单片机的多点测温系统设计
单片机的多点测温系统设计电气与自动化工程[20191207124617]
摘 要
温度作为一个非常重要的物理量，它和人们的生活生产各方面息息相关。当温度发生改变的时候，它所带来的影响是非常重大的，会导致各方面需要重新调整。所以对温度的监测是必须的，而且很多时候人们需要同时监测不同点的实时温度，因此多点测温系统是很重要。
本篇论文介绍了一种基于基于单片机的多点测温系统的设计，阐述了该系统的工作原理以及该系统的硬件构成与其软件方案。本系统应用单片机作为核心进行对系统的控制和数据的传输。
该系统的可设定温度量程范围为0℃~80℃，用8个LED灯来表示。通过三个温度传感器DS18B20来对当前所处环境的温度采集，采用LCD1602液晶屏对温度实时显示，当温度值超出系统设定最大值时蜂鸣器鸣响报警同时LED灯闪烁报警。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:单片机DS18B20LCD1602
目录
1绪论 1
1.1系统背景 1
1.2国内外研究 2
2多点测温系统硬件设计 3
2.1设计要求 3
2.2系统整体设计 3
2.3主控模块电路设计 4
2.3.1 STC89C52RC单片机的介绍 5
2.3.2 复位电路 6
2.3.3晶振电路 7
2.3.4电源 7
2.4按键控制模块 8
2.5 DS18B20温度采集模块 9
2.6 光报警模块 11
2.7 声报警模块 12
2.8 液晶显示模块 12
3 多点测温系统的软件设计 14
3.1系统开发环境 14
3.2 主程序设计 15
3.3 温度检测程序设计 16
3.4 液晶显示程序设计 17
4 系统的调试 18
4.1 仿真调试 18
4.2 硬件调试 20
结束语 23
参考文献 24
致谢 25
附件1 26
1绪论
1.1系统背景
在科学技术飞速发展的今天，温度检测系统因为其可以实现对温度的实时检测，已经被越来越广泛应用于各个方面：在农业中温度检测系统多用于粮食仓库的防腐工作及人工大棚中的温度控制；工业中主要适应于冶金、炼油等需要实时监控温度且需要针对温度的改变采用不同工艺的场合；在人们的日常生活中空调使用温度检测系统对温度的调控等。
通常情况下，需要使用温度检测系统的场合一般要求能够同时对多个不同点进行温度检测而且系统所处环境一般也比较复杂，因此对系统的要求比较高。如果此时采用传统的温度检测系统容易产生错误，因为传统的温度检测系统普遍采用诸如热电偶、热电阻之类的模拟传感器，经过信号调理电路、模数转换电路进行处理后，才能获得数字信号并将其传输给计算机处理。在此过程中因为系统所处的环境复杂，并且需要测量多处不同点的温度值，当测量完成时反馈给系统的过程中，传输的信号容易受到外界环境的各种因素影响（传输的距离越远越容易被干扰）使得最终数据的失真，导致检测系统最终得到的检测数据不够精确、可靠。
随着电子科技技术领域的快速发展，温度检测领域也因为各种电子元器件性能的不断提高而产生了巨大的变革。其中，单片机与温度传感器的性能的提高所产生的影响最为巨大。如今的单片机不仅具有简单和灵活的配置同时它的控制非常方便，其体积小易嵌入电路、成本低可以被大量应用、简便易行只需增加一些必要的扩展元件即可运用、功能强大可以当做一个微型计算机来使用等优点，已经被广泛的应用于温度测量系统的核心处理器，提高了温度检测系统的效率以及扩大了温度检测系统的应用场合。
同时，温度传感器的经历了可可分为三个发展阶段的发展：传统型的分立式温度传感器；模拟集成温度传感器；智能温度传感器。现在的温度传感器的精确性与可靠性的提高、功能的多样化、总线标准化促进了温度测量系统的进一步发展。伴随着单总线数字式温度传感器DS18B20被检测系统的广泛的使用更加的促进温度检测领域的发展。由于在实际应用中， DS18B20传感器在检测温度时是直接将所检测得到温度值转换为数字信号提供给单片机处理。在由单片机与温度传感器DS18B20构成的温度检测系统时与传统的温度检测系统相比较具有电路简单、精度高、可靠性高等优点。液晶显示屏作为一种快捷、方便的显示元件也被越来越多的应用，在单片机系统的设计中通常作为信息显示模块而得到应用。
1.2国内外研究
国外对于温度检测系统的研究进展非常迅速。最先开始针对温度检测系统进行研究的时间是在上个世纪的七十年代。刚开始时为了实现对所处环境的信息收集与指示、记录和控制是通过使用模拟式的组合仪表来达此功能的。而在20世纪80年代末期的时候已经开发出了分布式的控制系统并开始朝着自动化的方向发展。如今，世界各国的温度检测系统的发展非常迅速。部分国家正在逐渐的实现温度检测系统的完全自动化以及机械化、综合化应用并且已经取得了成果。
相对于国外我国在温度检测系统上的发展要延后很多，在上个世纪八十年代时才开始研发该系统。刚起步的时候，我国完全没有关于温度检测领域的技术资料，研究开发人员只能通过对国外比较完善的温度检测系统进行解析从而得到最初的基础技术资料。在此基础上进而完成了只能够对温度单项环境因子实现控制的这种温度室内控制技术。在逐步的发展过程中，我国的温度检测系统正在由最先的学习吸收国外技术实现基本的使用逐渐过渡向自主研发、高科技含量、高适用性方向发展。从科技层面上，我国使用单片机实现控制的系统中仍然以单参数、单回路占多数，目前还没有实现正真的综合性运用。我国的温度检测系统在实际的应用中依旧还存在大量的技术问题：配置的装备能力不够，产业化水平差，软件与硬件的资源无法实现共享等弊端。
虽然国内对于温度检测系统的应用已经非常的广泛，但是实际上国内的温度检测系统与发达国家相比还是具有较大的技术差距。尤其是在对于需要使用较高的智能化控制系统的场合的技术上，我国目前的技术储备还有所不足要实现广泛推广还需时间积累，但是在发达国家已经实现此类产品的完善化并得到应用。但是现在国外对我国进行技术保密，在没有参考的情况下我国的研究开发进步缓慢要赶超发达国家的温度检测技术仍需时间。
2多点测温系统硬件设计
2.1设计要求
1.本系统是基于单片机的多点测温系统，需要使用单片机作为核心微处理器；
2.系统要求通过温度传感器对三个不同点进行温度检测，并且将实时温度值在液晶显示屏上显示，液晶显示屏可以将各个点的当前温度显示出来；
3. 系统可以对温度量程进行设定并要求可以实际看到温度量程的范围，当温度采集完成时将温度与温度量程进行比较，在实时被测温度超出温度量程的时侯，蜂鸣器开始鸣响报警， LED灯闪烁同时报警。
在本次所设计的多点测温系统中所采用的是DS18B20温度传感器来完成对所处环境的温度值的测量，以STC89C52RC单片机作为微处理器将温度传感器所采集的温度信息在其中处理，当实时所测得的温度值超出预设的检测范围时，系统中的两种报警方式会被触动（声光）。LCD液晶显示屏在所处环境的温度被采集完成时显示实时所测温度值。
2.2系统整体设计
在对这个基于单片机的多点测温系统进行设计之前，首先分析各个模块在电路各自需要所实现的功能，并了解构成模块的元器件做到电路设计的简洁易操作，同时在保证功能的情况下采用的元件的控制程序应较为简单，使软件部分也较为简洁。基于这样的想法对系统进行设计才是一种理想的设计方法。
此次对于系统的设计思路为：利用三个温度传感器构成的温度采集模块对三个不同点的温度进行采集，通过液晶显示模块将采集到的实时温度值显示出来。与此同时需要将实时温度值与系统所设定的温度量程进行比较，超出量程系统的LED灯报警模块及蜂鸣器模块共同发出声光报警，未超过则无表示。如图2-1所示，是基于STC89C52RC单片机完成的多点测温系统整体框图。
摘 要
温度作为一个非常重要的物理量，它和人们的生活生产各方面息息相关。当温度发生改变的时候，它所带来的影响是非常重大的，会导致各方面需要重新调整。所以对温度的监测是必须的，而且很多时候人们需要同时监测不同点的实时温度，因此多点测温系统是很重要。
本篇论文介绍了一种基于基于单片机的多点测温系统的设计，阐述了该系统的工作原理以及该系统的硬件构成与其软件方案。本系统应用单片机作为核心进行对系统的控制和数据的传输。
该系统的可设定温度量程范围为0℃~80℃，用8个LED灯来表示。通过三个温度传感器DS18B20来对当前所处环境的温度采集，采用LCD1602液晶屏对温度实时显示，当温度值超出系统设定最大值时蜂鸣器鸣响报警同时LED灯闪烁报警。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:单片机DS18B20LCD1602
目录
1绪论 1
1.1系统背景 1
1.2国内外研究 2
2多点测温系统硬件设计 3
2.1设计要求 3
2.2系统整体设计 3
2.3主控模块电路设计 4
2.3.1 STC89C52RC单片机的介绍 5
2.3.2 复位电路 6
2.3.3晶振电路 7
2.3.4电源 7
2.4按键控制模块 8
2.5 DS18B20温度采集模块 9
2.6 光报警模块 11
2.7 声报警模块 12
2.8 液晶显示模块 12
3 多点测温系统的软件设计 14
3.1系统开发环境 14
3.2 主程序设计 15
3.3 温度检测程序设计 16
3.4 液晶显示程序设计 17
4 系统的调试 18
4.1 仿真调试 18
4.2 硬件调试 20
结束语 23
参考文献 24
致谢 25
附件1 26
1绪论
1.1系统背景
在科学技术飞速发展的今天，温度检测系统因为其可以实现对温度的实时检测，已经被越来越广泛应用于各个方面：在农业中温度检测系统多用于粮食仓库的防腐工作及人工大棚中的温度控制；工业中主要适应于冶金、炼油等需要实时监控温度且需要针对温度的改变采用不同工艺的场合；在人们的日常生活中空调使用温度检测系统对温度的调控等。
通常情况下，需要使用温度检测系统的场合一般要求能够同时对多个不同点进行温度检测而且系统所处环境一般也比较复杂，因此对系统的要求比较高。如果此时采用传统的温度检测系统容易产生错误，因为传统的温度检测系统普遍采用诸如热电偶、热电阻之类的模拟传感器，经过信号调理电路、模数转换电路进行处理后，才能获得数字信号并将其传输给计算机处理。在此过程中因为系统所处的环境复杂，并且需要测量多处不同点的温度值，当测量完成时反馈给系统的过程中，传输的信号容易受到外界环境的各种因素影响（传输的距离越远越容易被干扰）使得最终数据的失真，导致检测系统最终得到的检测数据不够精确、可靠。
随着电子科技技术领域的快速发展，温度检测领域也因为各种电子元器件性能的不断提高而产生了巨大的变革。其中，单片机与温度传感器的性能的提高所产生的影响最为巨大。如今的单片机不仅具有简单和灵活的配置同时它的控制非常方便，其体积小易嵌入电路、成本低可以被大量应用、简便易行只需增加一些必要的扩展元件即可运用、功能强大可以当做一个微型计算机来使用等优点，已经被广泛的应用于温度测量系统的核心处理器，提高了温度检测系统的效率以及扩大了温度检测系统的应用场合。
同时，温度传感器的经历了可可分为三个发展阶段的发展：传统型的分立式温度传感器；模拟集成温度传感器；智能温度传感器。现在的温度传感器的精确性与可靠性的提高、功能的多样化、总线标准化促进了温度测量系统的进一步发展。伴随着单总线数字式温度传感器DS18B20被检测系统的广泛的使用更加的促进温度检测领域的发展。由于在实际应用中， DS18B20传感器在检测温度时是直接将所检测得到温度值转换为数字信号提供给单片机处理。在由单片机与温度传感器DS18B20构成的温度检测系统时与传统的温度检测系统相比较具有电路简单、精度高、可靠性高等优点。液晶显示屏作为一种快捷、方便的显示元件也被越来越多的应用，在单片机系统的设计中通常作为信息显示模块而得到应用。
1.2国内外研究
国外对于温度检测系统的研究进展非常迅速。最先开始针对温度检测系统进行研究的时间是在上个世纪的七十年代。刚开始时为了实现对所处环境的信息收集与指示、记录和控制是通过使用模拟式的组合仪表来达此功能的。而在20世纪80年代末期的时候已经开发出了分布式的控制系统并开始朝着自动化的方向发展。如今，世界各国的温度检测系统的发展非常迅速。部分国家正在逐渐的实现温度检测系统的完全自动化以及机械化、综合化应用并且已经取得了成果。
相对于国外我国在温度检测系统上的发展要延后很多，在上个世纪八十年代时才开始研发该系统。刚起步的时候，我国完全没有关于温度检测领域的技术资料，研究开发人员只能通过对国外比较完善的温度检测系统进行解析从而得到最初的基础技术资料。在此基础上进而完成了只能够对温度单项环境因子实现控制的这种温度室内控制技术。在逐步的发展过程中，我国的温度检测系统正在由最先的学习吸收国外技术实现基本的使用逐渐过渡向自主研发、高科技含量、高适用性方向发展。从科技层面上，我国使用单片机实现控制的系统中仍然以单参数、单回路占多数，目前还没有实现正真的综合性运用。我国的温度检测系统在实际的应用中依旧还存在大量的技术问题：配置的装备能力不够，产业化水平差，软件与硬件的资源无法实现共享等弊端。
虽然国内对于温度检测系统的应用已经非常的广泛，但是实际上国内的温度检测系统与发达国家相比还是具有较大的技术差距。尤其是在对于需要使用较高的智能化控制系统的场合的技术上，我国目前的技术储备还有所不足要实现广泛推广还需时间积累，但是在发达国家已经实现此类产品的完善化并得到应用。但是现在国外对我国进行技术保密，在没有参考的情况下我国的研究开发进步缓慢要赶超发达国家的温度检测技术仍需时间。
2多点测温系统硬件设计
2.1设计要求
1.本系统是基于单片机的多点测温系统，需要使用单片机作为核心微处理器；
2.系统要求通过温度传感器对三个不同点进行温度检测，并且将实时温度值在液晶显示屏上显示，液晶显示屏可以将各个点的当前温度显示出来；
3. 系统可以对温度量程进行设定并要求可以实际看到温度量程的范围，当温度采集完成时将温度与温度量程进行比较，在实时被测温度超出温度量程的时侯，蜂鸣器开始鸣响报警， LED灯闪烁同时报警。
在本次所设计的多点测温系统中所采用的是DS18B20温度传感器来完成对所处环境的温度值的测量，以STC89C52RC单片机作为微处理器将温度传感器所采集的温度信息在其中处理，当实时所测得的温度值超出预设的检测范围时，系统中的两种报警方式会被触动（声光）。LCD液晶显示屏在所处环境的温度被采集完成时显示实时所测温度值。
2.2系统整体设计
在对这个基于单片机的多点测温系统进行设计之前，首先分析各个模块在电路各自需要所实现的功能，并了解构成模块的元器件做到电路设计的简洁易操作，同时在保证功能的情况下采用的元件的控制程序应较为简单，使软件部分也较为简洁。基于这样的想法对系统进行设计才是一种理想的设计方法。
此次对于系统的设计思路为：利用三个温度传感器构成的温度采集模块对三个不同点的温度进行采集，通过液晶显示模块将采集到的实时温度值显示出来。与此同时需要将实时温度值与系统所设定的温度量程进行比较，超出量程系统的LED灯报警模块及蜂鸣器模块共同发出声光报警，未超过则无表示。如图2-1所示，是基于STC89C52RC单片机完成的多点测温系统整体框图。
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