基于单片机的工业测温计设计【字数：7838】
摘 要随着科技的进步，基于单片机的技术产品日渐深入到人们的生活中，特别是应用在日常的使用中。传统检测温度设备很少具备智能测温功能，遇到环境变化不能做出应对策略，比如报警等动作，所以需要设计出一款基于单片机的工业测温计系统。该系统采用STC89C52单片机作为核心控制模块，通过DS18B20对温度进行实时检测，使用LCD1602液晶显示器对当前的温度数据进行显示。该设计还对单片机和显示方案进行了对比，选出适当的元器件。经过设计完后，针对该系统进行一些性能方面和功能方面的测试，并且该系统的稳定性也满足要求，并且具有类似的产品，具体的可扩展性。
目 录
第一章 绪论 1
1.1设计背景 1
1.2本文研究的主要内容 1
第二章 硬件系统方案设计 2
2.1硬件系统总体设计 2
2.2单片机选择 2
2.3显示方式选择 3
第三章 硬件电路设计 4
3.1硬件电路原理图设计 4
3.2单片机模块 4
3.3复位模块电路 5
3.4晶振电路模块 6
3.5温度传感器电路模块 6
3.6下载口电路模块 7
3.7显示电路模块 7
3.8声光报警电路模块 8
3.9电源电路模块 9
3.10硬件电路PCB图设计 9
3.11本章总结 10
第四章 软件设计方案 11
4.1系统软件总体设计 11
4.2复位电路模块子程序 11
4.3显示电路模块软件设计 12
4.4温度电路模块软件设计 13
4.5报警电路模块软件设计 14
4.6本章总结 15
第五章 系统调试 16
结束语 17
致谢 18
参考文献 19
附录 20
绪论
1.1设计背景
近些年来，随着微控制器的逐渐发展，人们对于室内、工业或者农业大棚参数检测的准确性、稳定性、实时性等要求逐渐变高。本文就是基于这一问题，选用性能 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
优越的32位单片机、温度传感器等设计性能优越，稳定性好，价格低的温度智能监控设备。该设备可以广泛的适用于诸如温室大棚、发酵池、粮仓等工业生产领域，并且可扩性强，后期很容易对系统进行维护和升级，实用价值高，市场前景好，市场需求大[1]。
本设计是在单片机的基础之上开发的，采用STC89C52作为整个系统的控制核心，通过温度传感器检测模块检测当前的温度数据，通过对比设定温度阈值与检测到的温度数据，做出对应的动作[2]。同时，在对该系统进行设计的同时，对整个系统的器件选型做了一定的对比。该设计完成制作之后，连接硬件设备，烧写软件程序之后，对硬件和软件的性能进行测试，测试结果各项性能和功能都满足设计的需求，对其他设计提供一定的参考价值。
1.2本文研究的主要内容
科技迅速发展，单片机也在其中不断孕育发展，现在已经充满到了生活的各个角落，该文主要安排如下，第一章主要讲解了设计该系统的主要意义，以及研究内容的安排；第二章介绍单片机方案和显示方案的分析与对比，选择合适的电子元器件；第三章介绍了该系统设计的各个硬件模块，分析了具备的功能等；第四章给整个软件模块画出了流程图，软件的程序工作步骤等；第五章是软硬件调试结果显示，是否满足性能和功能的设计；最后是对该系统的一些总结等。
硬件系统方案设计
2.1硬件系统总体设计
本设计基于单片机的工业测温计系统由多个模块组合而成，组合模块主要包括以下若干模块，即：主控模块STC89C52芯片，声光报警电路模块，温度传感器检测电路模块等。其中核心控制模块由STC89C52单片机主控。该单片机核心部件主要是负责控制整体的逻辑流程；电源模块的作用主要是为继电器提供启动的动能，以及给整个单片机系统提供一定的电压；晶振模块的作用是为单片机系统提供所需的工作频率[3]；复位模块可以是上电复位，也可以是手动复位的功能，能够使单片机系统的软件恢复到原始的状态；其中，单片机和复位模块，还有晶振模块组合在一起形成了一个单片机最小系统，能够满足一般的单片机系统设计的需求，系统总体设计见下图31。
图21 硬件系统总体设计框图
2.2单片机选择
在设计硬件系统中，对核心处理器的选择非常的重要，如果选择的核心部件不合理，会对后期的开发设计造成一定的短板和浪费。如果采用性能低价的处理器会造成后期开发的功能受限，或者实现功能的时候没有办法全部实现，结果是不能完成整个设计的需求，因此在选择单片机型号时不要随便选择。
方案一，STC89C52单片机，具有8K闪存，并且具有全双工串口，具有4个中断，可以采用定时器功能，具有掉电情况下保存数据的功能，存储内存高达512字节，能够直接在串口进行下载，工作温度范围在负40摄氏度到85摄氏度之间。
方案二，在AT89C51系列MCU中，这款芯片具有低电压和仅4K大小的存储容量，但它具有2K只读存储器，可以实现重复擦除，是一个简化版本的控制芯片，产量比较大。
通过上面二种方案的对比，发现STC89C52单片机更适合系统设计。由于AT89C51单片机功能较少，很多功能实现不了，对后期的扩展性也比较差[4]。为了适应该系统，选择STC89C52作为系统的核心控制模块。
2.3显示方式选择
实时检测到的温度数据通过显示模块进行显示，可采用以下两种方案，即：
方案一：数码管。该数码管能够使用寿命长，显示数据形式单一，不能显示字符和符号等，多用于显示数据与画笔等领域。
方案二：LCD1602型号显示模块。这种多功能性的显示模块，在实现上能够显示字符，还能显示多种符号的功能，使用起来比较简单，编程工作量比较小，功耗低等优点，具备显示很多种不同需求的数据。
通过分析对比之后，决定采用液晶显示器来实现对传感器检测的温度数值进行显示。
硬件电路设计
3.1硬件电路原理图设计
根据硬件系统方案图21,本设计基于单片机的工业测温计具体原理图如图31所示。图中单片机使用了STC89C52模块，可以实现异步串口通信，主要是负责控制整体的逻辑流程。USB供电电源电路为整个系统提供电源，温度传感器中芯片的采集数据输出端口连接单片机的输入端口P1.7，单片微计算机的接口P00至P07连接到液晶显示器的DB0至DB7接口，当处于高电平的时候便可以读取数据，在液晶显示器上显示出来[5]。当单片机引脚P20输出高电平时，三极管导通，蜂鸣器与二极管并联，从而二极管发光，蜂鸣器发出报警声音。
目 录
第一章 绪论 1
1.1设计背景 1
1.2本文研究的主要内容 1
第二章 硬件系统方案设计 2
2.1硬件系统总体设计 2
2.2单片机选择 2
2.3显示方式选择 3
第三章 硬件电路设计 4
3.1硬件电路原理图设计 4
3.2单片机模块 4
3.3复位模块电路 5
3.4晶振电路模块 6
3.5温度传感器电路模块 6
3.6下载口电路模块 7
3.7显示电路模块 7
3.8声光报警电路模块 8
3.9电源电路模块 9
3.10硬件电路PCB图设计 9
3.11本章总结 10
第四章 软件设计方案 11
4.1系统软件总体设计 11
4.2复位电路模块子程序 11
4.3显示电路模块软件设计 12
4.4温度电路模块软件设计 13
4.5报警电路模块软件设计 14
4.6本章总结 15
第五章 系统调试 16
结束语 17
致谢 18
参考文献 19
附录 20
绪论
1.1设计背景
近些年来，随着微控制器的逐渐发展，人们对于室内、工业或者农业大棚参数检测的准确性、稳定性、实时性等要求逐渐变高。本文就是基于这一问题，选用性能 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
优越的32位单片机、温度传感器等设计性能优越，稳定性好，价格低的温度智能监控设备。该设备可以广泛的适用于诸如温室大棚、发酵池、粮仓等工业生产领域，并且可扩性强，后期很容易对系统进行维护和升级，实用价值高，市场前景好，市场需求大[1]。
本设计是在单片机的基础之上开发的，采用STC89C52作为整个系统的控制核心，通过温度传感器检测模块检测当前的温度数据，通过对比设定温度阈值与检测到的温度数据，做出对应的动作[2]。同时，在对该系统进行设计的同时，对整个系统的器件选型做了一定的对比。该设计完成制作之后，连接硬件设备，烧写软件程序之后，对硬件和软件的性能进行测试，测试结果各项性能和功能都满足设计的需求，对其他设计提供一定的参考价值。
1.2本文研究的主要内容
科技迅速发展，单片机也在其中不断孕育发展，现在已经充满到了生活的各个角落，该文主要安排如下，第一章主要讲解了设计该系统的主要意义，以及研究内容的安排；第二章介绍单片机方案和显示方案的分析与对比，选择合适的电子元器件；第三章介绍了该系统设计的各个硬件模块，分析了具备的功能等；第四章给整个软件模块画出了流程图，软件的程序工作步骤等；第五章是软硬件调试结果显示，是否满足性能和功能的设计；最后是对该系统的一些总结等。
硬件系统方案设计
2.1硬件系统总体设计
本设计基于单片机的工业测温计系统由多个模块组合而成，组合模块主要包括以下若干模块，即：主控模块STC89C52芯片，声光报警电路模块，温度传感器检测电路模块等。其中核心控制模块由STC89C52单片机主控。该单片机核心部件主要是负责控制整体的逻辑流程；电源模块的作用主要是为继电器提供启动的动能，以及给整个单片机系统提供一定的电压；晶振模块的作用是为单片机系统提供所需的工作频率[3]；复位模块可以是上电复位，也可以是手动复位的功能，能够使单片机系统的软件恢复到原始的状态；其中，单片机和复位模块，还有晶振模块组合在一起形成了一个单片机最小系统，能够满足一般的单片机系统设计的需求，系统总体设计见下图31。
图21 硬件系统总体设计框图
2.2单片机选择
在设计硬件系统中，对核心处理器的选择非常的重要，如果选择的核心部件不合理，会对后期的开发设计造成一定的短板和浪费。如果采用性能低价的处理器会造成后期开发的功能受限，或者实现功能的时候没有办法全部实现，结果是不能完成整个设计的需求，因此在选择单片机型号时不要随便选择。
方案一，STC89C52单片机，具有8K闪存，并且具有全双工串口，具有4个中断，可以采用定时器功能，具有掉电情况下保存数据的功能，存储内存高达512字节，能够直接在串口进行下载，工作温度范围在负40摄氏度到85摄氏度之间。
方案二，在AT89C51系列MCU中，这款芯片具有低电压和仅4K大小的存储容量，但它具有2K只读存储器，可以实现重复擦除，是一个简化版本的控制芯片，产量比较大。
通过上面二种方案的对比，发现STC89C52单片机更适合系统设计。由于AT89C51单片机功能较少，很多功能实现不了，对后期的扩展性也比较差[4]。为了适应该系统，选择STC89C52作为系统的核心控制模块。
2.3显示方式选择
实时检测到的温度数据通过显示模块进行显示，可采用以下两种方案，即：
方案一：数码管。该数码管能够使用寿命长，显示数据形式单一，不能显示字符和符号等，多用于显示数据与画笔等领域。
方案二：LCD1602型号显示模块。这种多功能性的显示模块，在实现上能够显示字符，还能显示多种符号的功能，使用起来比较简单，编程工作量比较小，功耗低等优点，具备显示很多种不同需求的数据。
通过分析对比之后，决定采用液晶显示器来实现对传感器检测的温度数值进行显示。
硬件电路设计
3.1硬件电路原理图设计
根据硬件系统方案图21,本设计基于单片机的工业测温计具体原理图如图31所示。图中单片机使用了STC89C52模块，可以实现异步串口通信，主要是负责控制整体的逻辑流程。USB供电电源电路为整个系统提供电源，温度传感器中芯片的采集数据输出端口连接单片机的输入端口P1.7，单片微计算机的接口P00至P07连接到液晶显示器的DB0至DB7接口，当处于高电平的时候便可以读取数据，在液晶显示器上显示出来[5]。当单片机引脚P20输出高电平时，三极管导通，蜂鸣器与二极管并联，从而二极管发光，蜂鸣器发出报警声音。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/dzkxyjs/621.html
