单片机微机接口课程设计说明书.docVIP

摘要 2 1 设计任务与要求 3 1.1 基本要求 3 1.2 扩展功能 3 2 设计方案 3 2.1 数字温度计设计方案的论证 3 2.2 方案二的总体设计框图 3 2.2.1 AT89C51主控制器 4 2.2.2 数字温度传感器DS18B20 5 2.2.3 显示电路 9 3 硬件电路 9 3.1 主板电路 9 3.2 部分电路 11 3.2.1 单片机介绍 11 3.2.2 DS18B52介绍 11 3.3.3 MAX232介绍 11 3.3.4 74LS164介绍 11 4 系统程序的设计 12 5 系统调试与检测 13 总结和体会 14 附录 15 元件清单（名称、型号、数量） 25 参考文献： 27 摘要 现如今，自动控制技术尤其是温度控制技术在国内外得到广泛的应用和发展。伴随着国民经济的快速发展，人们需要对各种加热炉、热处理炉、生化温室等温度进行监测和控制。采用单片机来对其进行控制不仅操作方便、仪器简单和灵活，而且可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而大大的提高产品的质量和数量。本系统利用单片机设计了一个温控系统,采用89C51单片机为中央处理器，结合高精度数字温度传感器DS18B20，其中DS18B20在-55～+125°C范围内, 固有测温分辨率为0.5°C。采用数字温度传感器DS18B20，是因为其内部集成了A/D转换器，使得电路结构更加简单，使用更加方便，而且减少了温度测量转换时的精度损失，使得测量温度更加精确。数字温度传感器DS18B20只用一个引脚DQ即可与单片机进行通信，大大减少了接线的麻烦，使得单片机更加具有扩展性，增加了单片机的使用效率。由于DS18B20芯片的小型化，更加可以通过单跳数据线就可以和主电路连接，故可以把数字温度传感器DS18B20做成探头，探入到狭小的地方，增加了实用性。更能串接多个数字温度传感器DS18B20进行范围的温度检测。当实际温度低于设定的温度时，采用继电器控制电热丝进行加温；当实际温度高于设定的温度时，关闭继电器，停止加温，进行自然降温。本系统能完成升温和降温控制。 关键字： 80C51单片机，DS18B20数字温度传感器，温度控制,74LS164 1 设计任务与要求 1.1 基本要求 ● 以51单片机为核心器件，组成一个数字式温度剂 ● 采用DS18B20为监测器件，进行单点温度检测，检测精度为正负0.5 ℃ ● 温度显示采用3个LED进行显示，分别是十位、个位、小数点 ● 具有温度上下限功能，超过上下限温度进行声音报警 1.2 扩展功能 ● 实现语音报数 ● 可以设定温度的上下限，具有报警功能　 2 设计方案 2.1 数字温度计设计方案的论证 （1）方案一 这次设计是数字温度电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，再将其随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，用单片机进行数据的处理，在显示电路显示，就可以测得温度并读出。但是这种电路设计需要A/D转换电路，并且感温电路的实现比较麻烦。 （2）方案二 考虑到可以用温度传感器来进行温度测量，在单片机电路设计中，可以选择温度传感器进行温度的测试，经过综合考虑各种原因，最终选用数字温度传感器DS18B20，这样省却了采样/保持电路、运放、数/模转换电路以及进行长距离传输时的串/并转换电路，简化了电路，缩短了系统的工作时间，降低了系统的硬件成本。 综合比较上述两种方案，容易得出方案二较之方案一，电路简单，软件程序设计也比较简单，所以采用方案二进行。 2.2 方案二的总体设计框图 该系统的总体设计思路如下：温度传感器DS18B20把所测得的温度发送到AT89C51单片机上，经过51单片机处理，将把温度在显示电路上显示，本系统显示器用3位共阳极LED数码管以动态扫描法实现。并将温度在LED数码管上以十进制进行显示。 按照系统设计功能的要求，确定系统由3个模块组成：主控制器、测温电路和显示电路。 数字温度计总体电路结构框图如图1所示。 图1 数字温度计总体电路结构框图 2.2.1 AT89C51主控制器 把MCS-51的两个定时器/计数器（T0和T1）选择为计数器方式，每当T0或T1引脚上发生负跳变时，T0和T1的计数器加1。利用这个特性，可以把T0和T1引脚作为外部中断请求标志。而定时器的溢出中断作为外部中断请求标志。 当接在T0引脚上的外部中断请求输入线发生负跳变时，TL0加1益出，TF0