单片机课程设计-——多路温度检测及报警系统.pdf

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1、辽东学院信息技术学院微控制器原理与接口技术课程设计报告设计题目：多路温度检测及报警系统专业班级：电子信息工程、B1006姓名：田 洪 雨教师评语：一、摘要本课程设计是基于DS18B20 在 LCD1602 液晶显示的多路温度检测及报警系统。本课题以 AT89C51 单片机系统为核心，能对多点温度进行实时巡检。DS18B20 是一种可组网的高精度数字式温度传感器，由于其具有单总线的独特优点，可以使用户轻松的组建起传感器网络，并可使多点温度测量电路变得简单、可靠。本文结合实际使用经验，介绍了 DS18B20 温度传感器在单片机下的硬件连接及软件编程，并给出了软件流程图。关键词：DS18B20、LC

2、D1602、高低温报警二、课程设计目的通过单片机原理与应用课程设计，使学生掌握单片机及其扩展系统设计的方法和设计原则及相应的硬件调试的方法。进一步加深单片机及其扩展系统设计和应用的理解。三、课程设计题目多路温度检测及报警系统四、课程设计内容及要求1、设计内容：1）有上电指示灯；2）能正确手动复位；文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL

3、7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X

4、2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL

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6、2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL

7、7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X

8、2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D63）有 4 位数码管显示，能按照分秒进制显示时间；4）自定义的

9、扩展功能。2、设计要求：1）独立设计原理图及相应的硬件电路。2）针对选择的设计题目，设计系统软件。软件要做到：操作方便，实用性强，稳定可靠。3）设计说明书格式规范，层次合理，重点突出。并附上设计原理图及相应的源程序。五、系统硬件电路设计系统主要由硬件和软件两大部分构成，当接收到系统发出的温度转换命令后，DS18B20 开始进行温度转换操作并把转化后的结果放到 16 位暂存寄存器中的温度寄存器内，然后与系统进行数据通信，系统将温度读出并驱动LED 数码管显示。如果温度值低于设定下限值或高于设定上限值，则自动启动报警装置。由于 DS18B20 单总线通信功能是分时完成的，它有严格的时隙概念，因此读

10、写时序很重要。该系统结构图单片按键电路显示电路文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O

11、6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7

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13、6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7

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17、位中央处理器（CPU）和 Flash 存储单元，功能强大 AT89S51 单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。AT89S51单片机为 40 引脚双列直插芯片,有四个 I/O 口 P0、P1、P2、P3,每一条 I/O 线都能独立地作输出或输入。AT89S51 DIP管脚封装复位电路报警电路测温电路文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 Z

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24、PU（2）片内数据存储器RAM 和特殊功能寄存器SFR（3）片内程序存储器ROM（4）两个定时/计数器T0、T1，可用作定时器，也可用以对外部脉冲进行计数（5）四个 8 位可编程的并行I/O 端口，每个端口既可作输入，也可作输出（6）一个串行端口，用于数据的串行通信（7）中断控制系统（8）内部时钟电路功能特性概述：AT89S51 提供以下标准功能：8k 字节 Flash 闪速存储器，256 字节内部 RAM，32 个 I/O 口线，3 个 16 位定时/计数器，一个 6 向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6

25、文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6

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29、文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6

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31、文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6振荡器及时钟电路。同时，AT89S52 可降至 0Hz 的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止 CPU 的工作，但允许 RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存 RAM 中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。单片机 AT89S52的 P0口作为输入口。P0与 DS12887的 AD相连，进行时间图 2-3 数据的采集；(RD)与 DS12887的 17 脚 D

32、S相连，与DS12887的 19 脚 IRQ相连，与 DS12887的 13 脚 CS相连；30 脚 ALE与 DS12887的 14 脚 AS相连。单片机的第 18 引脚和 19 引脚接时钟电路，XTAL1接外部晶振和微调电容的一端，XTAL2接外部晶振和微调电容的另一端。对外接电容的值虽然没图 2-4 主控电路及其最小系统电路图有严格的要求，但电容的大小会影响震荡器频率的高低、震荡器的稳定性、起振的快速性和温度的稳定性。因此，此系统电路的晶体振荡器的值为，电容应尽可能的选择陶瓷电容，电容值约为22F。第 9文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档

33、编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4

34、U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档

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37、编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4

38、U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档

39、编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6引脚为复位输入端，接上电容，电阻后构成上电复位电路。20 引脚为接地端，40 引脚为电源端。/EA 端（31 引脚）接+5V电压。由此就构成了单片机主控模块的最小系统，如图2-4 所示。2、DS18B20 电路设计DSl820数字温度计是美国Dallas 公司生产的数字温度计，它提供 9 位(二进制)温度读数，指示器件的温度。信息经过单线接口送入 DSl8B20或从 DSl8B20送出，因此从主机 CPU 到 DSl8B20仅需一条线。DS

40、l820的电源可以由数据线本身提供而不需要外部电源。因为每一个 DSl820在出厂时已经给定了唯一的序号，因此任意多DSl820可以存放在同一条单线总线上。这允许在许多不同的地方放置温度敏感器件。DSl820的测量范围从-55 到+125，增量值为，可在l s(典型值)内把温度变换成数字。每一个DSl820包括一个唯一的 64 位长的序号，该序号值存放在 DSl820 内部的 ROM(只读存贮器)中。开始 8位是产品类型编码(DSl820 编码均为 10H)。接着的 48 位是每个器件唯一的序号，最后8 位是前面 56位的 CRC(循环冗余校验)码。以下是 DS18b20的内部结构图。DS18

41、B20 有 4 个主要的数据部件：文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编

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47、6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6 64 位激光 ROM。64 位激光 ROM 从高位到低位依次为8 位 CRC、48位序列号和 8 位家族代码(28H)组成。温度灵敏元件。非易失性温度报警触发器TH和 TL。可通过软件写入用户报警上下限值。配置寄存器。配置寄存器为高速暂存存储器中的第五个字节。DS18B20 在 0 工作时按此寄存器中的分辨率将温度转换成相

48、应精度的数值 DS18B20 的测温范围为-55+125,在-10+85范围内，精度为 0.5。在电压低于时精度误差较大。在本系统中使用了两个DS18b20温度传感器，测温范围为0100，另外根据器件稳定工作的特点，考虑到驱动能力的不足，采用外加5V电源以满足传感器精度高的要求。本系统为多点温度测试。DS18B20 采用外部供电方式，理论上可以在一根数据总线上挂256 个 DS18B20，但实际应用中发现，如果挂接 20 个以上的 DS18B20 就会产生功耗问题。另外单总线长度也不宜超过，否则会影响到数据的传输。在这种情况下我们可以采用分组的方式，用单片机的多个I/O 来驱动多路 DS18B

49、20。在实际应用中还可以使用一个 MOSFET 将 I/O 口线直接和电源相连，起到上拉的作用。在本电路板的设计中考虑到初步实践的准确性，暂使用2 个 DS18B20连接单片机的口。对 DS18B20 的设计，需要注意以下问题文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M

50、4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI1N2X2N1G7 HH6Y4U6K1M4 ZL7V1Z4O6D6文档编码:CI