数字管用于通过串行端口传输数据，实现测量温度的映射。该系统的总体硬件布局主要由led显示器、DB18B20温度传感器和单芯片接口电路、振荡电路、重置电路、电源电路、报警电路和其他电路组成。单片机单片机AT89S51测温接口电路复位电路振荡电路LED数字显示显示驱动按键报警电路图2.1温度计电路设计总体设计方框图3.1.1电路总原理图图2.2电路总原理图图2.2有三个独立的按钮来调整温度计警报的上下参数。在图中，当测量温度不在上下极限时，蜂鸣器可以发出声音信号。与此同时，led数字管将不需要测量温度。在此期间，可以在显示器上设置紧急信号的上下边缘，以测量温度的测量值。图2.2中的是电源启动时的重置和手动重置，更容易使用。当程序运行时，可以手动重置，这样就可以在不重新启动微控制器电源的情况下执行重置。3.1.2系统各部分硬件电路3.1.2.1显示电路该示意图使用4位数字管，共享janled，并使用动态扫描技术将段代码从P0和P2.1、P2.3、P2.5和P2.7输出到位代码。图2.3显示电路有两种类型的led-1数字管，共享阳极和共享阴极。我们将这些led发光二极管的正极连接起来(通常被写成8个符号加10个点)，作为一个通用阳极管的输出。如图2.4所示:图2.4共阳管3.1.2.2DS18B20温度传感器与单片机的接口电路DS18B20和单晶体微计算机之间的接口电路可以说是系统中最重要的电路。ds1820上的热传感器可以采用两种方法进餐:一种是经由电力供应。与此同时，ds18b20的连接被建立另一种模式是寄生力。如图2.3所示，微控制器端口连接到单线轮胎。MOSFET可以使用MOSFET来完成轮胎的拉伸，以便为有效的DS18B20时钟周期提供足够的电流。当DS18B20在操作内存模式和模拟温度转换模式下运行时，轮胎必须有强大的电压上升，启动时间必须达到10毫升。当使用寄生电源时，VDD插头接地。由于单线系统只使用一根电线，传输接口必须是三元的。图2.5DS18B20与单片机的接口电路DS18B20温度传感器是DALLASSemiconductorCorporation最近发布的智能温度传感器。与常规的温度测量元件（例如加热剂）相比，可以直接读取测量的温度，并可以根据实际要求轻松对其进行编程。实现9到12位数字的阅读模式。DS18B20技术性能描述：·如果DS1820接到一个微处理器，那么，连接电线的接到接到微处理器与DS1820之间只有双向通讯，不需要外部部件。·温度测量范围-55~~+125℃,0.5℃的温度测量自己的许可。·支持多点网络功能，DS1820可以在三根电线上并行连接，以达到多点温度测量。·工作电源:3~5v/DC·测量结果在9位数字模式下连续传输。·不锈钢保护管直径Φ6。·适合1/2、3/4、1、DN40~DN250用于小型工业管道和设备。DS18B20的工作特性如下:·独特的单线接口只需要一个端口连接;·DS18B20只能并行连接到三根电线上，以实现多点网络的功能;·不需要任何外部组件;·可从数据传输线，电压范围3.0~5.5b;·零功率等待模式;·温度是9到12位数;·用户设置闹钟;·警报指令用于识别和识别越过程序边界的设备(温度警告)·负电压特性。如果电网边缘发生变化，温度就不会因为变暖而停止燃烧，但这样做是不恰当的。ds1820内部结构由四个主要部分组成:64位石、温度计、度量器、信单和配置簿。图260显示DS18B20的位置图2.6DS18B20的管脚排列DS18B20可以在3个接触单位PR-35或8个接触单位SOIC中找到。他的内部结构的结构图2.7显示。图2.7DS18B20内部结构以上图2.7中，64位pu的结构从8位产品类型开始，然后是每个设备的独特序列号，总共48位。最后8位是前56位CRC控制代码，也是DS18B20的倍数。一条线可以用来交流的原因。TH和TL的热警报触发器可以通过软件将用户的警报的上下边缘记录下来。DS18B20内部温度传感器内存还包括笔记本的高速操作内存和电力独立擦除的EERAM。高速时间存储单元的结构是8字节内存，结构显示在表2.1中。前两个字节包含测量温度的信息，第一个和TL的3和4字节是能量依赖的，每次重置时都会更新。第五节是定义温度数字转换的配置索引当ds1820被执行时，存储介质将自动转换为温度值(sgb)。30秒前大概有30秒接下去5位总是1位修车厂是小型的企业模式用来把DS18B20调到工作模式或测试模式。位值为零当DS18B20生效后用户需要改变它R1和R0决定温度变化的敏感度，然后规划前进执照。表2.1DS18B20字节定义从表2.1中可以看出，DS18B20的变化时间相对较高，许可越高，转换温度的时间就越长。因此，分辨率与时间之间的权衡应在实际应用程序中考虑。表2.2DS18B20温度转换时间高速内存的6、7和8字节没有被使用，显示为完整逻辑1。9个字节读取CRC码的前8个字节，可用于验证数据并确保通信准确性。DS18B20在收到温度转换命令后开始转换完成转换后温度会在闪存中。作为带有符号的16位数字的补充。单晶微计算机可以通过单线接口读取数据。当你读取数据时，首先是小位，然后是大位。数据格式表达意思0.0625°C/LSB。当标识位S=0时，温度测量值为正，二进制数可直接转换为十进制数，如果识别位S=1，则温度测量值为负，另外两个补数必须是源代码中的第一个，然后计算出十进制值。表3.8给出了与某些温度值相对应的二进制温度读数。表2.3一部分温度对应值表在DS18B20检查温度变化后，将所测的气温与字条、ti+TH或T*进行比较。CRC将测试代码保存在64声带中。利用第56个Hostbits计算crc值，将其与DS18B20的crc值进行比较，以确定凡凡找茬的记录的准确性。DS18B20温度测量原理是机器内低温度召光度的改变频率与温度无关。它将发送固定频率的奥斯本反射信号给减1。高温高密度结晶斩动器的振动频率会随着温度改变，因此产生的信号能作为这个设备也有计算开关。当您打开计算器电源时，DS18B20将计算由低温系数发生器产生的时钟脉冲，以完成温度测量。解锁时间由高温系数发生器确定。在每次测量之前，基数会适应-55°C的温度，并首先放置在减法计数器寄存器中，然后1计数器寄存器首先将基值设置为55°。由减法器1计算出的低温系数晶体发生器发送实时脉冲信号。在当前估算器的最后一小时（0点）添加了一个温度集中器。首次引入了一种新方法。计算器1来自新的低温石英发生器的预加权真实脉冲信号。直接访问方法编号为0，温度停止功能停止。当前，温度集中器的温度和温度计的温度。该注入用于更改减法计数器的初始值。现有计数器前面是顶级描述性过程权重，直接温度因子和较大的定量温度。此外，由于DS18B20的单行通信功能是用两段时间间隔的，所以有了一个清晰的时间换挡概念。因此阅读和写作的时间是很重要的。这个系统可以执行DS18B20的不同手术模式操作协议:ds18b20初始化(清除冲力)分别说明如下：(1)初始化整个轮胎处理从初始化开始。初始化过程由主导者实现，发送初始化脉冲，要求时间宽到DS18B20芯片作为参考。一旦初始化，就可以进行读写操作。(2)当总线大师发现DS18B20的存在时，psu的工作人员可以将其中一个指令发送给DS18B20。这些命令出现在表2.4中:表2.4ROM操作命令(3)存储器操作命令如表2.5：表2.5存储器操作命令(4)时序主机使用时间隙(timeslots)来读写DS18B20的数据位和写命令字的位：①初始化图2.8初始化时序同步显示在图2.8中。主机总线同时发射发射脉冲(最低480mx)，然后在t1时间释放轮胎，进入接收状态。DS18B20等着15-60国际空间站，然后DS18B20在t2时间内产生了存在的冲动(低水平为60-240mx)。正如图中的虚线所示:②写时间隙图2.9写0时序图2.10写1时序当主机总线不断从高级别切换到低级别时，就会出现时间缺口，如图2.9和图2.10所示。记录的比特必须在15毫秒内送到总线。DSl8B20在15-60秒后产生轮胎样本。③读时间隙如图2.11所示，当主总线在任何时候从高到低时，总线只能维持低水平的Lus。然后轮胎在t1时间点拉紧，导致读取时间间隔。读出时间从t2到t1不等，从t到t的距离为15毫升。换句话说，主机必须在t-2之前完成读取，在t-o之后释放总线60到120毫升，读取子程序(读位在C)。图2.11读时序DSl8B20多路测量简介：初始化初始化跳过ROM变换温度等待1S初始化设置1820个数匹配ROM读存储器存放在缓冲区指针增1初始化b-1=0?否是图2.12DSl8B20原理框图DS18B20每个DS18B20都有自己独特的48位序列号，保存在它的psa中，在离开工厂之前被记录在晶体上。主机必须一个接一个地使用psu读取命令(33H)才能进入操作程序。序列号被读取和记录。当主机控制DS18B20的众多连接时，它必须先执行相应的psu命令(55H)，然后，队伍会生成64位，序列包括DS18B20的48位数字。后续行动显示DS18B20就是组里的神秘团伙，MOVA#wch在图2.12中，psu首先被跳过，这意味着所有DS18B20都被发射来改变温度，然后每DS18B20的温度被一个接一个地读取。在DS18B20的温度测量系统中，主机发出了一个通用代码，开始了44H的温度转换，以实现DS18B20的统一转换。在一秒钟内，这可能需要一段时间，一次读一个。这种方法试图使T的值小于传统方法。(因为安培的总体电路和模拟数字转换器只能一个接一个地转换)。显然，运河越多，节省时间的效果就越明显。DB18B20和单晶微计算机之间的界面模式中的另一个重要角色是主控制器——单晶微计算机AT89C51。这个单晶体微缩计算机AT89S51具有低电压以及弱容量的特性因此，四层只需要两层就可以满足经纪系统开发的要求。它非常适合设计便携式便携式设备。这个系统可以由两个电池供电。如图2.16所示。图2.13单片机AT89S51（1）单片机AT89C51的主要特性：·我们把它和MCS-51结合起来。·可编程闪存4kb，寿命:1000个记录/删除周期，存储时间:10年。·全静态工作:0赫兹-24赫兹。·三个级别的程序内存锁定。·128*8位内部内存。·32条可编程输入/输出线路。·两个16位计时器/计数器。·五个中断源·可编程的顺序通道·低能耗和低能耗模式。·内置发电机和同步电路。（2）单片机AT89C51的管脚说明：VCC：供电电压。GND：接地P0端口:端口0是八位数的门征之后任何港口都能容纳八股ttl线路当p1端口首次被记录在案时就能被定义为高级入口P0存在于此程序的外部内存中，它可以作为所述数据/地位元数据排序。fiash端口P0是另一种输入代码。在fiash测试中P0输入了源代码与此同时必须把外针的设定提高。P1端口:p1端口是有点表态的8比特e/a端口内部对增加的阻力。我们可以在机场使用4ttl报告显示，一号码头位于一号码头之后，内部人员会把它固定，当作入口。当连接p1从外部源被移除到更低水平时，则备用电源将从内部风流中流动。当闪电港P1程序进行时，这个地址被认为是8位地址。P2端口:p2端口是品质8比特e/a端口内部有电压抵抗能力p.接收到四条ttl线路数据错误。数据存在p2.1这个数据集在内部。把阻力拉紧再用进气孔当p2端口被用作进入口时，则会得到外部低水平，然后输出源。这由内部引体形成如果使用p2端口作为应用程序外内存或外部信息的16位地址，p2端口将发出该地址的前8位。命名号为1，得有内部拖曳声。在外部8位地址簿上阅读或写字时，p2端口将其特殊的局域网中的内容输出。程序和电流测试时，p2端口可以接收8位路径和控制信号。P3端口:P3接线员是八个双向输入回路同时内置的回流阻力可接收并输出4条ttl线路如果在p3端口拍摄“1”，则会被内部删除并作为输入。作为交界处，因为外部垃圾非常少，P3端口将引导电流(il)。这和引体向上有关。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口：口管脚备选功能P3.0RXD（串行输入口）P3.1TXD（串行输出口）P3.2/INT0（外部中断0）P3.3/INT1（外部中断1）P3.4T0（记时器0外部输入）P3.5T1（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:重置输入生成器重新启动设备时，将RST输出保持两个机器周期。ALE/PROG:进入外部内存时开启固定地址字符串的音色调整器在空中编程时，这是可用来输入程序动力的输入设备。在正常情况下联合尽情的发出积极的脉冲这个频率是动力传送频率的六分之一因此它可以被用作一个外部出口或同步目的地。但是请注意，当使用外部数据存储时，忽略阿里埃脉冲。要把阿尔汽水的门调至零该药物目前只能在MOVX关闭后使用movc的命令是ALE这支笔也有点高如果微处理器外部状态关闭，那么这个比特就没有任何效果。PSEN:软件外部内存的频闪信号。/PSEN在从程序外部内存中提取时，在机器周期中有效两次。然而，如果访问外部数据内存，这两个实际信号/PSEN就不会出现。EA/VPP：如果/EA为低，程序(0000—ffffh)的外部内存位于此期间，而不论程序是否拥有内部内存。请注意在可信可信的密码模式中如果/EA高举就会出现内部重设面板在瞄准程序中，出口可用于配置VPP上的12个电源部件。XTAL1:反向振动放大器输入和时钟内部电路输入。XTAL2:逆变发电机输出信号。3.1.2.3振荡电路AT89C51微控制器内部振荡电路是一个高放大系数逆变放大器，XTAL1和XTAL2的输出分别是放大器的输入和输出端。虽然只有一个微电路的微计算机有一个振荡电路，但需要额外的电路来创建时钟频率。AT89C51的时钟生成模式有两种:内部时钟模式和外部时钟模式。由于外部同步方法是在由多个单晶微计算机组成的系统中使用的，因此选择了内部同步方法。因此，使用其内部振荡电路将外部同步元素与XTAL1和XTAL2输出连接起来，内部振荡电路产生自动振荡。通常用于在XTAL1和XTAL2之间连接石英生成器和电路，形成稳定的自动发电机。图2.14显示了时钟控制器最常用电路的连接。在其中，石英振荡器可以选择振荡频率为12兆赫。晶体石英，电容通常选择30PF。图2.14振荡电路3.1.2.4复位电路在这个结构中，AT89C51使用自动重置来启动电源和按钮。最简单的重置模式出现在图中。当RC电路启动时，RC电路就会充电，RST就会产生正脉冲。只要RST机架保持在高水平超过10毫秒，微控制器就可以有效地重新启动。在其中，R14选择10克电阻，而电容器选择10毫升电容器。图2.15复位电路3.1.2.5报警电路报警是一种特定频率的脉冲，由微控制器产生，通过P2.7触点输出。P2.7外部连接到PNP晶体管，以控制动态，为操作员发出声音，以保持和实现警报目标。图2.16报警电路3.1.2.6电源电路主要提供整个数字温度计的电源电力，如图2.17电源电路图图2.17电源电路图3.1.2.7工作原理DS18B20应获得执行特定功能的具体指示(说明可简单理解为高级别和低级别信号序列，可识别并具有相应意义)，其指令可分为pzu指令和ozu指令;DS18B20本身就是一个数字温度计。它将温度转化为数字，并将其储存起来。它只需要连接到带有微控制器的I/0端口。这是一个单轮胎的串联接口。温度会显示并显示。3.2软件部分设计系统程序主要包括主程序、温度读取子程序、数据转换子程序和数据显示子程序。3.2.1主程序流程图主程序的主要功能是实时显示温度，读取并处理当前的DS18B20值。温度计是每一秒钟进行一次温度测量。图3.1显示了该过程。图3.1主程序流程图3.2.2各子程序流程图3.2.2.1初始化程序所有操作都必须从初始化脉冲开始。信号的形状在图中。微控制器首先将480~960mx输出到DQ，然后在输出DQ上设置高水平。15~60毫秒后，DQ输出状态被检测出来。如果它很低，DS18B20就正常工作，否则初始化就会失败，温度也无法正常测量。图3.2初始化过程:图3.2初始化程序2、读取温度子程序温度读取子程序的主要功能是在内存中读取9位，读取需要CRC检查，如果验证错误，温度数据不会被记录下来。主要是以下三个命令:（1）写暂存器命令【4EH】该命令开始将数据记录到DS18B20从TH寄存器。4EH指令之后的3字节数据存储为3位地址地址(TH、TL、CONFIG)寄存器。所有的数据都必须在重置脉冲之前记录下来。所以，如果你想只记录一个字节到2，你可以执行以下程序:初始化;写0CCH，跳过ROM检测;写4EH;写1字节数据;复位,即向DQ输出480~960us低电平（2）读暂存命令【BEH】这个团队从0字节读取9个笔记本的内容。如果你不需要阅读所有的笔记本，你可以在任何时候释放脉冲来阻止阅读。（3）转换温度命令【44H】这个命令启动了温度转换过程。DS18B20在转换温度下保持休眠状态。与此同时，如果微控制器发出读取命令，DS18B20将在转换完成之前0输出，在转换完成后1输出。图3.3读取温度子程序3.2.2.2写流程图时间记录间隔:时间记录间隔是由DQ输出的退化正面引起的。18B20有两个时间间隔:记录1和记录0。所有的时间间隔必须至少为60毫升，恢复时间必须在两个时间间隔之间至少为1毫升。DS18B20通过15兆字节/60兆字节运行DQ输出样本。如果DQ很高，写1，如果DQ很低，写0，就像图3.4所示。因此，如果你想要记录1，微控制器必须首先设置低水平的DQ，然后在45mx中设置高水平的DQ，如果你想记录0，在60mx中设置低水平的DQ。图3.4写流程图3.2.2.3读流程图时间阅读间隔:时间阅读间隔是由下降的DQ方阵引起的。DS18B20的输出将在下降后释放到15个国际空间站，至少在1个国际空间站内释放。在这个时候，微控制器可以读取1位数据。在阅读时间的末尾设置DQ。所有的时间阅读时间必须至少为60毫升，而两个时间间隔之间的恢复时间至少为1毫升。图3.5读流程图第四章系统仿真与调试4.1硬件调试所需硬件组装完成后用I/O接口与电脑进行连接使用Keiluvision4编译软件进行编译与调试4.1.1蜂鸣器调试设置温度上限与下限，再修改温度测量值，若所给测量值温度小于修改的下限温度值，蜂鸣器进行报警，期间蜂鸣器报警不断响起，直到温度回调至大于温度下限后蜂鸣器停止报警。若所给温度测量值大于修改的温度上限，蜂鸣器进行报警，在此期间蜂鸣器也是无间断响起，当温度回调至小于温度上限值后蜂鸣器停止报警4.1.2显示调试设置温度上限为40摄氏度，下限为零下3摄氏度，液晶屏上温度显示正常。若温度上下限无法正常显示，应检查DS18B20的初始时间，若该项错误会导致温度无法读取。4.1.3按键调试外围两个按键可以调节修改温度上限于下限值，考虑到按键需要一直按下来进行温度修改，所以要设置按键松手程序4.1.4串口调试开始的发送接收模式为发送一次数据后显示一次数据又打开一次中断，这样导致数据更新过慢，后修改为要显示的数据进行储存后打开中断，一同送出，解决了数据更新过慢的问题。4.2系统仿真Proteus使用步骤1在元件列表中添加本次仿真所使用的的元件2在 原理编辑图中放置添加的元件3使用电路将各个元件进行连接4系统进行仿真导入程序元文件进行仿真仿真电路如图4.1显示图4.1仿真电路图点击单晶计算机两次，就会显示出4.2的屏幕。在项目文件栏中选择建模项目的源代码并点击OK。图4.2加载源程序示意效果4.3仿真结果设置温度上限为110C°，温度下限为-20C°单击Play按钮，进入仿真状态，出现下图该图为低温调试该图为高温调试4.4实际测试4.4.1环境测试环境温度27C°为室内环境家用环境温度采集器，温度采集范围-20C°至50C°4.4.2测试方法在进行系统环境测试的同时使用环境温度采集器对该环境进行温度监测4.4.3测试结果设置温度在13.9C°到38.7C°标定温差<=1静态误差<=0.5测试过程中使用温度计对其同时进行温度采集，系统读出值与温度计测值基本一致。图4.4图4.5图4.4为系统测出温度图4.5为家用温度采集器检测的温度第五章结论与展望5.1结论时代的进步和快速发展，使我们在科研等领域中，对数据准确性的要求越来越高，而传统的温度计，和早期数字温度计，已经越来越不能满足人们对准确性，便捷性的需求。在展示了系统设计、硬件和软件设计的示意图、系统调试等之后，我熟悉了许多关于DS18B20传感器的理论知识，DS18B20是单晶微计算机的基础，它的接口和控制。对这篇文章的分析表明，这种结构是一个数字温度计，价值很好。本设计能够很准确，快捷的测量温度，并且能在设定测量值的温度以外数值有一个蜂鸣器报警功能，很好的起到报警提醒的作用。这次设计基本完成了任务书的要求，实现了准确，方便，快速测量温度的功能。然而，整个毕业过程给了我一个新的认识，看到了我自己的缺点。通过这个计划，我不仅展示了我发现、分析和解决问题的能力，而且提高了我做事的能力。最重要的是这特殊的锻炼不仅丰富我们的人生经历，更是我们以后生活工作中的宝贵财富。在本次设计中我加深了课本上学到的知识，也学到了课本以外的知识。让我懂得了，不管做什么，都应该脚踏实地，勤勤恳恳，积极进取，乐观执着，敢于面对困难与挑战，一丝不苟，摆正态度，对待学习应保持严谨的，谦虚的态度，努力提升自己分析问题，解决问题的能力，为今后更好的学习添砖加瓦。跟随着信息技术发展的脚步，相信在不久的将来，我们还会有更加准确的测温控制器被人们研发并大量生产出来。5.2展望当今社会科技发展迅速，软硬件更新换代很快，合理单设计与研究才能跟上社会的进步。在智能化温度监控系统的设计中所涉及到的理论、方法、技术，系统中仍有许多新问题需要解决，需要在实际运用中不断完善，在以下几个方面还需要做进一步的研究与开发。该系统只考虑了温度的读取，并未在温度控制方面进行过深研究，使得总体系统存在一些技术方面缺陷。如何控制温度等方面系统还有待加强提升，可以进一步完善系统温度控制方面，增加系统的完善性本系统的设计只考虑到了单个传感器的温度采集，在采集温度环境多样性的下还不够完善，设计方面可以再进一步，开发出一个系统可以接收并显示多个传感器采集的温度，以达到一个系统对多个环境的温度监视。系统在测试阶段中存在一些问题，不过都是预期可以解决。相关的温度监控系统在开发过程中所选用的硬件只考虑到该设计成本和使用环境问题，并非以最高要求来进行配置的，所以，在考虑高应用环境的时候可以选择使用更高的硬件配置以达到使用要求。26致谢大学生活即将进入尾声，我们的大学时代就要划上句号，心中是无尽的难舍与眷恋。从这里走出，对我的人生来说，将是踏上一个新的征程，我要把所学的知识应用到实际工作中去。本论文是在导师的谆谆教诲和指导下完成的，从选题、构思到定稿无不渗透着导师的心血和汗水；导师渊博的知识和严谨的学风使我受益终身，在此表示深深的敬意和感谢。这次写论文的经历也会使我终身受益，我感受到，做论文是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己学习的过程和研究的过程。没有认真学习和钻研，自己就不可能有研究的能力，就不可能有自己的研究，就不会有所收获和突破。希望这个经历，在今后的学习和生活中能够继续激励我前进。另外，还要特别感谢我的家人，他们时刻关心我，给我提供了学习的机会，时时刻刻为我鼓劲、为我加油，进而促使我不断成长和进步。同时，也要感谢寝室的室友以及所有关心我的朋友，感谢他们陪伴我走过了很多美好的时光，在我遇到困难时他们关心我、帮助我。在完成毕业论文的过程中，很多朋友都给了我无私的帮助和支持，在此表示由衷的谢意！最后，因本人水平有限，论文肯定还有不少不足之处，恳请各位老师批评指正，我希望可以有机会继续去完善，我将不断努力继续充实自己。参考文献[1]江伟,齐群.基于AT89S52单片机的智能小车设计与制作[J].广东交通职业技术学院学报,2013,01:24-27.[2]丁春霞.基于51单片机的LCD数字钟设计与制作[J].中国科技信息,2013,18:87+95.[3]姜宝华,齐强.基于单片机的无线遥控智能小车的设计与制作[J].电子世界,2013,03:24-25.[4]殷蔚,黄清华,胡微.高职《电子设计与制作》课程设计与实施[J].职业技术教育,2011,02:30-32.[5]陆中宏.基于Proteus软件的单片机控制系统设计与制作[J].工业技术与职业教育,2011,01:40-41.[6]彭真真.单片机驱动LCD12864的应用——科学计算器的设计与制作[J].电子制作,2011,07:40-44.[7]夏晓玲.《单片机小系统的设计与制作》课程“一体化”教学设计改革[J].鄂州大学学报,2015,05:92-93.[8]姜波,佟巳刚.基于单片机的温度监测系统设计与制作[J].数字技术与应用,2012,06:13.[9]刘德新,周志文,张卫丰.基于STC89S52单片机智能交通灯控制系统的设计与制作及应用[J].深圳信息职业技术学院学报,2012,03:38-41.[10]王平.以工作过程为导向培养创新型高技能人才的实践探索——以单片机应用设计与制作课程为例[J].职业时空,2012,09:57-58.[11]张瑞卿.基于AT89S52单片机的灌溉控制器的设计与实现[D].昆明理工大学,2014.附件代码#include<AT89X52.h>#defineuintunsignedint#defineucharunsignedchar //宏定义#defineSETP3_1 //定义调整键#defineDECP3_2 //定义减少键#defineADDP3_3 //定义增加键#defineBEEPP3_7 //定义蜂鸣器#defineALAMP1_0 //报警#defineDQP3_5 //定义DS18B20总线I/O bitshanshuo_st; //闪烁间隔标志bitbeep_st; //蜂鸣器间隔标志sbitDIAN=P0^5; //小数点ucharx=0; //计数器signedcharm; //温度值全局变量ucharn; //温度值全局变量ucharset_st=0; //状态标志signedcharshangxian=38; //上限报警温度，默认值为38signedcharxiaxian=5; //下限报警温度，默认值为5//ucharcodeLEDData[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90,0xff};ucharcodeLEDData[]={0x5F,0x44,0x9D,0xD5,0xC6,0xD3,0xDB,0x47,0xDF,0xD7,0xCF,0xDA,0x9B,0xDC,0x9B,0x8B};//============================================================================================//====================================DS18B20=================================================//============================================================================================/*****延时子程序*****/voidDelay_DS18B20(intnum){while(num--);}/*****初始化DS18B20*****/voidInit_DS18B20(void){unsignedcharx=0;DQ=1;//DQ复位Delay_DS18B20(8);//稍做延时DQ=0;//单片机将DQ拉低Delay_DS18B20(80);//精确延时，大于480usDQ=1;//拉高总线Delay_DS18B20(14);x=DQ;//稍做延时后，如果x=0则初始化成功，x=1则初始化失败Delay_DS18B20(20);}/*****读一个字节*****/unsignedcharReadOneChar(void){unsignedchari=0;unsignedchardat=0;for(i=8;i>0;i--){DQ=0;//给脉冲信号dat>>=1;DQ=1;//给脉冲信号if(DQ)dat|=0x80;Delay_DS18B20(4);}return(dat);}/*****写一个字节*****/voidWriteOneChar(unsignedchardat){unsignedchari=0;for(i=8;i>0;i--){DQ=0;DQ=dat&0x01;Delay_DS18B20(5);DQ=1;dat>>=1;}}/*****读取温度*****/unsignedintReadTemperature(void){unsignedchara=0;unsignedcharb=0;unsignedintt=0;floattt=0;Init_DS18B20();WriteOneChar(0xCC);//跳过读序号列号的操作WriteOneChar(0x44);//启动温度转换Init_DS18B20();WriteOneChar(0xCC);//跳过读序号列号的操作WriteOneChar(0xBE);//读取温度寄存器a=ReadOneChar();//读低8位b=ReadOneChar();//读高8位t=b;t<<=8;t=t|a;tt=t*0.0625;t=tt*10+0.5;//放大10倍输出并四舍五入return(t);}//=====================================================================================//=====================================================================================//=====================================================================================/*****延时子程序*****/voidDelay(uintnum){while(--num);}/*****初始化定时器0*****/voidInitTimer(void){TMOD=0x1;TH0=0x3c;TL0=0xb0;//50ms（晶振12M）}/*****读取温度*****/voidcheck_wendu(void){uinta,b,c;c=ReadTemperature()-5; //获取温度值并减去DS18B20的温漂误差a=c/100; //计算得到十位数字b=c/10-a*10; //计算得到个位数字m=c/10; //计算得到整数位n=c-a*100-b*10; //计算得到小数位if(m<0){m=0;n=0;} //设置温度显示上限if(m>99){m=99;n=9;} //设置温度显示上限}/*****显示开机初始化等待画面*****/voidDisp_init(void){P0=0x80;//显示P2=0x7F;Delay(200);P2=0xBF;Delay(200);P2=0xDF;Delay(200);P2=0xEF;Delay(200);P2=0xFF;//关闭显示}/*****显示温度子程序*****/voidDis