多机温度检测system设计4.docVIP

河南理工大学 《单片机应用与仿真训练》设计报告 多机温度检测系统设计 所在学院： 电气工程与自动化学院 2012年10月25日  摘要 本设计是以 AT89S52单片机为控制核心，利用新型一线制温度传感器 DS18B20测量温度值，实现环境温度的检测和报警。系统测温范围为—100℃，测量精度为 0.5℃。用户可以自定义报警上、下限，一旦温度超过极限值，单片机便启动声光报警。该系统精度高、测温范围广、报警及时，可广泛用于基于单片机的测温场合。系统抗干扰性强、设计灵活方便系统硬件电路包括传感器数据采集、温度显示、模式选择、上下限报警主电路等。整个装置的控制核心是 AT89S52单片机。温度传感器 DS18B20采用外部电源供电，传感器输出引脚直接和单片机相连。电路支持模式选择功能，可以选择设定报警极限值或显示当前温度值。当被测温度越限时，报警主电路报警。。基本范围0100℃；精度误差小于0.5℃；可以任意设定温度的上下限报警功能1 概述 1.1 设计应用背景 在现代社会，不管是在农业生产日常生活中，对温度的测量及数字温度传感器DS1820利用单总线的特点可以方便的实现多点温度的测量轻松的组建传感器网络，系统的抗干扰性、设计灵活、方便。 图1-1温度测量系统框图 上位机数码管显示报警系统：上位机系统的主要功能是接收下位机发送过来的温度数据，与报警温度进行比较，判断是否发送报警信号，并同时直接驱动四位八段数码管进行显示。 上位机系统由串口接收模块、处理控制模块、数码管显示模块和报警模块四部分组成，如图1-2上位机系统框图： 图1-2上位机系统框图2 系统总体方案及硬件设计 2.1 方案比较 方案一：此方案采用PC机实现。它可在线编程，可在线仿真的功能，这让调试变得方便。且人机交互友好。但是PC机输出信号不能直接与DS18B20通信。需要通过RS232电平转换兼容，硬件的合成在线调试，较为繁琐，很不简便。 方案二：此方案采用两片AT89S52八位单片机实现。单片机软件编程的自由度大，可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制。而且体积小，硬件实现简单，安装方便。既可以单独对多DS18B20控制工作，还可以与PC机通信.运用主从分布式思想，由一台上位机，下位机多点温度数据采集，组成两级分布式多点温度测量的巡回检测系统,实现远程控制。 经过比较，采用两片AT89S52单片机可以出色完成各项设计要求，而且结构简单，程序调试方便，具有很好的应用前景。 2.2总体方案 该数字温度检测系统由电源电路、晶振电路、复位电路、下载电路、单片机、数字显示电路、温度测量电路、报警电路和控制电路组成。可以实现基本范围为0℃～100℃的温度测量和任意设置温度上下限。当所设置的温度高于温度的上限或者低于温度所设置的下限时可通过发光二极管进行报警。 系统总体方案图如下： 图2-2系统总体方案图 2.3 AT89S52引脚图 AT89S52单片机 AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能： 8k字节Flash，256字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，2 个数据指针，三个16 位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。 2.4时钟晶振电路 时钟晶振电路模块为单片机提供特定的时钟周期，以备单片机工作使用。单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器的输入与输出端分别是引脚XTAL1和XTAL2，在两引脚上外接时钟源即可构成时钟电路。 其电路图如下图2-4所示： 图2-4晶振电路 2.5复位电路 系统的复位电路在这里采用的是上电+按钮复位电路形式，其中电阻R1/R2分别采用1k、10k的阻值，电容采用电容值为10μF的电解电容。具体连接电路如图2-5所示： 图2-5复位电路 5461AS 四位共阴极二极管显示器是阴公共端静态显示就是显示驱动电路具有输出锁存功能，