基于单片机的温度监测系统设计

题目：基于单片机的温度监测系统设计

学院：信息电子技术学院年级：09级

专业：电气工程及其自动化姓名：

学号：

指导教师：

温度的检测与控制是工业生产过程中比较典型的应用之一，随着传感器在生产和生活中的更加广泛的应用，利用新型单总线式数字温度传感器实现对温度的测试与控制得到更快的开发。本系统是采用51系列单片机实现温度自动检测与报警，检测的温度范围在0℃至+99℃之间，利用键盘设定上限温度和下限温度，先用温度传感器采集周围环境中的温度值，再将采样值和设定值进行比较，如果超出设定范围就进行报警并自动控制：高于设定的最高温度就控制降温，低于设定的最低温度就控制加温，由此对周围环境的温度进行有效检测与报警。

本设计基本上满足了温度检测与报警的要求，利用LED清晰的显示了当前温度，具有调量小，操作简单等优点。该系统稳定且成本低，具有广阔的应用的前景。

关键字AT89C52单片机；LED显示器；DS18B20温度传感器

Temperature measurement and control of industrial production process is typical of the application, as sensors in production and life, the more widely used by single bus digital temperature sensor for temperature testing and control the development get faster .This design uses 51 series monolithic integrated circuits to realize temperature automatic detection and alert, the temperature range from 0 to +99 degree Celsius .The concrete design thought is: First uses the keyboard hypothesis temperature value, and then uses the temperature sensor gathering the temperature value from the environment. And compare the sampling value with the definite value, and then the corresponding control equipment carries on works to achieve the control of the environment temperature.

This design basically has satisfied the temperature control request, it's prompted by a simple LED display, although there is overshoot slightly, the sampling value and the definite value is basically consistent, the operation is very simple. This system allows people to work with life each place, and powerfully impelled various professions technological transformations and the product renewal, so the application prospect is broad.

Keywords AT89C52 monolithic integrated circuits；LED display；DS18B20 temperature sensor

目录

摘要 (i)

Abstract .................................................................................................................................................................. i i 第1 章绪论 (1)

1.1 课题的目的和意义 (1)

1.2 单片机基本原理及发展现状 (2)

1.3 DS18B20温度传感器的发展现状 (5)

1.4 DS18B20温度传感器的主要特性 (6)

1.5 DS18B20温度传感器的测温原理 (7)

1.6 DS18B20温度传感器的工作方式 (8)

第2 章系统方案设计 (10)

2.1 设计方案 (10)

2.1.1 方案一 (10)

2.1.2 方案二 (10)

2.2 方案论证 (12)

第3 章系统方框图的硬件设计 (13)

3.1 系统方框图 (13)

3.2 系统的器件选型 (14)

3.2.1 单片机的选型 (14)

3.2.2 传感器的选型 (14)

第4 章系统硬件电路图的设计 (16)

4.1 温度采集电路的硬件设计 (16)

4.2 LED显示电路的硬件设计 (21)

4.3 键盘电路的硬件设计 (24)

4.4 报警和控制电路的硬件设计 (25)

4.5 看门狗的硬件设计 (26)

4.6 系统时钟的设计 (28)

4.7 电源电路的硬件设计 (29)

4.8 数据存储器的掉电保护 (30)

4.9 整个系统的电路设计 (31)

第5 章硬件的抗干扰设计 (32)

5.1 干扰来源及分析 (32)

5.2 硬件抗干扰措施 (33)

5.3 印刷电路板的抗干扰设计 (34)

5.4 系统的强制复位 (35)

第6 章系统的软件设计 (36)

6.1 软件设计概述 (36)

6.2 命令获取序列号 (36)

6.3 多点温度测量 (37)

6.4 系统报警 (38)

结论 (40)

致 (42)

参考文献 (43)

附录A (44)

附录B (45)

附录C (47)

第 1 章绪论

1.1 课题的目的和意义

随着现代科技和工业的发展，温度控制广泛应用于人们的生产和生活中。各种工厂生产车间、园艺温室、农作物温室和各种仓库都要求对温度进行有效的控制。但是某些温室加热设备的操作主要是由人工来完成的。人们使用温度计来测量温度，通过人工操作加热、通风和降温设备来控制温度，这样不但控制精度低、实时性差，操作人员的劳动强度大，而且无法达到对温度的有效控制。基于上述状况，本次设计设计了一种基于AT89C52单片机和数字温度传感器的温度检测报警系统。

温度检测报警系统主要由硬件电路和软件程序两部分组成。本文将详尽的叙述硬件电路设计和相应的软件设计。

本次设计采用采样值和键盘设定值进行比较运算的方法来简单精确地控制温度。它的整体思想是先通过键盘输入设定温度的范围，保存在单片机中指定单元，再利用温度传感器DS18B20进行信号的采集，送入单片机中，保存在采样值单元。然后把采样值与设定值进行比较运算，得出控制量，从而调节继电器触发端的通断，来实现将温度控制在一定的范围内[1]。

温度检测报警系统由硬件和软件两个部分组成。其系统硬件部分主要由七段数码显示模块、温度采集模块、键盘模块等几个模块组成。软件设计的主要内容包括：各模块的软件编程、系统调试及主要技术性能的测试。