基于单片机的温度采集系统设计-毕业设计

基于单片机的蔬菜大棚温度采集系统设计摘要随着现代信息技术的飞速开展，温度测量控制系统在工业、农业及人们的日常生活中扮演着一个越来越重要的角色，它对人们的生活具有很大的影响，所以温度采集控制系统的设计与研究有十分重要的意义。本设计以AT89C51单片机为核心的温度采集系统的工作原理和设计方法。温度信号由温度芯片DS18B20采集，并以数字信号的方式传送给单片机。文中介绍了该控制系统的硬件局部，包括：温度检测电路、温度显示电路。单片机通过对信号进行相应处理，从而实现温度显示的目的。文中还着重介绍了软件设计局部，在这里采用模块化结构，主要模块有：数码管显示程序、温度信号处理程序、超温报警程序。温室大棚是如今植物栽培生产中必不可少的设施之一，不同种类蔬菜对温度及湿度等生长所需条件的要求也不尽相同，为它们提供一个更适宜其生长的封闭的、良好的生存环境，以提早或延迟花期，最终将会给我们带来巨大的经济效益。关键词：温度采集；AT89C51；DS18B20；DesignoftheTemperatureAcquisitionSystemBasedontheSCMintheGreenhouseAbstractWiththerapiddevelopmentofmoderninformationtechnology,temperatureacquisitionsysteminindustry,agricultureandpeople'sdailylifeplaysamoreandmoreimportantrole;ittopeople'slifehasagreatinfluence,sothetemperaturegatheringthedesignofcontrolsystemandresearchhaveveryimportantsignificance.ThisdesignasthecoreoftheAT89C51temperaturecontrolsystemoftheworkingprincipleanddesignmethod.TemperaturesignalchipDS18B20collectionbythetemperature,andthewaytodigitalsignaltransfertothemicrocontroller.Thepaperintroducesthehardwarepartofthecontrolsystem,including:temperaturedetectioncircuit,temperaturecontrolcircuit,temperaturedisplaycircuit.SCMthroughtosignalprocessed,soastoachievethepurposeoftemperaturecontrol.Thispaperhasmainlyintroducedthesoftwaredesignpart,herethemodularizedstructure,mainmodulehas:digitaltubeshowprogram,keyboardscanningandkeyprocessingprogram,temperaturesignalprocessingprogram,relaycontrolprocedures,supertemperaturealarmingprogram.Greenhousecanopyisnowplantingplantproductionofoneoftheindispensablefacilities,differentkindsofvegetablessuchastemperatureandhumidityconditionsneededforgrowthofdemandisendlessalsoandsame,providethemwithamoresuitableforthegrowthoftheclosed,goodlivingenvironment,andtodelayorearlyflowering,willeventuallybringthehugeeconomicbenefits.Keywords:temperatureacquisition；AT89C51;DS18B20;目录引言1第1章绪论21.1课题研究背景21.2国内外研究现状21.3该课题研究的主要内容3第二章总体设计方案42.1系统方案选择42.1.1温度测量的选择52.1.2显示电路的选择52.1.3系统各模块的最终方案52.2方案的总体设计电路图6第三章硬件设计73.1单片机AT89C5173.1.1简介73.1.2单片机最小系统103.2温度传感器DS18B20113.2.1简介113.2.2DS18B20温度传感器与单片机的接口电路143.3LED数码显示模块设计143.3.1LED简介143.3.2LED与单片机接口电路153.4报警器的设计163.5与上位机通信的接口电路173.5.1RS232接口介绍183.5.2MAX232资料简介18第四章系统软件设计204.1Keil软件概述204.2主程序214.3读出温度子程序214.4温度转换命令子程序224.5计算温度子程234.6显示数据刷新子程序24第5章调试与仿真255.1Proteus简介255.2调试与仿真25第6章结论与展望28致谢29参考文献30附录A:电路原理图绘制31附录B：一篇引用的英文文献及翻译32附录C：主要参考文献的题录及摘要40附录D:程序42插图清单TOC\h\z\t"124"\c图2-1整体系统框图5图2-2大棚内部采集系统结构5图2-3总体方案电路图7图3-1单片机AT89C2051引脚9图3-2单片机最小系统11图3-3DS18B20内部结构12图3-4DS18B20测温原理图14图3-5DS18B20与单片机的接口电路15图3-6LED与单片机的接口电路16图3-7蜂鸣器电路图18图3-8MAX232芯片的引脚连线图20图3-9与上位机通信的接口电路图20图4-1主程序流程图22图4-2读温度流程图23图4-3温度转换流程图24图4-4计算温度流程图24图4-5显示数据刷新25图5-1温度低于15℃的仿真图27图5-2温度高于15℃低于45℃时的仿真图27图5-3温度高于15℃低于50℃的仿真图28图5-4温度高于50℃的仿真图28表格清单TOC\h\z\t"12111"\c表3-1DS18B20字节定义12表3-2DS18B20温度转换时间表12表3-3一局部温度对应值表14引言蔬菜的生长与温度息息相关，对于蔬菜大棚来说，最重要的一个管理因素是温度控制。温度太低，蔬菜就会被冻死或那么停止生长，所以要将温度始终控制在适合蔬菜生长的范围内。如果仅靠人工控制既费时费力,效率低，又容易发生过失，为此，在现代化的蔬菜大棚管理中通常有温度自动控制系统，来监控采集大棚内各个角落的温度变化情况，以控制蔬菜大棚温度，适应生产需要。要时刻对蔬菜大棚的温度进行测量，就离不开温度传感器。传统的继电器调温电路简单实用,但由于继电器动作频繁,可能会因触点不良而影响正常工作。控制领域还大量采用传统的PID控制方式,但PID控制对象的模型难以建立,并且当扰动因素不明确时,参数调整不便仍是普遍存在的问题。而采用数字温度传感器DS18B20，因其内部集成了A/D转换器，使得电路结构更加简单，而且减少了温度测量转换时的精度损失，使得测量温度更加精确。数字温度传感器DS18B20只用一个引脚即可与单片机进行通信，大大减少了接线的麻烦，使得单片机更加具有扩展性。由于DS18B20芯片的小型化，更加可以通过单跳数据线就可以和主电路连接，故可以把数字温度传感器DS18B20做成探头，探入到狭小的地方，增加了实用性。第1章绪论课题研究背景中国农业的开展必须走现代化农业这条道路，随着国民经济的迅速增长，农业的研究和应用技术越来越受到重视，特别是温室大棚已经成为高效农业的一个重要组成局部。现代化农业生产中的重要一环就是对农业生产环境的一些重要参数进行检测和控制。例如：空气的温度、湿度、二氧化碳含量、土壤的含水量等。在农业种植问题中，温室环境与生物的生长、发育、能量交换密切相关，进行环境测控是实现温室生产管理自动化、科学化的根本保证，通过对监测数据的分析，结合作物生长发育规律，控制环境条件，使作物到达优质、高产、高效的栽培目的。以蔬菜大棚为代表的现代农业设施在现代化农业生产中发挥着巨大的作用。大棚内的温度、湿度与二氧化碳含量等参数，直接关系到蔬菜和水果的生长。国外的温室设施己经开展到比拟完备的程度，并形成了一定的标准，但是价格非常昂贵，缺乏与我国气候特点相适应的测控软件。而当今大多数对大棚温度、湿度、二氧化碳含量的检测与控制都采用人工管理，这样不可防止的有测控精度低、劳动强度大及由于测控不及时等弊端，容易造成不可弥补的损失，结果不但大大增加了本钱，浪费了人力资源，而且很难到达预期的效果。因此，为了实现高效农业生产的科学化并提高农业研究的准确性，推动我国农业的开展，必须大力开展农业设施与相应的农业工程，科学合理地调节大棚内温度、湿度以及二氧化碳的含量，使大棚内形成有利于蔬菜、水果生长的环境，是大棚蔬菜和水果早熟、优质、高效益的重要环节。目前，随着蔬菜大棚的迅速增多，人们对其性能要求也越来越高，特别是为了提高生产效率，对大棚的自动化程度要求也越来越高。由于单片机及各种电子器件性价比的迅速提高，使得这种要求变为可能。1.2国内外研究现状温室是一种可以改变植物生长环境、为植物生长创造最正确条件、防止外界四季变化和恶劣气候对其影响的场所。它以采光覆盖材料作为全部或局部结构材料，可在冬季或其他不适宜露地植物生长的季节栽培植物。温室生产以到达调节产期，促进生长发育，防治病虫害及提高质量、产量等为目的。而温室设施的关键技术是环境控制，该技术的最终目标是提高控制与作业精度。国外对温室环境控制技术研究较早，始于20世纪70年代。先是采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并进行指示、记录和控制。80年代末出现了分布式控制系统。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温室控制技术开展很快，一些国家在实现自动化的根底上正向着完全自动化、无人化的方向开展。从国内外温室控制技术的开展状况来看，温室环境控制技术大致经历三个开展阶段:〔1〕手动控制。这是在温室技术开展初期所采取的控制手段，其时并没有真正意义上的控制系统及执行机构。生产一线的种植者既是温室环境的传感器，又是对温室作物进行管理的执行机构，他们是温室环境控制的核心。通过对温室内外的气候状况和对作物生长状况的观测，凭借长期积累的经验和直觉推测及判断，手动调节温室内环境。种植者采用手动控制方式，对于作物生长状况的反响是最直接、最迅速且是最有效的，它符合传统农业的生产规律。但这种控制方式的劳动生产率较低，不适合工厂化农业生产的需要，而且对种植者的素质要求较高。〔2〕自动控制。这种控制系统需要种植者输入温室作物生长所需环境的目标参数，计算机根据传感器的实际测量值与事先设定的目标值进行比拟，以决定温室环境因子的控制过程，控制相应机构进行加热、降温和通风等动作。计算机自动控制的温室控制技术实现了生产自动化，适合规模化生产，劳动生产率得到提高。通过改变温室环境设定目标值，可以自动地进行温室内环境气候调节，但是这种控制方式对作物生长状况的改变难以及时做出反响，难以介入作物生长的内在规律。目前我国绝大局部自主开发的大型现代化温室及引进的国外设备都属于这种控制方式。〔3〕智能化控制。这是在温室自动控制技术和生产实践的根底上，通过总结、收集农业领域知识、技术和各种试验数据构建专家系统，以建立植物生长的数学模型为理论依据，研究开发出的一种适合不同作物生长的温室专家控制系统技术。温室控制技术沿着手动、自动、智能化控制的开展进程，向着越来越先进、功能越来越完备的方向开展。由此可见，温室环境控制朝着基于作物生长模型、温室综合环境因子分析模型和农业专家系统的温室信息自动采集及智能控制趋势开展。1.3该课题研究的主要内容本设计以AT89C51单片机的温度测量和控制系统为核心来对蔬菜大棚温度进行实时巡检。单片机能独立完成各自功能，同时能根据主控机的指令对温度进行定时采集。测量结果不仅能在本地显示，而且可以利用单片机的串行口和总线通信协议能把温室中的温度参数及时上传至上位机，并与设定值进行比拟，与设定值不符时采取相应的处理措施，以实现恒温环境。在设计的过程中充分考虑到性价比和精度，在选用低价格、通用元件的的根底上，尽量满足设计要求，并使系统具有高的精度。本控制系统以单片机的控制为核心，实时监测大棚环境的温度，并设定了这两个参数的上下限定值，并具有相应的报警系统，当超过设定的限定值时，单片机控制报警系统进行报警。当参数值恢复到设定值范围内时，控制又恢复检测状态。从而使环境的温度在一定的范围内得到控制。本设计主要内容包括以下几个方面：1．选择适合的传感器，设计相应的信号采集和处理电路。2．掌握AT89C51单片机的主要功能和特性，以其为核心设计控制系统。3．设计简单的人机对话接口系统，如显示、报警等。4．实现单片机与上位机的通信。第二章总体设计方案系统方案选择整个系统采用模块化设计，硬件结构由传感器和单片机、LED数码管、蜂鸣器等装置组成，传感器将物理参量转换为电压并完成信号的调理，再送人模数转换器ADC0809,由下位单片机AT89C51读取，单片机将数据通过总线送给上位机，上位机设有显示功能，根据预先设置的参数决定要采取的措施，并将信息传给下位机，由键盘强制控制。蔬菜大棚温度采集系统的组成基于两个方面：单栋蔬菜大棚温度采集系统和集约化生产连栋蔬菜大棚温度采集系统。后者建立在前者的根底上，前者适于我国农村个体经营的现状。对于单栋蔬菜大棚温度采集系统，设置了独立的控制和显示等功能，并设置了RS-232和RS-485通讯接口，便于和上位机通信，实现集散控制系统，其模式如图下。另外，在设计过程中考虑到农生产的特点，每个系统的各局部接口都作了模块化设计，并增加备用接口和功能，便于大蔬菜棚生产重建和生产场地的变化，也增加了系统的通用性，扩大了适用范围。整个蔬菜大棚温度采集系统框图如下列图2-1。图2-1整体系统框图根据题目要求系统模块分可以划分为：键盘模块，温度测量模块，显示电路模块，报警模块。为实现各模块的功能，分别做了几种不同的方案并进行了论证。温度传感器温度传感器单片机LED温湿度显示总线蜂鸣器图2-2大棚内部采集系统结构由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D转换电路，感温电路比拟麻烦。大棚内部采集系统结构图如下列图2-2。.1温度测量的选择方案一：由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D转换电路，感温电路比拟麻烦。方案二：进而考虑到用温度传感器，在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，所以这是非常容易想到的，所以可以采用一只温度传感器DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，就可以满足设计要求。从以上两种方案，很容易看出，采用方案二，电路比拟简单，软件设计也比拟简单，故采用了方案二2.1.2显示电路的选择方案一：使用静态显示，此方法不用另加外界驱动直接与单片技术出口相连，不需要单独的程序来完成显示。但占用I/O口多。方案二：使用动态显示，节省了I/O输出口，但此方法需要加外加外部驱动以此增加输出电流来更好的驱动数码管显示，电路简单，本钱稍高，需要特定的编程来完成动态刷新。本设计中使用的是动态显示，因为没有太多的输出口来完成静态显示，应选动态显示。2.1.3系统各模块的最终方案根据以上分析，结合器件和设备等因素，确定如下方案：1．采用AT89C51单片机作为控制器，分别对温度采集、数码管显示、蜂鸣器的控制。2．温度测量模块采用数字温度传感器DS18B20。此器件经软件设置可以实现高分辨测量。3．显示数码管显示实时温度值。4．蜂鸣器对高于或低于上下限的温度进行报警。方案的总体设计电路图温度计电路设计总体设计方框图如图1所示，控制器采用单片机AT89C51，温度传感器采用DS18B20，用4位LED数码管以并口循环点亮来实现温度显示。其中，至口连四个数码管的abcdefg，dp口。至分别作为四个数码管的片选端口连温度传感器的串行数据口设计的电路主要有三局部组成：51单片机、LED数码管液晶显示模块、温度采集如下列图2-3。图2-3总体方案电路图第三章硬件设计3.1单片机AT89C51简介

AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器〔FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory〕的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。主要特性：·与MCS-51兼容

·4K字节可编程闪烁存储器

·寿命：1000写/擦循环

·数据保存时间：10年

·全静态工作：0Hz-24Hz

·三级程序存储器锁定

·128*8位内部RAM

·32可编程I/O线

·两个16位定时器/计数器

·5个中断源

·可编程串行通道

·低功耗的闲置和掉电模式

·片内振荡器和时钟电路。·单片机AT89C2051的引脚图如图3-1图3-1单片机AT89C2051引脚管脚说明：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P1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/地址的第八位。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外部必须被拉高。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的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口作为第八位地址接收。

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口输出其特殊功能存放器的内容。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

P3.0RXD〔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：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地位字节。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，那么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：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。

XTAL2：来自反向振荡器的输出。振荡特性：XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的上下电平要求的宽度。芯片擦出：整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持ALE管脚处于低电平10ms来完成。在芯片擦操作中，代码阵列全被写“1〞且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。此外，AT89C51设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下，CPU停止工作。但RAM，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存RAM的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。单片机最小系统单片机工作的时间基准是由时钟电路提供的，在单片机的XTAL1和XTAL2两个管脚接一只晶振及两只电容就构成了单片机的时钟电路，电路中电容器C1和C2对振荡器频率有微调作用，通常取〔30±10〕pF石英晶体选择6MHz或12MHz都可以。单片机的RST管脚为主机提供了一个外部复位信号输入口。复位信号是高电平有效，高电平有效的持续时间为2个机器周期以上。单片机的复位方式可由手动复位方式完成。电阻、电容器的参考值R1=10kΩ、C1=10uF、C2。由时钟电路、复位开关和电源局部组成。如下列图3-2。图3-2单片机最小系统3.2温度传感器DS18B203.2.1简介DS18B20数字温度传感器接线方便，封装成后可应用于多种场合，如管道式，螺纹式，磁铁吸附式，不锈钢封装式，型号多种多样，有LTM8877，LTM8874等等。主要根据应用场合的不同而改变其外观。封装后的DS18B20可用于电缆沟测温，高炉水循环测温，锅炉测温，机房测温，农业大棚测温，洁净室测温，弹药库测温等各种非极限温度场合。耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。技术性能描述：独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能；无须外部器件；可通过数据线供电，电压范围为Ｖ；零待机功耗；温度以9或12位数字；用户可定义报警设置；报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度〔温度报警条件〕的器件；负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作DS18B20采用3脚PR－35封装或8脚SOIC封装，其内部结构框图如图3-3所示。CC64位ROM和单线接口高速缓存存储器与控制逻辑温度传感器高温触发器TH低温触发器TL配置存放器8位CRC发生器VddI/OI/O图3-3DS18B20内部结构64位ROM的结构开始8位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号，共有48位，最后8位是前面56位的CRC检验码，这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信的原因。温度报警触发器TH和TL，可通过软件写入户报警上下限。DS18B20温度传感器的内部存储器还包括一个高速暂存RAM和一个非易失性的可电擦除的EERAM。高速暂存RAM的结构为8字节的存储器，结构如图3-3所示。头2个字节包含测得的温度信息，第3和第4字节TH和TL的拷贝，是易失的，每次上电复位时被刷新。第5个字节，为配置存放器，它的内容用于确定温度值的数字转换分辨率。DS18B20工作时存放器中的分辨率转换为相应精度的温度数值。该字节各位的定义如表3-1所示。低5位一直为1，TM是工作模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式，DS18B20出厂时该位被设置为0，用户要去改动，R1和Ｒ0决定温度转换的精度位数，来设置分辨率。如下表3-1：表3-1DS18B20字节定义温度LSB温度MSBTH用户字节1TL用户字节2配置存放器保存保存保存CRC由表3-1可见，DS18B20温度转换的时间比拟长，而且分辨率越高，所需要的温度数据转换时间越长。因此，在实际应用中要将分辨率和转换时间权衡考虑。高速暂存RAM的第6、7、8字节保存未用，表现为全逻辑1第9字节读出前面所有8字节的CRC码，可用来检验数据，从而保证通信数据的正确性。当DS18B20接收到温度转换命令后，开始启动转换。转换完成后的温度值就以16位带符号扩展的二进制补码形式存储在高速暂存存储器的第1、2字节。单片机可以通过单线接口读出该数据，读数据时低位在先，高位在后，数据格式以℃／LSB形式表示。当符号位S=0时，表示测得的温度值为正值，可以直接将二进制位转换为十进制；当符号位S=1时，表示测得的温度值为负值，要先将补码变成原码，再计算十进制数值。表是一局部温度值对应的二进制温度数据。如下表3-2表3-2DS18B20温度转换时间表R1R0分辨率/位温度最大转向时间009011010113751112750DS18B20完成温度转换后，就把测得的温度值与RAM中的TH、TL字节内容作比拟。假设Ｔ＞TH或T＜TL，那么将该器件内的报警标志位置位，并对主机发出的报警搜索命令作出响应。因此，可用多只DS18B20同时测量温度并进行报警搜索。在64位ROM的最高有效字节中存储有循环冗余检验码〔CRC〕。主机ROM的前56位来计算CRC值，并和存入DS18B20的CRC值作比拟，以判断主机收到的ROM数据是否正确。DS18B20的测温原理如图3-4所示.图中低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小，用于产生的信号作为减法计数器1；高温度系数晶振随温度变化其振荡频率明显变，所以产生的信号作为减法计数器2的脉冲输入。图中还隐含着计数门，当计数门翻开时，DS18B20对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲进行计数，进而完成温度测量。计数门的开启时间由高温度系数振荡器决定，每次测量前，首先将-55℃所对应的一个基数分别置入减法计数器1、温度存放器中，减法计数器1和温度存放器被预置在-55℃图3-4DS18B20测温原理图减法计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当减法计数器1的预置值减到0时，温度存放器的值将加1，减法计数器１的预置将重新被装入，减法计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到减法计数器计数到0时，停止温度存放器的累加，此时温度存放器中的数值就是所测温度值。其输出用于修正减法计数器的预置值，只要计数器门仍未关闭就重复上述过程，直到温度存放器值大致被测温度值。如下表3-3：另外，由于DS18B20单线通信功能是分时完成的，它有严格的时隙概念，因此读写时序很重要。系统对DS18B20的各种操作按协议进行。操作协议为：初使化DS18B20〔发复位脉冲〕→发ROM功能命令→发存储器操作命令→处理数据。表3-3一局部温度对应值表温度/℃二进制表示十六进制表示+125000001111101000007D0H+8500000101010100000550H00000001100100000191H000000001010000100A2H00000000000000100008H000000000000010000000H1111111111110000FFF8H1111111101011110FF5EH1111111001101111FE6FH-551111110010010000FC90H3.2.2DS18B20温度传感器与单片机的接口电路DS18B20可以采用两种方式供电，一种是采用电源供电方式，此时DS18B20的1脚接地，2脚作为信号线，3脚接电源。另一种是寄生电源供电方式，如图3-5所示单片机端口接单线总线，为保证在有效的DS18B20时钟周期内提供足够的电流，可用一个MOSFET管来完成对总线的上拉。当DS18B20处于写存储器操作和温度A/D转换操作时，总线上必须有强的上拉，上拉开启时间最大为10us。采用寄生电源供电方式时VDD端接地。由于单线制只有一根线，因此发送接口必须是三态的。图3-5DS18B20与单片机的接口电路3.3LED数码显示模块设计3.3.1LED简介LED数码管是由多个发光二极管封装在一起组成“8”字型的器件，引线已在内部连接完成，只需引出它们的各个笔划，公共电极。led数码管常用段数一般为7段有的另加一个小数点，还有一种是类似于3位“+1”型。位数有半位，1，2，3，4，5，6，8，10位等等，led数码管根据LED的接法不同分为共阴和共阳两类，了解LED的这些特性，对编程是很重要的，因为不同类型的数码管，除了它们的硬件电路有差异外，编程方法也是不同的。LED数码管要正常显示，就要用驱动电路来驱动数码管的各个段码，从而显示出我们要的数位，因此根据LED数码管的驱动方式的不同，可以分为静态式和动态式两类。静态显示驱动：静态驱动也称直流驱动。静态驱动是指每个数码管的每一个段码都由一个单片机的I/O口进行驱动，或者使用如BCD码二-十进位驱动器进行驱动。静态驱动的优点是编程简单，显示亮度高，缺点是占用I/O口多，如驱动5个数码管静态显示那么需要5×8=40根I/O埠来驱动，要知道一个89S51单片机可用的I/O口才32个呢。故实际应用时必须增加驱动器进行驱动，增加了硬体电路的复杂性。动态显示驱动：数码管动态显示介面是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一，动态驱动是将所有数码管的8个显示笔划"a,b,c,d,e,f,g,dp"的同名端连在一起，另外为每个数码管的公共极COM增加位元选通控制电路，位元选通由各自独立的I/O线控制，当单片机输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，但究竟是那个数码管会显示出字形，取决于单片机对位元选通COM端电路的控制，所以我们只要将需要显示的数码管的选通控制翻开，该位元就显示出字形，没有选通的数码管就不会亮。透过分时轮流控制各个LED数码管的COM端，就使各个数码管轮流受控显示，这就是动态驱动。在轮流显示过程中，每位元数码管的点亮时间为1～2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极体的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示资料，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O总线，而且功耗更低。3.3.2LED与单片机接口电路LED液晶显示电路采用4位七段共阳LED数码管构成，通过编程实现逐个点亮各个数码管，电路图如下3-6：图3-6LED与单片机的接口电路3.4报警器的设计蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、机、定时器等电子产品中作发声器件。蜂鸣器的电路图形符号蜂鸣器在电路中用字母“H〞或“HA〞表示。压电式蜂鸣器,压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。有的压电式蜂鸣器外壳上还装有发光二极管。多谐振荡器由晶体管或集成电路构成。当接通电源后〔1.5~15V直流工作电压〕,多谐振荡器起振,输出的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。压电蜂鸣片由锆钛酸铅或铌镁酸铅压电陶瓷材料制成。在陶瓷片的两面镀上银电极，经极化和老化处理后，再与黄铜片或不锈钢片粘在一起。电磁式蜂鸣器电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场。振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性地振动发声。由于自激蜂鸣器是直流电压驱动的，不需要利用交流信号进行驱动，只需对驱动口输出驱动电平并通过三极管放大驱动电流就能使蜂鸣器发出声音，很简单，这里就不对自激蜂鸣器进行说明了。这里只对必须用1/2duty的方波信号进行驱动的他激蜂鸣器进行说明。单片机驱动他激蜂鸣器的方式有两种：一种是PWM输出口直接驱动，另一种是利用I/O定时翻转电平产生驱动波形对蜂鸣器进行驱动。PWM输出口直接驱动是利用PWM输出口本身可以输出一定的方波来直接驱动蜂鸣器。在单片机的软件设置中有几个系统存放器是用来设置PWM口的输出的，可以设置占空比、周期等等，通过设置这些存放器产生符合蜂鸣器要求的频率的波形之后，只要翻开PWM输出，PWM输出口就能输出该频率的方波，这个时候利用这个波形就可以驱动蜂鸣器了。比方频率为2000Hz的蜂鸣器的驱动，可以知道周期为500μs，这样只需要把PWM的周期设置为500μs，占空比电平设置为250μs，就能产生一个频率为2000Hz的方波，通过这个方波再利用三极管就可以去驱动这个蜂鸣器了。而利用I/O定时翻转电平来产生驱动波形的方式会比拟麻烦一点，必须利用定时器来做定时，通过定时翻转电平产生符合蜂鸣器要求的频率的波形，这个波形就可以用来驱动蜂鸣器了。比方为2500Hz的蜂鸣器的驱动，可以知道周期为400μs，这样只需要驱动蜂鸣器的I/O口每200μs翻转一次电平就可以产生一个频率为2500Hz，占空比为1/2duty的方波，再通过三极管放大就可以驱动这个蜂鸣器了。由于蜂鸣器的工作电流一般比拟大，以致于单片机的I/O口是无法直接驱动的，所以要利用放大电路来驱动，一般使用三极管来放大电流就可以了。蜂鸣器报警接口电路的设计需购置市售的压电式蜂鸣器，然后通过MCS-51的1根口线经驱动器驱动蜂鸣器发声。压电式蜂鸣器约需19mA的驱动电流，可以使用TTL系列集成电路7406或7407低电平驱动也可以使用一个晶体管驱动。单片机接晶体管基极输入端，当输出高电平时，晶体管导通过压电蜂鸣器两端获得约+5V电压而鸣叫；当输出低电平，晶体管截止，蜂鸣器停止发音。其电路图如下列图3-7：图3-7蜂鸣器电路图下面是蜂鸣器100ms下的程序：MOVR4，#64HLOOP:MOVR3，#0F9HLOOP1:DJNZR3，LOOP1DJNZR4，LOOPRET如果要想发出更大声音，可以采用功率大的扬声器作为发音器，这时要采用相应的功率驱动器。按照设计要求，当温度低于下限或高于上限时，应具有报警功能。这样就可以用一只蜂鸣器作为三极管VT1的集电极负载，当VT1导通时，蜂鸣器发出鸣叫声；VT1截止时，蜂鸣器不发声。3.5与上位机通信的接口电路微型计算机中的中的信号电平是TTL电平，即表示“1”，表示“0”。在通信过程中如果DTE(数据终端设备)和DCE(数据通信设备)之间仍采用这个电平传送数据,那么在两者距离增大时很可能会使信号源点的逻辑“1”电平在到达目的点时衰减到以下，从而使通行失败。因此，为了提高数据通信的可靠性并消除线路上各种早噪声影响，RS-232C标准中规定信号源点的逻辑“0”〔空号〕电平范围为+5V~+15V，逻辑“1”〔传号〕电平范围为-5V~-15V；目的点的逻辑“0”为+3V~+15V，逻辑“1”为-3V~-15V。噪声容量为2V。RS-232C由于发送器和接收器之间具有公共信号地，不能使用双端信号，因此，共模噪声回耦合到信号系统中，这迫使RS-232C使用较高传输电压的主要原因。3.5.1RS232接口介绍RS232接口是1970年由美国电子工业协会〔EIA〕联合贝尔系统、调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。它的全名是“数据终端设备〔DTE〕和数据通讯设备〔DCE〕之间串行二进制数据交换接口技术标准〞该标准规定采用一个25个脚的DB25连接器，对连接器的每个引脚的信号内容加以规定，还对各种信号的电平加以规定。DB25的串口一般只用到的管脚只有2〔RXD〕、3〔TXD〕、7〔GND〕这三个，随着设备的不断改良，现在DB25针很少看到了，代替他的是DB9的接口，DB9所用到的管脚比DB25有所变化，是2〔RXD〕、3〔TXD〕、5〔GND〕这三个。因此现在都把RS232接口叫做DB9。由于RS232接口标准出现较早，难免有缺乏之处，主要有以下四点：〔1〕接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片，又因为与TTL电平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL电路连接。〔2〕传输速率较低，在异步传输时，波特率为20Kbps；因此在“南方的老树51CPLD开发板〞中，综合程序波特率只能采用19200，也是这个原因。〔3〕接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式，这种共地传输容易产生共模干扰，所以抗噪声干扰性弱。〔4〕传输距离有限，最大传输距离标准值为50英尺，实际上也只能用在50米左右。RS-232C规定的逻辑电平与一般微处理器、单片机的逻辑电平是不一致的。因此，在实际应用时，必须把微处理器的信号电平〔TTL电平〕转换为RS-232C电平，或者对两者进行逆转换。这两种转换是由专用电平转换芯片实现的。3.5.2MAX232资料简介设计中用到的MAX232芯片是电平转换芯片。该产品是由德州仪器公司〔TI〕推出的一款兼容RS232标准的芯片。由于电脑串口RS232电平是-10v+10v，而一般的单片机应用系统的信号电压是ttl电平0+5v,MAX232就是用来进行电平转换的,该器件包含2驱动器、2接收器和一个电压发生器电路提供TIA/EIA-232-F电平。该器件符合TIA/EIA-232-F标准，每一个接收器将TIA/EIA-232-F电平转换成5-VTTL/CMOS电平。每一个发送器将TTL/CMOS电平转换成TIA/EIA-232-F电平。1．单5V电源工作2．LinBiCMOSTM工艺技术3．两个驱动器及两个接收器4．±30V输入电平5．低电源电流：典型值是8mA6．符合甚至优于ANSI标准EIA/TIA-232-E及ITU推荐标准7．ESD保护大于MIL-STD-883〔方法3015〕标准的2000V复位电路的设计MAX232芯片是MAXIM公司生产的，包含两路接收器和驱动器的IC芯片，适用于各种EIA-232C和的通信接口。MAX232芯片内部有一个电源电压变换器，可以把输入的+5V电源电压变换成为RS-232C输出电平所需的+-10V电压。所以，采用此芯片接口的串行通信系统只需单一的+5V电源就可以了。对于没±12V电源的场合，其适应性更强。加之其价格适中，硬件接口简单，所以被广泛采用。工作电路如图3-8。图中上半局部电容C1、C2、C3、C4，及V+，V-是电源变换电路局部。在实际应用中，器件对噪声很敏感。因此，Vcc必须要对地加去耦电容C5，其值为。电容C1、C2、C3、C4取同样数值的钽电解电容，用以提高抗干扰能力，在连接时必须尽量靠近器件。图3-8MAX232芯片的引脚连线图下半局部为发送和接收局部。实际应用中，T1IN和T2IN可直接接TTL/CMOS电平的单片机ADuC812的串行发送端TxD；R1OUT，R2OUT可直接接TTL/CMOS电平的单片机ADuC812的串行发送端RxD；T1OUT，T2OUT可直接接PC机的RS-232串口的接收端RxD；R1IN，R2IN可直接接PC机的RS-232串口的发送端TxD。现从MAX232芯片中两路发送接收中任选一路作为接口。要注意其发送、接收的引脚要对应。如使T1IN接单片机ADuC812的发送端TxD，那么PC机的RS-232的接收端RxD一定要对应接T1OUT引脚。同时，R1OUT接单片机ADuC812的RxD引脚，那么PC机的RS-232的发送端TxD对应接R1IN引脚，其接口电路如图3-9所示。图3-9与上位机通信的接口电路图第四章系统软件设计系统程序主要包括主程序，读出温度子程序，温度转换命令子程序，计算温度子程序，显示数据刷新子程序等。4.1Keil软件概述单片机开发中除必要的硬件外，同样离不开软件，我们写的汇编语言源程序要变为CPU可以执行的机器码有两种方法，一种是手工汇编，另一种是机器汇编，目前已极少使用手工汇编的方法了。机器汇编是通过汇编软件将源程序变为机器码，用于MCS-51单片机的汇编软件有早期的A51，随着单片机开发技术的不断开展，从普遍使用汇编语言到逐渐使用高级语言开发，单片机的开发软件也在不断开展，Keil软件是目前最流行开发MCS-51系列单片机的软件，这从近年来各仿真机厂商纷纷宣布全面支持Keil即可看出。Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境将这些部份组合在一起。运行Keil软件需要Pentium或以上的CPU，16MB或更多RAM、20M以上空闲的硬盘空间、WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统。。KeilC51开发系统根本知识KeilC51开发系统根本知识：1．系统概述KeilC51是美国KeilSoftware公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。用过汇编语言后再使用C来开发，体会更加深刻。KeilC51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面。另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到KeilC51生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能表达高级语言的优势。下面详细介绍KeilC51开发系统各局部功能和使用。2．KeilC51单片机软件开发系统的整体结构C51工具包的整体结构，其中uVision与Ishell分别是C51forWindows和forDos的集成开发环境，可以完成编辑、编译、连接、调试、仿真等整个开发流程。开发人员可用IDE本身或其它编辑器编辑C或汇编源文件。然后分别由C51及A51编译器编译生成目标文件。目标文件可由LIB51创立生成库文件，也可以与库文件一起经L51连接定位生成绝对目标文件。ABS文件由OH51转换成标准的Hex文件，以供调试器dScope51或tScope51使用进行源代码级调试，也可由仿真器使用直接对目标板进行调试，也可以直接写入程序存贮器如EPROM中。仿真芯片的31脚已接至高电平，所以仿真时只能使用片内ROM，不能使用片外ROM；但仿真器外引插针中的31脚并不与仿真芯片的31脚相连，故该仿真器仍可插入到扩展有外部ROM的目标系统中使用。1、安装好了Keil软件以后，我们翻开它。2、我们先新建一个工程文件，点击“Project->New

Project…〞菜单。3、选择工程文件要存放的路径,输入工程文件名xdch最后单击保存。4、在弹出的对话框中选择CPU厂商及型号。5、选择好STC89C52芯片，接着点击确定，弹出对话框。6、新建一个C51文件,单击左上角的NewFile，保存为D，再单击“保存〞。7、存好后把此文件参加到工程中方法如下:用鼠标在SourceGroup1上单击右键,然后再单击AddFilestoGroupSourceGroup1。8、选择要参加的文件,找到后,单击Add,然后单击Close。9、在编辑框里输入代码。10、生成.hex烧写文件,先单击OptionsforTarget。11、在下列图中,我们单击Output,选中CreateHEXF，再单击“确定〞。4.2主程序主程序的主要功能是负责温度的实时显示、读出并处理DS18B20的测量的当前温度值，温度测量每1s进行一次。这样可以在一秒之内测量一次被测温度，其程序流程见图4-1所示。初始化初始化调用显示子程序1s到？初次上电读出温度值温度计算处理显示数据刷新发温度转换开始NYNY图4-1主程序流程图读出温度子程序读出温度子程序的主要功能是读出RAM中的9字节，在读出时需进行CRC校验，校验有错时不进行温度数据的改写。其程序流程图如图4-2示YY发DS18B20复位命令发跳过ROM命令发读取温度命令读取操作，CRC校验9字节完？CRC校验正？确？移入温度暂存器结束NNY图4-2读温度流程图温度转换命令子程序温度转换命令子程序主要是发温度转换开始命令，当采用12位分辨率时转换时间约为750ms，在本程序设计中采用1s显示程序延时法等待转换的完成。温度转换命令子程序流程图如上图，图4-3所示发DS18B20复位命令发跳过ROM命令发温度转换开始命令发DS18B20复位命令发跳过ROM命令发温度转换开始命令结束图4-3温度转换流程图4.5计算温度子程序计算温度子程序将RAM中读取值进行BCD码的转换运算，并进行温度值正负的判定，其程序流程图如图4-4所示。开始温度零下?温度值取补码置标志计算小数位温度BCD值计算整数位温度BCD值结束置“+〞标志NY图4-4计算温度流程图4.6显示数据刷新子程序显示数据刷新子程序主要是对显示缓冲器中的显示数据进行刷新操作，当最高显示位为0时将符号显示位移入下一位。程序流程图如图4-5。温度数据移入显示存放器温度数据移入显示存放器十位数0？百位数0？十位数显示符号百位数不显示百位数显示数据〔不显示符号〕结束NNYY图4-5显示数据刷新第5章调试与仿真5.1Proteus简介Proteus软件是英国Labcenterelectronics公司出版的EDA工具软件。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步，但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。Proteus是世界上著名的EDA工具，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2023年又增加了Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器。通过PROTEUSISIS软件的VSM，用户可以对模拟电路、数字电路、模数混合电路，以及基于微控制器的系统连同所有外围接口电子元器件一起仿真。PROTEUSVSM有两种截然不同的仿真[8]方式：交互式仿真和基于图表的仿真。其中交互式仿真可实时观测电路的输出，因此可用于检验设计的电路是否能正常工作，而基于图表的仿真可用于研究电路的工作状态和进行细节的测量。在本设计中就是用的交互式仿真方式。PROTEUS软件支持许多通用的微控制器，如PIC、AVR、HC11以及8051；包含强大的调试工具，可对存放器、储存器实时监测；具有断点调试功能及单步调试功能；具有对显示器、按钮、键盘等外设进行交互可视化仿真的功能。此外，PROTEUS可对KeilμVision2等开发工具的源程序进行调试，可与Keil实现联调，详见第五章。此外，在PROTEUS中配置了各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、频率计、I2C调试器等，便于测量和记录仿真的波形、数据。该软件的根本特点是：全部满足我们提出的单片机软件仿真系统的标准，并在同类产品中具有明显的优势。调试与仿真采用protues软件仿真，Keil软件编译。先把编好的程序用编程调试，直至无误，产生hex文件，然后通过protues软件仿真，设定温度，显示温度。1．当温度小于15℃，蜂鸣器报警，发光二级管黄灯亮。仿真图如图5-1图5-1温度低于15℃的仿真图2．当温度大于15℃，蜂鸣器停止报警，发光二级管黄灯灭。仿真图如下列图5-2图5-2温度高于15℃低于45℃时的仿真图3．当温度小于50℃，蜂鸣器不报警，发光二级管黄灯不亮。仿真图如下列图5-3图5-3温度高于15℃低于50℃的仿真图4．当温度大于50℃，蜂鸣器报警，发光二级管黄灯亮。仿真图如下5-4图5-4温度高于50℃的仿真图结论与展望本设计采用了集成温度传感器DS18B20，不仅减少了硬件电路的设计与调试，而且简化了电路的设计还降低了本钱。传统的元件需要添加模数转换器和模拟开关，增加了电心准备和查阅文献资料熟悉本次设计课题的相关内容，论文终于告一段落。通过此次设计，我从中受益匪浅。我不仅学到了更多新的专业知识拓宽了知识面，稳固了我所学的知识，而且也锻炼了我的实践动手能力，培养了我独立思考问题并及时解决问题的好习惯。更重要的是培养了我勇于钻研和创新的精神。在论文的设计过程中，我查阅大量的相关资料并作了详细的记录、分析和吸收，做到认真、细致地去理解领会路的设计难度，所以在以后的设计中我会多用集成元件。在本次设计的过程中，我遇到很多的问题，虽然以前还做过这样的设计但这次设计真的让我长进了很多，单片机课程设计重点就在于软件算法的设计，需要有很强的编程能力，现在我觉得写好一个程序并不是一件简单的事，所以说有好多的东西，只有我们去试着做了，才能真正的掌握，只学习理论有些东西是很难理解的，更谈不上掌握。从这次的课程设计中，我真真正正的意识到，在以后的学习中，要理论联系实际，把我们所学的理论知识用到实际当中，学习单机片机更是如此，程序只有在经常的写与读的过程中才能提高，这就是我在这次课程设计中的最大收获。致谢大学四年的学习生活一晃而过，毕业论文设计是检验我们平时工作学习成绩的一个很好的时机。通过这几个月的精别人的思维方法，学习别人好的成果和方法。科研工作是艰苦的，面对各种各样的困难和挑战，需要他们冷静的头脑和敏锐的视角。我从中品尝到了过程的艰辛和成功后的喜悦，这些都有利于我今后的成长。最后我要衷心地感谢金老师。感谢她悉心的指导和莫大的帮助，让我能够顺利的完成此次设计。同时也非常感谢电气工程学院的各位领导和各位老师四年来给予我的教诲和指导,感谢图书馆老师在我查找资料时给予的理解支持和帮助。感谢在大学学习期间与我一起度过的所有老师和同学们，这段难忘的时光是我一生的财富！2012年6月13日参考文献[1]曹巧媛.单片机原理及应用(第二版)[M].北京:高等教育出版社,2002.[2]何力民.单片机高级教程[M].北京:北京航空大学出版社,2000.[3]金发庆.传感器技术与应用[M].北京:北京机械工业出版社,2002.[4]王锦标,方崇智.过程计算机控制[M].北京:清华大学出版社,1997.[5]胡寿松.自动控制原理[M].北京:国防工业出版社,2000.[6]胡晓军.数据采集与分析技术[M].西安:西安电子科技大学出版社,2023.[7]王华祥.传感器原理及应用[M].天津:天津大学出版社,1999.[8]韩海雯.计算机通信与网络教程[M].北京:清华大学出版社,2004.[9]邱士安.机电一体化技术[M].西安:西安电子科技大学出版社,2004.[10]马楚仪.数字电子技术试验[M].华南理工大学出版社,2006.[11]陈元亨.信息信号与系统[M].成都:四川大学出版社,2003.[12]姚四改.Protel99SE电子线路设计教程[M].上海:上海交通大学出版社,2004.[13]李朝青.PC机及单片机数据通信技术[M].北京:北京航空航天大学出版社,2000.[14]姚金生.元器件[M].电子工业出版社,2004.[15]周润景,张丽娜.基于PROTEUS的电路及单片机系统设计与仿真[M].北京:航空航天大学出版社,2006.[16]王忠飞,胥芳.MCS-51单片机原理及嵌入式系统应用[M].西安:西安电子科技大学出版社,2007.附录A:电路原理图绘制附录B：一篇引用的英文文献及翻译TemperatureAcquisitionSystemDesignBasedOnMCUForVegetableGreenhouseDescriptionTheAT89C51isalow-power,high-performanceCMOS8-bitmicrocomputerwith4KbytesofFlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory(PEROM)and128bytesRAM.ThedeviceismanufacturedusingAtmel’shighdensitynonvolatilememorytechnologyandiscompatiblewiththeindustrystandardMCS-51™instructionsetandpinout.Thechipcombinesaversatile8-bitCPUwithFlashonamonolithicchip,theAtmelat89s52isapowerfulmicrocomputerwhichprovidesahighlyflexibleandcosteffectivesolutiontomanyembeddedcontrolapplications.Features:•CompatiblewithMCS-51™Products•4KBytesofIn-SystemReprogrammableFlashMemory•Endurance:1,000Write/EraseCycles•FullyStaticOperation:0Hzto24MHz•Three-LevelProgramMemoryLock•128x8-BitInternalRAM•32ProgrammableI/OLines•Two16-BitTimer/Counters•SixInterruptSources•ProgrammableSerialChannel•LowPowerIdleandPowerDownModesTheAT89C51providesthefollowingstandardfeatures:4KbytesofFlash,128bytesofRAM,32I/Olines,two16-bittimer/counters,afivevectortwo-levelinterruptarchitecture,afullduplexserialport,on-chiposcillatorandclockcircuitry.Inaddition,theat89s52isdesignedwithstaticlogicforoperationdowntozerofrequencyandsupportstwosoftwareselectablepowersavingmodes.TheIdleModestopstheCPUwhileallowingtheRAM,timer/counters,serialportandinterruptsystemtocontinuefunctioning.ThePowerDownModesavestheRAMcontentsbutfreezestheoscillatordisablingallotherchipfunctionsuntilthenexthardwarereset.PinDescription:VCCSupplyvoltage.GNDGround.Port0Port0isan8-bitopendrainbidirectionalI/Oport.AsanoutputporteachpincansinkeightTTLinputs.Whenisarewrittentoport0pins,thepinscanbeusedashighimpedanceinputs.Port0mayalsobeconfiguredtobethemultiplexedloworderaddress/databusduringaccessestoexternalprogramanddatamemory.InthismodeP0hasinternalpullups.Port0alsoreceivesthecodebytesduringFlashprogramming,andoutputsthecodebytesduringprogramverification.Externalpullupsarerequiredduringprogramverification.Port1Port1isan8-bitbidirectionalI/Oportwithinternalpullups.ThePort1outputbufferscansink/sourcefourTTLinputs.When1sarewrittentoPort1pinstheyarepulledhighbytheinternalpullupsandcanbeusedasinputs.Asinputs,Port1pinsthatareexternallybeingpulledlowwillsourcecurrent(IIL)becauseoftheinternalpullups.Port1alsoreceivesthelow-orderaddressbytesduringFlashprogrammingandverification.Port2Port2isan8-bitbidirectionalI/Oportwithinternalpullups.ThePort2outputbufferscansink/sourcefourTTLinputs.When1sarewrittentoPort2pinstheyarepulledhighbytheinternalpullupsandcanbeusedasinputs.Asinputs,Port2pinsthatareexternallybeingpulledlowwillsourcecurrent(IIL)becauseoftheinternalpullups.Port2emitsthehigh-orderaddressbyteduringfetchesfromexternalprogrammemoryandduringaccessestoexternaldatamemorythatuse16-bitaddresses(MOVX@DPTR).Inthisapplicationitusesstronginternalpull-upswhenemitting1s.Duringaccessestoexternaldatamemorythatuse8-bitaddresses(MOVX@RI),Port2emitsthecontentsoftheP2SpecialFunctionRegister.Port2alsoreceivesthehigh-orderaddressbitsandsomecontrolsignalsduringFlashprogrammingandverification.Port3Port3isan8-bitbidirectionalI/Oportwithinternalpullups.ThePort3outputbufferscansink/sourcefourTTLinputs.When1sarewrittentoPort3pinstheyarepulledhighbytheinternalpullupsandcanbeusedasinputs.Asinputs,Port3pinsthatareexternallybeingpulledlowwillsourcecurrent(IIL)becauseofthepullups.Port3alsoservesthefunctionsofvariousspecialfeaturesoftheat89s52aslistedbelow:Port3alsoreceivessomecontrolsignalsforFlashprogrammingandverification.RSTResetinput.Ahighonthispinfortwomachinecycleswhiletheoscillatorisrunningresetsthedevice.ALE/PROGAddressLatchEnableoutputpulseforlatchingthe