基于18B20的双路温度采集器的设计.doc

引 言 工业控制计算机的一个重要应用领域，计算机控制正是为了适应这一领域的需要而发展起来的一门专业技术，它主要研究如何将计算机技术、通信技术、和自动控制理论应用于工业生产过程，并设计所需要的计算机控制系统。 计算机控制系统的发展大致上可以分为以下几个阶段：（1）开创时期（1955～1962年），（2）直接数字控制时期（1962～1967年），（3）小型计算机时期（1967～1972年），（4）微型计算机时期（1972年至今）。尤其在近代代社会，随着计算机技术的发展和各种相关理论的成熟，计算机控制技术更是取得了巨大的发展，现在工程和科学技术中，担负着重要的角色。 从本质上看，计算机控制系统的工作原理可以归纳为：实时数据采集、实时控制决策、实时控制输出。系统硬件一般包含测量变送、执行机构、模拟量输入输出通道、数字量输入输出通道、人机接口、内外部总线等结构。目前常用的计算机控制系统主机有：可编程序控制器（PLC）、工控机（IPC）、单片机（MCU）、DSP、智能调节器等。 在这些控制系统主机中，单片机以其低廉的价格和较高的性能得到了广泛应用。通过对单片机及其外围常用元器件的学习和掌握，对进一步了解计算机控制是很有帮助的。应此，在结束计算机控制技术这门课程的学习后，锻炼自己的动手能力，设计一个数字式温度计也是很有意义的。 本文主要讲述怎样设计一个由单片机和温度传感器构成的一个小型实时系统，给出了具体的设计过程和详细的步骤，并且此系统已经在实际中做成了实例。  目 录 引 言 2 第一章? 设计方案论证 4 1.1 系统主机选择 4 1.2 温度传感器选择 5 1.3 液晶选择 6 1.4 报警电路选择 6 第二章 硬件电路设计 7 2.1 单片机最小系统设计 7 2.2 测温电路设计 10 2.3 显示电路设计 11 2.4 报警电路设计 12 第三章 软件设计 13 3.1 测温程序 13 3.2 显示程序 17 3.3 报警程序 20 3.4 主程序 20 第四章 小结 22 参考文献 23 附录1 原理图 24 附录2 元器件清单 25 附录3 源程序 26  第一章? 设计方案论证 日常生活中很多地方都需要应用测温系统，比如冰箱中需要知道内部的温度来决定压缩机是否工作，热水器需要知道当前的水温是否符合设定的温度值，空调需要知道室内温度以决定是否制冷等等。一般来说一个测温系统由以下三部分组成：控制部分、测量部分、显示部分。当然，显示部分并不是必需的，但有显示部分的系统更能让使用者了解系统的运行。 1.1 系统主机选择 计算机控制系统各主机有各自的特点： ·PLC专为在工业环境下应用而设，可靠性高，编程容易，功能完善，扩展灵活，安装调试方便。 ·工控机是一种面向工业控制、采用标准总线技术和开放式体系结构的计算，配有丰富的外围接口，具有可靠性高，可维修性好，环境适应力强，控制实时性强，输入输出通道完善等优点。 ·单片机体积小、功能全、价格低、软件丰富、面向控制、开发应用方便。 ·DSP采用改进型的哈佛结构，具有专门的硬件乘法器，广泛采用流水线操作，提供特殊指令，可以用来快速地实现各种数字信号处理。 ·智能调节器是一种数字化的智能仪表，以为处理器或单片微型计算机为核心，具有数据通信功能，能完成生产过程1～4个回路直接数字控制任务，在DCS的分散过程控制级中得到广泛应用。 考虑成本、开发周期、应用等方面，在本次设计中采用单片机来作为控制系统主机。目前市场上主流的单片机有Intel公司的MCS系列、Motorola公司的M68HC系列、Microchip公司的PIC系列、以及Philips、Atmel、NEC、STC等公司的产品。 本次设计选择的是Atmel公司的AT89C52，是美国 ATMEL 公司生产的低电压，高性能 CMOS 8 位单片机，片内含 8k bytes 的可反复擦写的 Flash 只读程序存储器和 256 bytes 的随机存取数据存储器（RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存储技术生产，与标准 MCS-51 指令系统及 8052 产品引脚兼容，片内置通用 8 位中央处理器（CPU）和 Flash 存储单元，功能强大 AT89C52 单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。 有关AT89C52的功能特性，可以参看第二章，硬件电路设计部分。 1.2 温度传感器选择 温度传感器是检测温度的器件，其种类最多，应用最广，发展最快。目前最市场山主要有热敏电阻、双金属片、集成化半导体温度传感器和热电偶四大类。 ·热敏电阻（其中分正温度和负温度特性两类），其根据电阻材料随温度的变化而影响材料的电阻率随之相应变化的原理实现温度传感的，其特点是工作温度范围广，成本低、但线性差，误差较大，适用于温控精度要求不高的场