基于单片机的多路实用温度监测系统的设计与实现
基于单片机的多路温度检测系统设计
#include<reg51.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit lcdrs=P3^0;sbit lcdrw=P3^1;sbit lcden=P3^2;//LCD选通线sbit DQ=P1^7;//18B20引脚uint value;//温度值sbit sound=P1^6;//蜂鸣器sbit warning=P3^5;//LED报警灯sbit greenled=P3^6;//LED报警灯sbit k1=P1^0;//setsbit k2=P1^1;//+sbit k3=P1^2;//-char max=40;//初始温度最大值char min=10;//初始温度最小值uchar change_flag;//按键次数uchar code table1[]={0x28,0x30,0xc5,0xb8,0x00,0x00,0x00,0x8e};//rom1 测得的序列号uchar code table2[]={0x28,0x31,0xc5,0xb8,0x00,0x00,0x00,0xb9};//rom2uchar code table3[]={0x28,0x32,0xc5,0xb8,0x00,0x00,0x00,0xe0};//rom3uchar code table4[]={0x28,0x33,0xc5,0xb8,0x00,0x00,0x00,0xd7};//rom4uchar code table5[]="Temple";uchar code table6[]="max: min: ";uint temper[5];//温度值缓存bit fg=0;//温度正负标志void delay(uint n){ uint x,y;for(x=n;x>0;x--)for(y=110;y>0;y--);}void write_com(uchar com){lcdrs=0; //rs=0时输入指令P2=com;delay(5);lcden=1; //en=1时读取信息delay(5);lcden=0; //1 -> 0 执行指令}void write_dat(uchar dat){lcdrs=1; //rs=1时输入数据P2=dat;delay(5);lcden=1;delay(5);lcden=0;}void init_lcd(){lcden=0;lcdrw=0;write_com(0x38); //8位数据，双列，5*7字形write_com(0x0c); //开启显示屏，关光标，光标不闪烁write_com(0x06); //显示地址递增，即写一个数据后，显示位置右移一位write_com(0x01);}void delay_us(uchar t)//微妙延时{while(t--);}void init_ds18b20() //数据初始化{DQ=1;delay_us(4);DQ=0;delay_us(80);DQ=1;delay_us(200);}void write_ds18b20(uchar dat) //写数据{uchar i;for(i=0;i<8;i++){DQ=0;DQ=dat&0x01;delay_us(15);DQ=1;dat=dat>>1;}delay_us(10);}uchar read_ds18b20() //读数据{uchar i=0,readat=0;for(i=0;i<8;i++){DQ=0;readat=readat>>1; //八位全部都是0，向右移一位后，仍然全是0DQ=1;if(DQ) //如果DQ为1，readat进行或运算，如果为0，则子语句不执行，直接for循环此时采集的数据是0readat=readat|0x80;//此时最高位为1 ，然后再进行for循环最高位成为第七位，依次往复delay_us(10);}return readat;}void check_rom(uchar a) //匹配序列号{uchar j;write_ds18b20(0x55);if(a==1){for(j=0;j<8;j++){write_ds18b20(table1[j]);}}if(a==2){for(j=0;j<8;j++){write_ds18b20(table2[j]);}}if(a==3){for(j=0;j<8;j++){write_ds18b20(table3[j]);}}if(a==4){for(j=0;j<8;j++){write_ds18b20(table4[j]);}}}uint change_ds18b20(uchar z)//为DS18B20序号{uchar tl,th;init_ds18b20(); //初始化write_ds18b20(0xcc); //跳过init_ds18b20();if(z==1){check_rom(1); // 匹配rom1 }if(z==2){check_rom(2); // 匹配rom2if(z==3){check_rom(3); // 匹配rom3}if(z==4){check_rom(4); // 匹配rom4}write_ds18b20(0x44);init_ds18b20();write_ds18b20(0xcc);init_ds18b20();if(z==1){check_rom(1); //}if(z==2){check_rom(2); //}if(z==3){check_rom(3); //}if(z==4){check_rom(4); //}write_ds18b20(0xbe); //启动读暂存器。
基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现共3篇
基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现共3篇基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现1基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现随着人们对生活质量的需求越来越高，温度控制变得愈发重要。
在家庭、医院、实验室、生产车间等场合，温度控制都是必不可少的。
本文将介绍一种基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现。
设计思路本文所设计的温度智能控制系统主要由单片机、温度传感器、继电器和液晶屏幕等部件组成。
其中，温度传感器负责采集温度数据，单片机负责处理温度数据，并实现温度智能控制功能。
继电器用于控制加热设备的开关，液晶屏幕用于显示当前温度和系统状态等信息。
在实现温度智能控制功能时，本设计采用了PID控制算法。
PID控制算法是一种经典的控制算法，它基于目标值和当前值之间的误差来调节控制量，从而实现对温度的精确控制。
具体来说，PID控制器包含三个部分：比例控制器（P）用于对误差进行比例调节，积分控制器（I）用于消除误差的积累，微分控制器（D）用于抑制误差的未来变化趋势。
这三个控制器的输出信号加权叠加后，作为继电器的控制信号，实现对加热设备的控制。
系统实现系统硬件设计在本设计中，我们选择了常见的AT89S52单片机作为核心控制器。
该单片机运行速度快、稳定性好，易于编程，并具有较强的扩展性。
为了方便用户调节温度参数和查看当前温度，我们还选用了4 * 20的液晶屏。
温度传感器采用LM35型温度传感器，具有高精度、线性输出特性，非常适用于本设计。
系统电路图如下所示：系统软件设计在单片机的程序设计中，我们主要涉及到以下几个部分：1. 温度采集模块为了实现温度智能控制功能，我们首先需要获取当前的温度数据。
在本设计中，我们使用了AT89S52单片机的A/D转换功能，通过读取温度传感器输出的模拟电压值，实现对温度的采集。
采集到的温度数据存储在单片机的内部存储器中，以供后续处理使用。
2. PID控制模块PID控制模块是本设计的核心模块，它实现了对温度的精确控制。
基于单片机的温度监控系统设计
基于单片机的温度监控系统设计摘要：本文介绍了基于单片机的温度监控系统设计。
该系统通过使用温度传感器来获取环境温度，并将数据传送到单片机进行处理和显示。
设计使用DS18B20温度传感器，通过单总线协议与单片机进行通信。
单片机采用STM32F103C8T6，具有丰富的GPIO、SPI和UART接口，适用于本设计。
主要功能包括温度的连续监测、温度值的显示和报警功能。
设计采用KeilC51进行软件开发，通过LED和液晶显示屏进行温度值的显示，通过蜂鸣器进行报警提示。
关键词：单片机、温度监控、温度传感器、报警一、引言温度监控系统广泛应用于各种工业、农业和生活领域，能够实时监测环境温度并及时发出警报。
基于单片机的温度监控系统具有成本低、功耗低、易于实现等优点，在实际应用中得到了广泛应用。
二、系统硬件设计1.温度传感器选择本系统采用DS18B20温度传感器，该传感器具有数字信号输出、精度高、响应快等特点，且价格低廉。
2.单片机选择本系统采用STM32F103C8T6作为处理器，该单片机具有丰富的GPIO、SPI和UART接口，非常适合用于本设计。
3.显示模块选择本系统采用LED和液晶显示屏进行温度值的显示。
液晶显示屏具有低功耗、大视角、显示效果好的特点。
4.报警模块选择本系统采用蜂鸣器进行报警提示，当温度超过设定值时发出声音警报。
三、系统软件设计1.单片机初始化使用Keil C51进行软件开发，首先进行单片机的初始化，包括GPIO和串口等的初始化。
2.温度传感器读取通过单总线协议与单片机进行通信，并读取温度传感器的数据。
DS18B20采用一线通信方式，通过单总线来进行数据的传输与通信。
3.温度显示将读到的温度值进行处理，并通过LED和液晶显示屏进行显示。
4.温度报警设置一个温度阈值，当读到的温度值超过设定值时，通过蜂鸣器发出声音警报。
四、系统测试与实验结果对设计的温度监控系统进行测试，结果显示系统能够准确地读取环境温度，并能够根据设定值进行报警提示。
基于单片机的多路温度检测报警系统的设计论文_学位论文
哈尔滨剑桥学院毕业设计论文题目：基于单片机的多路温度检测报警系统的设计学生：刘苏震指导教师：刘媛媛讲师专业：电子信息工程（电气及其自动化）班级：09电气4班毕业设计任务书毕业设计审阅评语毕业设计答辩评语及成绩基于单片机的多路温度检测报警系统的设计摘要当今社会温度的测量与控制系统在生产与生活的各个领域中扮着越来越重要的角色，大到纺织厂，工业冶炼，环境检测，电力机房，冷冻库，粮仓，医疗卫生等方面，小到家庭冰箱，空调，电饭煲，太阳能热水器等方面都得到了广泛的应用，温度控制系统的广泛应用也使得这方面研究意义非常的重要。
系统中通过时钟脉冲实现了温度的单一和循环显示。
在温度超过设定温度时可以对报警温度和实际温度交替显示，从而给予更多的信息。
按钮结构简单、应用灵活、易扩展，很大程度上提高了自动检测的效率，使本系统更加的智能化、人性化。
本文介绍了一种基于AT89C51单片机，利用AD590进行8路的温度采集，通过ADC809进行模数转换的多路温度检测报警系统。
我国温度测控设施计算机应用，在总体上正从消化吸收、简单应用阶段向实用化、综合性应用阶段过渡和发展。
在技术上，以单片机控制的单参数单回路系统居多，尚无真正意义上的多参数综合控制系统，与发达国家相比，存在较大差距。
我国温度测量控制现状还远远没有达到工厂化的程度，生产实际中仍然有许多问题困扰着我们，存在着装备配套能力差，产业化程度低，环境控制水平落后，软硬件资源不能共享和可靠性差等缺点。
在今后的温控系统的研究中会趋于智能化，集成化，系统的各项性能指标更准确，更加稳定可靠。
关键词：多路温度检测；单片机；报警系统Multi—channel temperature detection alarm system based on single chip designAbstractThis article introduce a Multi-temperature detection alarm system based on AT89C51 microcontroller,AD590 for temperature and ADC0809for the analog digital conversion. System achieved by clock pulse and a single temperature cycle showed that the temperature set switch functions. Multi-channel temperature detection alarm system based on AT89C51 was introduced. In order to save ports, enlarges integrated circuit expand the function later, the data series of sensor system enter the line SCM. Systems through the control button to achieve the real-time setting of all the different alarm temperature, and the realization of multi-channel or single switch temperature display, which can carry out multi-channel detection and also can be carried out as a one-way monitoring.This paper introduces a kind of based on AT89C51, 8-way by AD590 temperature acquisition, through ADC809.To convert the modulus of multi-channel temperature detection alarm system. Temperature measurement and control facilities, computer application in our country, in general are from digestion and absorption, easy to practical application stage, transitional stage, comprehensive application and development. In technology, in the majority with single-chip microcomputer controlled single parameters of the single loop system, Temperature measurement control in our country present situation is far from reach the level of factory, there are still many problems in practical production, there are equipment supporting ability is poor, low degree of industrialization, environment control level lags behind, In the study of a temperature control system in the future will tend to be more intelligent, integrated, each performance index system more accurate, more stable and reliable.Key Words：Multi-temperature measurement；microcontroller；alarm system.；SCM目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 多路温度检测报警系统的国内发展现状 (1)1.2 多路温度检测报警系统的 (1)1.3 多路温度检测报警系统的研究目的和意义 (2)2 多路温度检测报警系统的原理 (3)2.1 AT89C51单片机的主要工作特性 (3)2.2 引脚排列及功能 (5)2.3 存储器组织和特殊功能寄存器 (6)2.4 时钟电路和工作时序 (6)3 系统设计 (8)3.1 温度传感器 (8)3.2 模数转换 (9)3.3 单片机 (10)3.4 数码显示 (12)4 硬件电路设计 (14)4.1电路的整体结构 (14)4.2 模拟采集电路 (14)4.3 模数转换电路 (15)4.4 LED数码显示电路 (16)4.4.1 CD4511 (16)4.4.2 CD4518 (17)4.5电路总图 (19)5 软件程序设计 (19)5.1 主程序设计 (20)5.2 程序 (21)6 电路板设计 (24)6.1 设计过程与成果 (25)6.1.1 绘制电路原理图并仿真调试 (25)6.1.2 加载网络表及元件封装 (25)6.1.3 规划电路板并设置相关参数 (25)6.1.4 元件布局及调整 (26)6.1.5 布线并调整 (26)6.1.6 输出及制作PCB (27)6.2 实验数据分析 (29)结论 (30)致谢 (31)参考文献 (32)基于单片机的多路温度检测报警系统的设计1 绪论温度的检测在各个不同的领域都有着不同的发展方向，而且都已经有了诸多较为成熟的技术。
基于单片机的多点温度检测系统设计_毕业设计
基于STC89C52单片机的多点温度检测系统设计摘要随着社会进步和工业技术的发展，人们越来越重视温度因素，许多产品对温度范围要求严格，而目前市场上存在的温度检测仪器普遍都是单点测量，同时有温度信息传递不及时、精度不够的缺点，不利于工业控制者根据温度变化及时做出决定。
在这样的形势下，开发一种可以同时测量多点，并且实时性高、精度高，能够综合处理多点温度信息的测量系统就很有必要。
本文详细阐述了以单片机为核心的温度控制系统。
它是利用热敏电阻采集温度信号，将阻值变化转换为电压信号，经放大电路放大、A/D转换后送到单片机中，并将与其设定温度限值比较，控制温度在一定范围内，从而构成了一个多路温度控制系统。
最后针对温度控制系统进行了Proteus实验仿真，通过对仿真的分析表明本文所述的基于单片机的多路温度采集系统的设计的合理性和有效性。
关键词：单片机；温度显示；多路数据采集；热敏电阻Based on the STC89C52 MCU multipointtemperature measurement system designAbstractAs the industry and the society developing, the temperature becomes more and more important and a lot of products are sensitive to temperature. However, temperature-measuring apparatus in the market now only can check and measure the temperature of one point, at the same time, the temperature information is not real time and the precision is low. It takes a great of troubles for the industry-controllers to make decision. In this situation, design and implement one applicable system which can watch measure and control the temperature and the measuring results is real time and the precision is great is more essential. In order to meeting this application, this paper talks about The Multiple-Point’s temperature Measuring System.In this paper, it detailed temperature control system with the core single chip microcomputer. It is a collection of temperature using temperature sensor signal, the signal into voltage signal amplification by the amplifier circuit, A/D conversion to the signal chip and compared with the set temperature. Finally, temperature control system for the experimental simulation, the analysis of simulation described in this article shows that the design of temperature control system based on Microcontroller is availability and rationality.Keywords: Microcontroller；Temperature control system；Date Acquisition；Thermistor目录摘要 (I)Abstract ...................................................................................................................................................... I I 目录 (III)第一章绪论 (1)1.1 本课题研究意义 (1)1.2 本课题研究现状 (1)1.3 本课题设计任务及要求 (1)第二章Proteus仿真软件 (3)2.1 proteus 单片机仿真软件简介 (3)2.2 Proteus仿真过程说明 (4)第三章系统总体方案设计 (7)3.1系统总体设计 (7)3.2方案原理说明 (8)3.3总体设计方案论证 (8)第四章硬件电路的设计 (9)4.1 测温电路的设计 (9)4.1.1热敏电阻的选择 (9)4.1.2测温电路的方案论证 (10)4.2 A/D转化电路的设计 (12)4.2.1 方案论证 (12)4.2.2 ADC0809芯片的引脚功能 (13)4.2.3 ADC0809与单片机的连接 (14)4.3 主控模块STC89C52 (15)4.3.1 STC89C52简介 (15)4.3.2单片时钟电路的设计 (16)4.3.3单片机复位电路设计 (16)4.4 扩展I/O接口芯片 (17)4.4.1方案论证 (17)4.4.2芯片引脚功能介绍 (17)4.4.3 8255A与单片机连接 (18)4.5显示电路的设计 (18)4.5.1方案论证与选择 (18)4.6 报警电路的设计 (19)4.7 按键控制电路的设计 (20)4.7.1方案论证与选择 (20)第五章系统软件设计 (22)5.1 程序总体设计 (22)5.2 主程序流程图 (22)5.3温度检测子程序流程图 (23)5.4 温度显示子程序流程图 (24)5.5定时子程序流程图 (25)5.6 外部中断调节温度限值子程序流程图 (26)5.7 外部中断选择查看子程序流程图 (27)5.8 求平均值子程序和BCD转换子程序流程图 (28)第六章硬件电路调试和软件测试 (29)6.1 测温电路调试 (29)6.2主电路调试 (31)6.3 错误分析与解决方案 (36)总结与展望 (37)致谢 (38)参考文献 (39)附录 (40)元件清单 (40)热敏电阻温度/阻值表 (41)程序清单 (42)第一章绪论1.1 本课题研究意义单片机自问世以来，性能不断提高和完善，其资源又能满足很多应用场合的需要，加之单片机具有集成度高、功能强、速度快、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉等特点，因此，在工业控制、智能仪器仪表、数据采集和处理、通信系统、高级计算器、家用电器等领域的应用日益广泛，并且正在逐步取代现有的多片微机应用系统。
《2024年基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现》范文
《基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现》篇一一、引言随着科技的进步，人们对环境舒适度、工业生产以及农业种植等领域中的温度控制需求越来越高。
基于单片机的温度智能控制系统作为一种高效率、低成本的解决方案，得到了广泛的应用。
本文将详细介绍基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现过程。
二、系统设计1. 硬件设计本系统以单片机为核心，包括温度传感器、执行器（如加热器、制冷器等）、电源模块、显示模块等部分。
其中，温度传感器用于实时检测环境温度，执行器负责根据单片机的指令进行温度调节，电源模块为系统提供稳定的电源，显示模块用于显示当前环境温度和设定温度。
在硬件设计过程中，我们需要根据实际需求选择合适的单片机型号和传感器类型。
此外，还需要考虑电路的布局和抗干扰能力，以确保系统的稳定性和可靠性。
2. 软件设计软件设计包括系统初始化、数据采集、数据处理、指令输出等部分。
系统初始化包括单片机的时钟设置、I/O口配置等；数据采集通过温度传感器实时获取环境温度；数据处理包括温度数据的滤波、转换和存储等；指令输出则是根据处理后的数据，控制执行器进行温度调节。
在软件设计过程中，我们需要编写相应的程序代码，并采用合适的算法进行数据处理和温度控制。
此外，还需要考虑系统的实时性和稳定性，以确保系统能够快速响应并保持长时间的稳定运行。
三、系统实现1. 硬件制作与组装根据硬件设计图，制作出相应的电路板和元器件，并进行组装。
在制作和组装过程中，需要严格按照工艺要求进行操作，以确保硬件的稳定性和可靠性。
2. 软件编程与调试根据软件设计要求，编写相应的程序代码，并进行调试。
在调试过程中，需要检查程序的逻辑是否正确、数据传输是否稳定等。
同时，还需要对系统进行实际测试，以验证其性能和稳定性。
3. 系统集成与测试将硬件和软件进行集成，并进行系统测试。
在测试过程中，需要检查系统的各项功能是否正常、响应速度是否满足要求等。
同时，还需要对系统进行长时间的运行测试，以验证其稳定性和可靠性。
基于单片机的多点无线温度监控系统
基于单片机的多点无线温度监控系统随着物联网技术的不断发展，无线传感器网络在各个领域都得到了广泛应用。
基于单片机的多点无线温度监控系统，不仅可以实现对多个温度点的实时监控，还可以通过无线方式传输监测数据，实现远程监控和管理。
本文将介绍基于单片机的多点无线温度监控系统的原理、设计和实现过程。
一、系统概述基于单片机的多点无线温度监控系统主要由传感器节点、信号处理单元、无线通信模块、监控中心等组成。
传感器节点负责采集温度数据，信号处理单元对采集的数据进行处理和存储，无线通信模块实现数据传输，监控中心则负责接收和显示监测数据。
二、系统设计1. 传感器节点设计传感器节点是系统的核心部分，负责采集温度数据。
为了实现多点监控，传感器节点需要设计成多个独立的模块，每个模块负责监测一个特定的温度点。
传感器节点的设计需要考虑传感器的选择、数据采集和处理电路的设计、以及无线通信模块的接口设计。
传感器节点采用数字温度传感器DS18B20进行温度采集，采集到的数据通过单片机进行处理和存储，然后通过无线通信模块进行数据传输。
2. 信号处理单元设计信号处理单元主要负责对传感器采集到的数据进行处理和存储。
传感器采集到的数据需要进行数字化处理，然后存储到单片机的内部存储器中。
传感器节点采用的是单片机AT89S52作为信号处理单元，通过单片机的A/D转换功能对温度数据进行数字化处理，然后存储到单片机的内部EEPROM中。
3. 无线通信模块设计无线通信模块主要负责将传感器节点采集到的数据传输到监控中心。
传感器节点采用的是nRF24L01无线模块，通过SPI接口与单片机进行通信，并实现数据的传输。
4. 监控中心设计三、系统实现传感器节点采用DS18B20数字温度传感器进行温度采集，通过单片机AT89S52进行数据处理和存储，然后通过nRF24L01无线模块实现数据的传输。
传感器节点的设计需要考虑功耗、尺寸和成本等因素，需要尽量减小功耗和尺寸，降低成本。
基于单片机的温度测控系统的设计
基于单片机的温度测控系统的设计在现代的工业领域和生活中，温度测控系统被广泛应用，以监测和控制温度。
本文将介绍一个基于单片机的温度测控系统设计。
1.系统概述该系统的设计目标是能够测量和监控环境中的温度，并能自动调节温度以保持设定的温度。
该系统由传感器模块、数据处理模块和执行器模块组成。
2.传感器模块传感器模块用于测量环境中的温度。
在该系统中，我们可以使用温度传感器来实现温度测量。
常见的温度传感器有热电偶、热电阻等。
传感器模块将温度数据传输给数据处理模块。
3.数据处理模块数据处理模块基于单片机来实现。
单片机通过接收传感器模块传输的温度数据，进行数据处理和判断，并决定是否需要调节温度。
数据处理模块还可以设置一个温度阈值，当环境温度超过或低于该阈值时，触发执行器模块进行温度调节。
4.执行器模块执行器模块是用来调节环境温度的关键。
在该系统中，我们可以使用电热器或制冷器来调节温度。
执行器模块会根据数据处理模块的控制信号来决定是否打开或关闭电热器或制冷器，以达到设定的温度。
5.界面设计为了方便用户的操作和监控，我们可以设计一个用户界面模块。
用户界面模块可以通过LCD显示屏展示当前环境温度和设定的温度，并提供一些按键用于设置温度阈值。
用户可以通过按键来设置温度阈值，同时可以看到当前温度和设定的温度。
6.系统工作流程系统的工作流程如下：-传感器模块测量环境温度，并将温度数据传输给数据处理模块。
-数据处理模块接收温度数据，并进行处理和判断。
-如果环境温度超过或低于设定的温度阈值，数据处理模块触发执行器模块进行温度调节。
-执行器模块根据数据处理模块的控制信号，打开或关闭电热器或制冷器，以调节环境温度。
-用户可以通过用户界面模块设置温度阈值，同时可以实时监控当前温度和设定的温度。
7.系统优化为了进一步优化系统的性能，我们可以考虑以下几个方面：-引入PID控制算法，以提高温度的稳定性和控制精确度。
-添加温度报警功能，当环境温度超过一定范围时，触发警报。
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基于单片机的多路实用温度监测系统的设计与实现 [摘 要] 目的研究一种基于AT89S52单片机的多路温度监测系统，用于监测环境温度。方法多路温度监测系统由主控制器、温度采集电路、温度显示电路、报警控制电路及键盘输入控制电路组成。系统利用单片机AT89S52做控制及数据处理器、智能温度传感器DS18B20做温度检测器、LED数码显示管做温度显示输出设备。结果系统经过测试，测温范围大（-50~+110℃），测量精度高（误差在1℃以内）。结论硬件电路比较简单，成本较低，读数显示直观，使用方便。 [关键词] 温度监测系统；温度传感器；单片机 0 前言 温度是一种最基本的环境参数，与人们的生活息息相关，在工农业生产和日常生活及医疗环境中，对温度的测量及控制占据着极其重要地位。因此，研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。 温度测量的关键装置是温度传感器，温度传感器的发展经历了 3 个发展阶段 ：传统的分立式温度传感器；模拟集成温度传感器；智能集成温度传感器。目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式，从集成化向智能化、网络化的方向飞速发展。为此，本研究设计并开发了基于 AT89S52 单片机的多路温度监控系统。 1 多路温度监控系统硬件电路设计与实现 按照系统设计功能的要求，系统由 5 个模块组成 ：主控制器、温度采集电路、温度显示电路、报警控制电路及键盘输入控制电路。数字式多路温度采集系统总体电路结构框图，见图 1。
图1 多路温度监控系统结构框图 由 图 可 知， 智 能 温 度 传 感 器（DS18B20）[1-2] 采集环境温度并进行简单的模数转换 ；单片机（AT89S52）[3-5]执行程序对温度传感器传输的数据作进一步的分析处理，转换成与环境对应的温度值，通过 I/O 口输出到数码显示管（LED）显示 ；由按键输入控制选择某采集电路检测温度及显示 ；报警电路对设定的最高和最低报警温度进行监控报警。 1.1 温度采集电路 一般的温度采样处理电路由温度传感器、放大电路、A/D 转换电路等组成。采用分块结构的温度采样处理电路，其硬件电路结构复杂，也不便于数据的处理。采用智能温度传感器采样处理电路，能够方便地进行温度的采集及简单的数据处理。并且可以达到设计的技术指标要求。本系统选择智能温度传感器 DS18B20 作为温度采集电路的核心器件，由 DS18B20 及辅助电路构成温度采集电路，见图 2。
图中给出了 2 路温度采集电路，2 只智能温度传感器DS18B20 的信号输出端分别连接到单片机的 P1.4、P1.5 端，电阻 R7、R8 作为上拉电阻。工作时，由按键程序控制读取某智能温度传感器 DS18B20 采集的温度数据，送单片机处理。 1.2 单片机控制电路 单片机控制电路核心是单片机芯片，附加上工作基本电路，就可以展开控制工作。AT89S52 单片机[6-8] 内部结构及主要性能特点 ：40 个引脚，双列直插式封装 ；有 4 个8 位 I/O 接口 ；有全双工增强型 UART 芯片，可编程串行通信 ；2 个 16 位定时 / 计数器 ；5 个中断源，2 个中断优先级 ；有片内时钟振荡器（全静态工作方式，0~24 MHz）；有 128字节内部 RAM，4KB Flash ROM（可以擦除 1000 次以上，数据保存 10 年）；电源控制模式灵活（空闲模式、掉电模式，时钟可停止和恢复） AT89S52 单片机正常工作时，必须连接基本电路。基本电路包括晶振电路和复位电路，见图 3。
1.3 输入控制电路 输入控制电路由按键及其接口构成，键盘是单片机最简单的输入设备。常用键盘分为独立式键盘和矩阵式键盘。本系统的输入控制简单，采用独立式键盘及接口电路。输入电路由 2 个按钮开关、2 个 10 Ω 的限流电阻组成 ；键扫描识别采用软件查询的方法。按键输入控制电路，见图 4 ；各键功能，见表 1。
1.4 显示电路 显示电路采用 LED 数码管显示。LED 数码显示管有静态显示方式和动态显示方式，本系统采用并行输出的静态显示方式，4 个数码管的引脚 a~g、dp 分别接到单片机P0.0~P0.7 的 8 个端口上，数码管的共阴极分别接到单片机的 P2.0~O2.3 端口上。显示电路结构图，见图 5。 由于 4 个数码管的数据引脚都是接在单片机的P0.0~P0.7 端口上，只要 4 个数码管的共阴极是低电平，4个数码管就会显示相同的数字。而温度监控系统实际工作时，需要 4 个数码管同时显示不同的数，要实现 4 个数码管显示不同的数，就需要每次显示一个数码管，然后关闭，显示下一个数码管，直到 4 个逐个显示完毕。因为显示每个数码管的响应时间很短，如果多次重复以上的显示步骤，在人眼看来 4 个数码管就是同时显示不同的数了。
1.5 报警控制电路 按照报警电路的功能要求，报警控制电路采用压电式蜂鸣器作发声体，用三极管对蜂鸣器发声进行控制。报警控制电路[9] 由单片机 AT89S52 的 P1.1 端作输出，通过一个限流电阻与三极管 C945 的基极相连接。三极管 C945 集电极连接压电蜂鸣器（BUZZER）的一端。压电蜂鸣器的另一端连接电源。报警控制电路，见图 6，其工作原理和工作过程如下 ： （1）压电蜂鸣器工作原理。压电蜂鸣器以压电陶瓷制作而成。压电陶瓷是一类有将压力与电流相互转换能力的特殊陶瓷。当压电陶瓷在一定方向上受到一个压力使其晶体结构发生形变时，它就会在内部产生相应的电流，电流的变化与压力的变化密切相关。反之，当在压电陶瓷上加上一定频率的电压，就会在内部产生一定频率的电流，从而就会引起压电陶瓷微小形变，这一形变带动空气发生振动。如果频率适当，就产生蜂鸣声，可以被人耳所听见。 （2）报警控制电路工作过程。报警控制信号由单片机AT89C51 的 P1.1 端输出，通过一个限流电阻加到三极管的基极。当 P1.1 端的输出信号发生变化时，则三极管将交替的工作于截止、饱和状态，形成高低电平的波，从而使压电蜂鸣器发出声音。 2 数字式多路温度采集系统程序设计 本系统软件采用 C51 汇编语言设计[10-13]，整个软件实现模块化，主要包括以下子程序 ：初始化子程序、温度转换命令子程序、读出温度子程序、计算温度子程序、显示数据刷新子程序、报警控制子程序。主程序主要功能是控制调用子程序，实现温度的实时显示、读出并处理DS18B20 的测量温度值（温度测量每 1 s 进行 1 次）。其程序流程图，见图 7。 3 测试结果 对系统温度性能测试结果与已有的成品温度计同时测量结果进行比较，由于系统 DS18B20 的精度很高，所以误差指标可以限制在 0.1 ℃ 以内，另外，-55~+125 ℃ 的测温范围使得该系统完全适合一般的应用场合。 系统主要技术指标 ：2 路温度采集电路及以上 ；采集测温范围为 -50~+110 ℃ ；温度精度，误差在 0.1 ℃以内 ；显示模块，采用 LED 数码管显示 ；报警模块，超过预警值自动蜂鸣报警。 4 结束语 数字式多路温度采集系统具有温度采集、显示、简单的人机对话及报警功能。它的测温范围在 -55~+125℃，测量精度可通过编程调节，最高精度可达到 0.0625℃ /LSB。 本系统主要适用于采集显示温度，不具备控制调节温度功能，但能够进行硬件和软件功能扩展。在硬件扩展后，通过软件编程实现控制功能扩展，如当环境温度达到一定值时，通过软件编程进行判断，从主控制器的一个 I/O 端口输出一个控制指令，去驱动外部的控制电路工作，从而调节环境温度，使环境温度达到人们所需的要求。因此，在人们健康意识日益提高的今天有很好的市场推广前景。 附录—托普物联网简介 托普物联网是浙江托普仪器有限公司旗下的重要项目。浙江托普仪器是国内领先的农业仪器研发生产商，依据自身在农业领域的研发实力，和自主研发的配套设备，在农业物联网领域崭露头角！
托普物联网以客户需求为源头，结合现代农业科技、通信技术、计算机技术、GIS信息技术，以及物联网技术，竭诚为传统行业提供信息化、智能化的产品与端到端的解决方案。主要有：大田种植智能解决方案、畜牧养殖管理解决方案、食品安全溯源解决方案、食用菌种植智能化管理解决方案、水产养殖管理解决方案、温室大棚智能控制解决方案等。 托普物联网三大系统产品 我们知道物联网主要包括三大层次，即感知层、传输层和应用层。因此托普物联网产品主要以这三个层次延伸，涵盖了感知系统（环境监测传感设备）、传输系统（数据传输处理网络）、应用系统（终端智能控制平台。） 托普物联网模块化智能集成系统 托普物联网依据自身研发优势，开发了多种模块化智能集成系统。 1、传感模块：即环境传感监测系统。它依据各类传感设备可以完成整个园区或完成对异地园区所需数据监测的功能。 2、终端模块：即终端智能控制系统。它可以完成整个园区或远程控制异地园区进行自动灌溉、自动降温、自动开启风机，自动补光及遮阳，自动卷帘，自动开窗关窗，自动液体肥料施肥、自动喷药等各类农业生产所需的自动控制。 3、视频监控模块：即实时视频监控系统。主要是通过监控中心实时得到植物生长信息，在监控中心或异地互联网上既可随时看到作物的实时生长状况。 4、预警模块：即远程植保预警系统。可以通过声光报警、短信报警、语音报警等方式进行预警。 5、溯源模块：即农产品安全溯源系统。该系统对农产品从种植准备阶段、种植和培育阶段、生长阶段、收获阶段等对作物生长环境、喷药施肥情况、病虫害状况等实施实时信息自动记录，有据可查，在储藏、运输、销售阶段采用二维码或者RFID射频技术对各个阶段数据记录，这样就能实现消费者拿到农产品时通过终端设备或网络就能查看到各类信息，才能放心食用。 6、作业模块：即中央控制室。可通过总控室对整个区域情况进行监测，包括各个区域采集点参数、控制作业状态、实时视频图像、施肥喷药状况、报警信息等。
[参考文献] [1] 赵海兰,赵祥伟.智能温度传感器DS18B20的原理与应用[J].现代电子技术,2003,14(3):32-34. [2] 马云峰.单片机与数字温度传感器DS18B20的接口设计[J].计算机测量与控制,2002,10(4): 278-280.