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基于单片机的温度采集显示

论文编号:ZD1128 论文字数:18257,页数:58

摘要
单片机是指一个集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上，但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件：CPU、内存、内部和外部总线系统，目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、定时器，实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注。它体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易，广泛应用于智能生产和工业自动化上。本课题通过MCS-51单片机来设计一个温度采集显示系统，采用汇编语言进行编程，可以实现以下一些功能：实时温度以及现场时间的显示，定时报警功能。本次设计的温度采集显示系统由温度采集电路，LCD显示电路，定时报警电路，按键调整电路四部分组成。51单片机通过软件编程，在LCD1602液晶屏上实现XXX℃的显示；利用温度传感器DS18B20来实现温度采集转换的功能；通过两个按键开关，一个用于预设温度的调节，两个用于温度上下限的调节，来实现参数设置和调节功能；当现场温度超过上下限的时候，由蜂鸣器发声，起报警作用。本次设计的温度采集显示系统，所采用的温度传感器精度可达0.0625℃，所以适用于很多场合。本文详细介绍了AT89C51单片机的基本原理，分析了AT89C51各个管脚的功能及它在设计电路中的作用。同时论述了LCD1602液晶屏和温度传感器DS18B20的工作原理及其软件设计过程。
最后，我们还使用PROTEUS软件对本系统进行了仿真调试，以测量系统的可靠性。关键词：单片机温度采集 DS18B20 PROTEUS 报警

Abstract
Single-chip micro-computer is an integrated on a single chip a complete computer system. Even though most of his features in a small chip, but it has a need to complete the majority of computer components: CPU, memory, internal and external bus system, most will have the Core. At the same time, such as integrated communication interfaces, timers, real-time clock and other peripheral equipment. And now the most powerful single-chip microcomputer system can even integrate voice, image, networking, input and output complex system into a single chip. It has been published since the 70's of 20th century and has high performance, so it attracts lots of people’s attention. Its volume is small，the weight is light，the capacity of resisting disturbance is strong，the environmental challenge is not high，the price is not expensive and the development is easy, for that, it is widely used in the intelligent production and the industrial automation. This topic designs a temperature acquisition system through the MCS-51 single-chip microcomputer and the assembly language is adopted in this design. The electronic clock can achieve these functions: real-time and on-site time temperature display, time alarm functions. The design shows the temperature acquisition system by the temperature acquisition circuit, LCD display circuit, timing alarm circuit, four-button adjustment of circuit components. 51 single-chip software programming, in the realization of the LCD1602 display XXX ℃; the use of temperature sensor DS18B20 to achieve the function of conversion temperature acquisition; through two button switches, one for the pre-set temperature regulation。The two upper and lower limits for temperature regulation, to achieve the parameter setting and regulatory function; when the temperature exceeds the upper and lower limits at the scene of the time, the buzzer sends out the sound which can react the effect of alarm. The design shows the temperature acquisition system, the precision temperature sensors up to 0.0625 ℃, so for a number of occasions. This paper introduces in detail the basic principles of SCM AT89C51, AT89C51 analyzed the function of each pin and its role in the design of the circuit. This article also discourses the working principles of the LCD1602 and Temperature Sensor DS18B20, we can understand their software design procedure from this passage.
Finally, we also use the PROTEUS software to simulate the system to measure the reliability of the system.
Key words：single-chip Microcomputer；Temperature Acquisition；DS18B20；
PROTEUS; Alarm

目录
摘要 II
Abstract III
目录 V
第一章绪论 1
1.1 引言 1
1.2 系统任务 1
1.3 系统芯片的选择 2
1.3.1 单片机的选择 2
1.3.2 温度传感器的选择 3
1.3.3 显示器的选择 4
1.2 系统性能 4
第二章 AT89C51简介 5
2.1 AT89C51的主要特征 5
2.2 AT89C51的管脚 6
2.3 AT89C51的振荡器特性 8
2.4 AT89C51的芯片擦除功能 8
第三章温度传感器 9
3.1 DS18B20基本知识 9
3.2 DS18B20产品的特点 9
3.3 DS18B20的内部结构 10
3.4 DS18B20的封装及引脚介绍 10
3.5 DS18B20的温度计算 11
3.5.1 DS18B20的9位存储方式 11
3.5.2 DS18B20的12位存储方式 11
3.6 DS18B20的工作过程及时序 11
3.6.1 初始化 12
3.6.2 ROM操作品令 12
3.6.3存储器操作指令 12
3.6.4 时序 13
第四章硬件电路设计 15
4.1 单片机温度采集系统的结构 15
4.1.1 单片机最小系统 15
4.1.2 温度采集模块 16
4.1.3 LCD液晶显示电路 16
4.1.4 按键设置 16
4.1.5 报警电路 16
4.2 硬件电路总体设计 17
4.3 温度采集模块 18
4.3.1 温度传感器特点 18
4.3.2 DS18B20使用注意事项 18
4.3.3 温度测量领域和优点 19
4.3.4 多路温度采集显示的实现 19
4.4 LCD显示模块 20
4.4.1 LCD1602简介 20
4.4.2 LCD1602技术参数 21
4.4.3 字符的显示 22
4.4 报警电路 24
4.5 按键设置 25
第五章软件设计 26
5.1 温度采集系统的主程序流程图 26
5.2 各模块的程序流程图 28
5.2.1 温度采集模块流程图 28
5.2.2. 液晶显示模块流程图 29
5.2.3. 按键模块流程图 29
第六章系统仿真与调试 30
6.1 PROTEUS软件简介 30
6.2 PROTEUS的工作过程 30
6.2.1 PROTEUS工作界面 31
6.2.2 PROTEUS的调试 32
6.2.3 PROTEUS调试结果 33
结论 34
参考文献 35
致谢 37
附录1 38
附录2 41

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