多机温度检测系统设计.doc

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1、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0℃—100℃，测量精度为0.25℃。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，可广泛应用于基于单片机的测温报警场合。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、串行通信、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

2、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，报警主电路利用指示灯报警。通过按键可以任意设定报警温度上下限。采用2片单片机，组成多机温度检测系统；下位单片机采集温度，通过串行通信传送至上位单片机；上位单片机用数码管显示温度大小；基本范围0℃~100℃；精度误差小于0.25℃；可以任意设定温度的上下限报警功能。关键字：AT89S52DS18B20数码管测温报警串行通信1概述1.1设计应用背景在现代社会，不管是在工农业生产还是在

3、人们的日常生活中，对温度的测量及控制都扮演着很重要的角色。首先让我们了解一下多点温度检测系统在各个方面的应用领域：电力、电讯设备之过热故障预知检测，空调系统的温度检测，保全与监视系统之应用，医疗与健诊的温度测试，化工、机械…等设备温度过热测。温度检测系统应用十分广阔。单片机的产生，使计算机正式形成了通用计算机系统和嵌入式计算机系统的分支。温度检测系统的应用遍布社会生活的各个层面。1.2系统概述本设计由上位机，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。通过上位机控制下位机进行现场温度采集。温度值由下位机单独工作，实时显示当前各点的温度

4、值，对各点进行控制。上位机采用的是单片机基于数字温度传感器DS18B20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，系统的抗干扰性好、设计灵活、方便。总体上该系统分为两部分：下位机温度采集发送系统和上位机数码管显示报警系统。下位机温度采集发送系统由温度检测模块、下位机串行通信模块两部分组成，如图1-1所示温度测量系统的系统框图：温度采集上位机串行通信模块下位机串行通信模块图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

5、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：数码管显示上位机主控模块上位机串口接收模块报警控制模块图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

6、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

7、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：主控制器LED显示复位电路报警显示时钟电路按键控制电路温度传感图2-2系统总体方案图2.3AT89S52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

8、方案。AT89S52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字