基于51单片机的小型温度采集系统设计
基于51单片机的小型温度采集系统设计[20200209200344]
摘 要：本文详细地介绍了单片机的硬件组成结构、工作方法以及软件程序设计，重点阐述了显示模块、温度检测模块及相关控制模块等的模块化设计思路与制作。硬件设计采用51单片机作为控制核心，由DS18B20实现温度采集，并在液晶上显示，同时还能输出4-20mA标准工业电流信号方便与PLC通信。相对于传统的温度采集系统而言，本文所描述的温度采集系统具有操作简便、检测精度高、价格便宜等优点。该系统具有广泛的应用价值，不仅可用于民用，也可应用于工业。
关键词：单片机 DS18B20 设计
1 绪论 1 *查看完整论文请+Q: 351916072
1.1 STC51单片机概括 1
1.2 STC51单片机的应用 1
1.3 温度采集系统的研究现状 1
1.4 本文主要工作 2
2 系统设计方案 3
2.1 系统设计要求 3
2.2 系统总体设计 3
2.2.1 STC51单片机接口连接 3
2.2.2 DS18B20接口连接 4
3硬件设计 6
3.1 单片机最小系统 6
3.1.1 电源电路 7
3.1.2 自带时钟电路设置 7
3.1.3 复位电路 7
3.2 温度采集及显示 7
3.2.1 DS18B20芯片的温度采集 7
3.2.2液晶温度显示 8
3.3 4-20mA电路的设计 9
4 软件设计 10
4.1 流程图 11
4.2 DS18B20单总线程序 11
4.2.1底层基本操作 12
4.2.2基本指令 14
4.2.3总体实现 14
4.3 各子代码及分析 15
4.3.1 液晶显示部分 15
4.3.2 4-20mA部分 21
4.4 实物展示 23
结语 25
参考文献 26
附录 27
附录一 系统原理图 27
致谢 28
1 绪论
1.1 STC51单片机概述
STC15F408S单片机是单时钟和机械周期(1T)的单片机，它宽电压，高可靠，低损耗，非常抗干扰的新一代产品，采用第九代加密技术，并且无法解密，完全符合传统的8051，但运行速度要快的多。内部集成。1高精度R/C时钟，低温漂、5~35M宽范围可设置，完全省略外部的晶振和外部复位。1电路组的异步串行通信口，可在2组管脚之间进行互换，分时复用可以用2组串口，针对串行口通信/电机控制/强干扰场合。相比较内置比较器，功能更强大。
1.2 STC51单片机的应用
在现在我们的生活中，每个领域都能找到单片机的踪影。导弹上面的导航应用装置，计算机上的网络通讯，工业上的实时控制和处理，民用轿车上面的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机这些都离不开单片机。于是，学习单片机的开发与使用造就了许多计算机的科学家和智能化高级工程师，如果没有单片机，我们的生活不会像今天这样的方便快捷，所以说单片机的学习迫在眉睫，努力学好单片机更是重中之重。
1.3 本文主要工作
本次题目采用STC15F408单片机实现温度的采集工作，主要分为硬件设计和软件设计两个组成。
硬件开发主要采用STC15F408单片机作为最主要的部分，然后采用DS18B20进行收集。
软件主要是温度收集，其中包括四大块：单总线通信、温度收集、液晶显示、电流程序主程序。
2 系统设计方案
2.1 系统设计要求
（1）STC15F408S单片机作为主控制器
（2）采用DS18B20作为温度传感器
（3）采集到的当前温度值在液晶上实时显示
（4）DC24V供电
（5）输出4-20mA
2.2 系统总体设计
本课题主要能够实现当前温度的收集，并能够在液晶屏幕上显示，主要还是运用单片机作为核心，用DS18B20进行温度收集，然后通过单总线发送给单片机进行处理和显示。
2.2.1 51单片机接口连接
单片机的P3.0口可与DS18B20相对应的SDA连接。单片机无外围晶振电路和复位电路，全部由软件来设置。
如图2.1所示是51单片机芯片形状和分布图
图2.1 芯片外形结构和引脚分布
管脚说明：
VCC：接电源+5V。
GND：接地。
P1口：P1口是一个8位的准双向I/O口，里面有上拉电阻，P1输出缓冲器能够启动4个TTL负载。P1端口作为输入时，首先先将每个引脚写“1”，然后内部上拉电阻会把端口提升为高电平。
P2口：P2内含有上拉电阻的8位准双向I/O口，P2口输出缓冲器能启动4个TTL
摘 要：本文详细地介绍了单片机的硬件组成结构、工作方法以及软件程序设计，重点阐述了显示模块、温度检测模块及相关控制模块等的模块化设计思路与制作。硬件设计采用51单片机作为控制核心，由DS18B20实现温度采集，并在液晶上显示，同时还能输出4-20mA标准工业电流信号方便与PLC通信。相对于传统的温度采集系统而言，本文所描述的温度采集系统具有操作简便、检测精度高、价格便宜等优点。该系统具有广泛的应用价值，不仅可用于民用，也可应用于工业。
关键词：单片机 DS18B20 设计
1 绪论 1 *查看完整论文请+Q: 351916072
1.1 STC51单片机概括 1
1.2 STC51单片机的应用 1
1.3 温度采集系统的研究现状 1
1.4 本文主要工作 2
2 系统设计方案 3
2.1 系统设计要求 3
2.2 系统总体设计 3
2.2.1 STC51单片机接口连接 3
2.2.2 DS18B20接口连接 4
3硬件设计 6
3.1 单片机最小系统 6
3.1.1 电源电路 7
3.1.2 自带时钟电路设置 7
3.1.3 复位电路 7
3.2 温度采集及显示 7
3.2.1 DS18B20芯片的温度采集 7
3.2.2液晶温度显示 8
3.3 4-20mA电路的设计 9
4 软件设计 10
4.1 流程图 11
4.2 DS18B20单总线程序 11
4.2.1底层基本操作 12
4.2.2基本指令 14
4.2.3总体实现 14
4.3 各子代码及分析 15
4.3.1 液晶显示部分 15
4.3.2 4-20mA部分 21
4.4 实物展示 23
结语 25
参考文献 26
附录 27
附录一 系统原理图 27
致谢 28
1 绪论
1.1 STC51单片机概述
STC15F408S单片机是单时钟和机械周期(1T)的单片机，它宽电压，高可靠，低损耗，非常抗干扰的新一代产品，采用第九代加密技术，并且无法解密，完全符合传统的8051，但运行速度要快的多。内部集成。1高精度R/C时钟，低温漂、5~35M宽范围可设置，完全省略外部的晶振和外部复位。1电路组的异步串行通信口，可在2组管脚之间进行互换，分时复用可以用2组串口，针对串行口通信/电机控制/强干扰场合。相比较内置比较器，功能更强大。
1.2 STC51单片机的应用
在现在我们的生活中，每个领域都能找到单片机的踪影。导弹上面的导航应用装置，计算机上的网络通讯，工业上的实时控制和处理，民用轿车上面的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机这些都离不开单片机。于是，学习单片机的开发与使用造就了许多计算机的科学家和智能化高级工程师，如果没有单片机，我们的生活不会像今天这样的方便快捷，所以说单片机的学习迫在眉睫，努力学好单片机更是重中之重。
1.3 本文主要工作
本次题目采用STC15F408单片机实现温度的采集工作，主要分为硬件设计和软件设计两个组成。
硬件开发主要采用STC15F408单片机作为最主要的部分，然后采用DS18B20进行收集。
软件主要是温度收集，其中包括四大块：单总线通信、温度收集、液晶显示、电流程序主程序。
2 系统设计方案
2.1 系统设计要求
（1）STC15F408S单片机作为主控制器
（2）采用DS18B20作为温度传感器
（3）采集到的当前温度值在液晶上实时显示
（4）DC24V供电
（5）输出4-20mA
2.2 系统总体设计
本课题主要能够实现当前温度的收集，并能够在液晶屏幕上显示，主要还是运用单片机作为核心，用DS18B20进行温度收集，然后通过单总线发送给单片机进行处理和显示。
2.2.1 51单片机接口连接
单片机的P3.0口可与DS18B20相对应的SDA连接。单片机无外围晶振电路和复位电路，全部由软件来设置。
如图2.1所示是51单片机芯片形状和分布图
图2.1 芯片外形结构和引脚分布
管脚说明：
VCC：接电源+5V。
GND：接地。
P1口：P1口是一个8位的准双向I/O口，里面有上拉电阻，P1输出缓冲器能够启动4个TTL负载。P1端口作为输入时，首先先将每个引脚写“1”，然后内部上拉电阻会把端口提升为高电平。
P2口：P2内含有上拉电阻的8位准双向I/O口，P2口输出缓冲器能启动4个TTL
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