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• 本文标题：基于51单片机的智能温度传感器.doc
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• 内容摘要：基于51单片机的智能温度传感器 学院， 专业， 姓名， 指导老师， 信息学院 自动化 苗元春 学号， 职称， 160104107231 黄娟 副教授 中国珠海 二二0年五月诚信承诺书 本人郑重承诺，本人承诺呈交的毕业设计基于51单片机的智能温度传感器是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计使用的数据真实可靠。 本人签名， 日期，2020年4月12日 摘要 智能设备，众所周知，是我们现代21世纪的新的一项发明，那么以后的发展方向，也必然是智能。智能可以按照我们人类的欲望并且按照我们想让他工作的方式服务人类，那么我要做的智能温度报警系统温度报警系统 Intelligenttemperatureseorbasedon51singlechipmicrocomputer Abstract Intelligentdeviceasweallknowisanewinventioninourmode21stcenturysothefuturedevelopmentdirectionisalsoboundtobeintelligent。IntelligentcanaccordingtoourpeoplesdesiresandservemankindaccordingtothewaywewanthimtoworksoIwanttomakeasmarttemperaturealarmsystemisoneoftheindispeablereflectedthedesignofintelligenttemperaturealarmsystemaccordingtomypeonalobservationdataaccessthetemperatureishighandlowtemperatureintelligentalarmsystemtesttemperaturebytemperatureseorDs18B20seordetectionprincipleissimpleisthehightemperaturewillcallthepolicethelowtemperaturewillalsoreporttothepolice。Thetemperatureisusuallyafewteofdegreesorsoandthisseorisaccurateto0。1degreesCelsius。AndwithROMfunctionhisdatacanbesavedverywellafterthepowersothatwecansavethedatabeforethepower。Inaddition1602LCDscreenthisLCDscreenwilldisplayourworkingstatusinrealtimeonit。ThepowersupplydesignedthistimeisnotbatteryitalledbutUSBcable。 Keywords:STC89C52MCUDS18B201602liquidcrystalmodule 目录 1概述 1 1。1课题研究背景和意义 1 1。2本设计在国内外的发展概况 1 1。3研究设计意义 2 1。4设计内容 2 1。5设计方案与论证 3 2系统硬件设计 4 2。1单片机选择 4 2。2电源模块 5 2。3显示模块 6 2。4温度传感器 6 2。4。1方案一 6 2。4。2方案二 7 2。4。3方案比较 8 3硬件实现及单元电路设计 10 3。1主控制模块 10 3。2显示模块 10 3。2。1字符型LCD简介 11 3。2。21602LCD的基本参数及引脚功能 12 3。2。31602LCD主要技术参数 12 3。2。4引脚功能说明 12 3。3单片机最小运行系统 17 3。3。1晶振 17 3。3。2复位电路 18 3。4温度传感器(DS18B20)电路 19 3。4。1DS18B20基本介绍 19 3。4。2DS18B20控制方法 20 3。4。3DS18B20供电方式 21 3。5蜂鸣器发光二极管报警电路 22 4系统软件设计 22 4。1程序结构分析 22 4。2系统程序流图 22 4。2。1DS18B20初始化程序流程图 23 4。2。2读温度子程序流程图 23 4。3软硬件联调 23 结论 24 参考文献 25 致谢 26 附录 27  1概述 1。1课题研究背景和意义 在工业生产中，智能温度控制一直在工业生产中扮演着至关重要的角色，然而温度测量如果不存在的话，那么温度控制更是无从谈起。将一些工业现场的我们有时候需要将温度控制在一定的取值范围内，这是我们能够生产成功或者测量成功一些产品和指标的大前提。正因为这样，温度控制系统在我们的工业控制领域里占有非常重要的地位。 同时又因为现代工艺中有太多的需求要对实时的温度做一个控制和检测，并且我们所需求的精度也在逐渐变高。在这样一个情况下，温度控制系统就受到了国内外很多有关部门和人员的关注与探索，在先驱们的不懈努力之下，我们也得到了很多成果与发展。这样，温度控制系统就发展的如此迅速，同时成果非常显著。当然了，单片微处理器的性能一天天的也在变好，它的价格又在不停地降低，这样就让单片微处理器的性能价格比的优势极其明显了。用LEDLCD1602液晶和DS18B20传感器来粗略设计的一种智能温度传感器课题，就是要最后设计出一种智能温度传感器，并且他是用单片机作为核心的。 1。2本设计在国内外的发展概况 当今世界，世界上几乎每一个发达国家都在研制和开发许多种类的智能传感器。那么我今天主要跟大家介绍一下世界上传感器发展历史最长且目前还在世界上处于领现阶段的两个国家的发展状况，一个是美国，美国我们知道，他们在高精尖技术领域其实已经领先世界绝大多数国家很多年了，那么我们一提到美国就能想到什么呢，当然是他们的航天飞船了，到这里大家可能会困惑，这与传感器有什么关系，其实这与传感器关系非常之巨大，在上个世纪六七十年代的时候，美苏冷战，美国当时研发出了大量的各种航天器，而航天器就从外壳来说，对温度的灵敏性要求是很高的，所以当时美国又把这段时间称为他们的传感器年代，那其实不光外壳，整个航天器全部的部件几乎每一块零件都需要耐高温，耐低温，还要能够显示它的实时温度，正是有了这些发展，才为今天美国传感器如此发达打下了坚实的基础。在美国有一年的航天项目报告中，传感器尤其是温度传感器建设被列为美国最重要的建设项目。由此可见美国对温度传感器到底有多重视。抛开美国这个老牌高科技国家，我们再来看看日本，众所周知，日本在经历二战之后国力可谓是大幅下降，人均生产总值已经到了贫穷水平，但是不得不承认，这个小小的岛国是多么的顽强，当时日本国内人民就把当今世界上科技最热门的六个领域看做了他们的国策和发展目标，传感器也在这之中，并且把传感器列为了他们的核心技术，后来日本就凭借这一技术走上了他们的富强之路，现在日本的各种科技基本都是在传感器基础上建设起来的，可见传感器建设是多么的重要。 1。3研究设计意义 (1，这是一个单片机的系统，我们在设计和制作的过程中可以用到大学里学到的有关单片机的内容，同时我们又可以最终巩固和提升。 (2)我们设计的这个系统，叫做智能温度传感器，那使用的测温部分采用美国Dallas半导体公司研发生产的DS18B20一线式数字式温度传感器，这种数字式温度传感器具有太多的功能，并且与此同时，这种器件正在一步步地取代我们传统的测温元件热敏电阻和热电偶。来自美国的这种器件最大的优点就是可以把温度转换AD转换和数据的串行通讯融合成为一个整体的存在，而且更重要的是，在实际应用中，我们要使用的传感器要求是越小越好，而这种传感器的体积就非常小并且轻便，我们需要的多点测温系统就可以很好的在一片简单的51单片机上完美实现。 1。4设计内容 这次毕业设计的主要研究内容和设计的任务是，对液晶显示器的室内温度控制进行设计。液晶显示器lcd160液晶和室内的显示器温度控制传感器的显示ds18b0。设计的主要内容就是我们的温度控制液晶传感显示器和室内的温度控制液晶传感显示器，就是我们的温度控制显示器液晶可以通过温度传感器直接的检测和间接感受我们室内的误差值和显示器的平均温度，最终通过室内的温度控制液晶系统进行显示器温度控制lcd160液晶将室内的温度控制显示了出来。我们只需要通过对显示器的灵敏度来设计它我们就可以能直接的检测和感受很微小的误差值和平均温度的微小误差与平均差值，灵敏度就是可以直接检测到设计温度的平均值为0。1摄氏度。这就很灵活且方便同时它的温度控制功能和其用途也就广泛了的应用起来。还要对硬件的显示器设计进行硬件的温度控制显示器设计的主要内容就是对硬件进行温度控制显示器的一个对于硬件的温度控制电路与对一个基于软件的显示器设计进行硬件温度控制的一个软件程序，最后通过一个对硬件的温度控制电路与对一个软件显示器的温度控制软件程序逐次地将软硬件的结合了起来对每一个硬件和显示器的软硬件功能进行了相互的调试，同时还要对单片机的显示器调试进行软硬件的相互联调最后顺利地调试完成并顺利的取得了一个单片机调试成功的单片机调试效果图和单片机调试的实物。 1。5设计方案与论证 还要对单片机的显示器设计方案与对单片机主要功能的特点进行论证。我们用stc89c5单片机主要的功能就是，可以用来调试作为进行显示器对温度的控制的该型单片机主控信号的采集和处理。单元件和其他的主控信号处理单元件是一个模块，那么最主要的产品选购处理原因到底有哪些，是什么，由于我们采用了该型单片机的温度控制单片机信号采集和处理温度控制单片机的，所以其产品价格在各功能的价格方面比目前的市场上便宜，并且其产品具有的温度控制功能也在目前的市场上来说是相对强大的。这样从其产品的性能和价格上来看它的性价比就很高，最重要的产品选购处理原因之一就是，在目前的单片机市场上我们想要能够更好的购买到这种采用相同型号的进行温度控制的单片机也是很容易的。那么对于该型单片机的温度控制单片机信息的协调数据采集选购处理和单片机的协调信息数据采集，我们主要采用的就是通过ds18b0温度传感器这个温度控制模块来对每一个用户的温度控制单片机都进行了对温度控制的信息进行采集的，采集和处理论化完毕后将所有关于用户的计算机温度控制传感器的信息实时地自动传送出来到了所需要使用的该型计算机温度控制处理单片机的其中一个主控数据处理单元里，进行数模转换后就可以实现了用户的计算机可以同时对计算机完成一定的温度进行计算机温度控制的数据处理动作，这样温度传感器就会更好地可以有效的被应用来更好地对计算机和用户想要达到自己的温度进行数据处理和温度协调控制。同时160lcd通过温度控制单片机液晶屏的运行状态显示可以根据计算机工作运行的状态实时地自动显示当前的计算机操作系统正常工作的运行状况。其中一个特别值得注意的一点就是这个地方最重要的就是，这个信息时代的计算机操作系统相对灵活最关键的一点地方就是我们的计算机可以通过灵活地使用计算机核心数据处理软件的温度控制设计操作方法和工具来简化复杂的实际设计工作中所需要应用的核心硬件以及其中的一些核心软件和电路部分，让整个系统的核心数据处理硬件简洁一点，各类的计算机数据处理温度控制功能都是可以能很好地在整个计算机操作系统中能够得以充分实现，这样更好地可以体现和充分地满足了计算机系统在软件开发和设计的实际工作中和应用的需求。 2系统硬件设计 2。1单片机选择 方案一，我们用一片简单的cpld(如epm718lc8415)单片机就可以把我们的单片机直接地用来把它直接当做整个操作系统的一个进行数据处理的核心部件这样我们的单片机就更好的可以直接用来更好地解决整个操作系统的数据处理与整个操作系统温度协调控制的各个数据处理的功能。通过我们查阅了很多相关的温度设计资料我们可以清楚地发现cpld的系统核心温度控制硬件所需要具有的优点就是数据处理速度快编程简单资源众多开发周期较短等一系列优点用的主要方法就是vhdl语言的软件编写这种方式来直接地对单片机进行系统的温度控制软件编写和操作系统的开发。但是如果cpld在我们目前所需要有的整个智能系统温度控制上较单片机还是需要具有挺大的一些优缺点和劣势的。而且cpld系统核心温度控制需要直接处理的是报警信息的速度很快但我们现在需要的是智能温度控制和报警系统对我们要求的如果系统处理报警信息的速度需要不是很高那么mcu就已经完全可以拿出来用单片机代替了。所以我们就不可能采用这种解决方案才所以我们直接提出了第二种 方案二，我们的单片机可以直接设想用一个我们的单片机来把它直接作为整个系统的中心进行控制结构，它仅仅是可以直接让我们的单片机去直接自动控制一些可以行进在街道中的小车等移动的物品，就是因为它可以直接的实现我们原本设计下来想要就是要直接达到的这个温度控制目标。再来简单的分析一下我们的整个单片机系统，使用我们的的单片机dstc89c5单片机温度传感器的软件可以来把单片机当做系统的单片机微控制器，并最终根据我们单片机设计的要求开发了研制出一种微控制器可以直接对单片机进行系统的高低进行温度控制的单片机系统就是智能温度传感器的系统，这种传感器就是单片机温度自动控制和报警单片机温度控制传感器的系统，是用我们的整个单片机传感器ds18b0温度传感器的软件可以直接来自动的控制单片机的温度值来测试单片机系统的设定值和温度，当你用我们的整个单片机温度传感器软件来测试温度得到的单片机系统传感器温度的设定值低于单片机温度传感器的系统温度设定值时我们整个单片机的系统蜂鸣器就根据温度可能会自动的发出单片机温度的报警或者自动的停止，但是当你用我们的单片机温度测试传感器得到的系统传感器温度的设定值温度高于我们整个单片机温度传感器的系统温度设定值时我们整个单片机的系统蜂鸣器就可能会根据温度开始自动的发出单片机温度的报警，单单从这一点来说，单片机就已经充分的表现了我们显示出来它的很多重要的温度控制优势，比如第一点的优势就是系统温度控制简单快捷。我们这样的做，单片机就一定是会很好的可以得到我们能够很好的的可以充分发挥他的优势人力资源丰富并且它还是可以得到具有比较强大的系统单片机输出控制系统的功能及强大的可位寻址自动计算机操作的单片机系统功能价格便宜等很多的一些优点。那么一个优点就是本公司的系统单片机它就是一个可以很好的得到具有这么多强大的计算机输出控制系统的功能，当然，最重要的一点功能也就是它的计算机输出控制系统的功能就是价格廉价。所以这种传感器电源模块实际上解决的方案我们一般也可以特别的说实际上使用的就是一种相对较好的系统单片机电源模块解决的方案。 2。2电源模块 实际上我们使用的都是电池进行系统供电或者单片机系统实际上使用的传感器都使用的是电池的usb进行系统供电，所以我们就特别的仔细考虑了以下几种传感器电源模块实际上解决的方案可以很好的提供我们用来为本公司的单片机系统的传感器电源模块进行系统供电。 方案1，本设计的系统传感器使用1v的蓄电池可以用来给本系统的传感器进行供电。这种新型蓄电池的最大优点之一是，它本身可以具有较强的对电流驱动的输出控制能力和相对稳定的电压和对输出电流控制的功能。但是由于这种蓄电池的缺点是使用时间长和体积太庞大了，价格也相对是很贵的，那么在一个智能的温度控制和报警器上进行使用的话对我们来说就是不太方便。这样我们就决定放弃了此方案。 方案2，本系统采用了usb的充电线来直接给本设计的单片机系统传感器进行供电。经过了长期的实验和设计验证，能够很好地从根本上满足了我们使用单片机对系统的功能进行设计和对性能进行控制的要求。系统的正常运行也相对是稳定的。这样综上所述我们很好地采用了此解决方案 2。3显示模块 显示温度传感器模块我们在屏幕上使用了一个新的lcd160液晶温度显示模块主要用来在单片机的屏幕上自动做物体温度的显示。lcd160液晶因为由于屏幕上显示的物体移动速度很快，使用简洁，显示的温度效果非常的明了就在目前的市场上已经得到了广大的认可和应用。又因为我们在单片机操作时经常需要手动设定屏幕上需要显示的物体温度和菜单就要求我们可以进行手动设置的物体温度和显示的菜单，用了一个新的alcd160液晶这样就很好地使得我们的单片机能够很好地在单片机的屏幕上自动显示这么多的物体温度和需要显示每一个菜单的主内容，因此我们很好地进行了研究并最终选择了此系列产品的温度显示设计方案。 2。4温度传感器 2。4。1方案一 我们首先简单地可以假设我们的传感器可以通过使用一个简单的非线性铂电阻校正温度传感器电路的方法来指导我们进行一个热敏测温的非线性铂电阻校正温度传感器的电路设计方法，同时用一个简单的铂桥式电路校正温度传感器的温度显示电路将热敏的感温效应和一个非线性铂电阻的热敏感温效应都清晰地在屏幕上表示了和传输出来，同时再将随后伴跟着被传感器所测的物体温度发生变化的信号以及传感器的相关被测物体的电压或电流的温度信号在屏幕上进行放大采集了清晰地显示和传输出来，最后通过校正温度传感器的电路加上一个温度信号的放大器将被温度所测的相关物体温度变化信号在传感器的液晶屏幕上很好地进行放大了并清晰地显示和传输出来，然后经过简单的a\d两个电路进行温度信号的转换器，最后通过校正温度传感器的电路加上一个可以显示温度传感器的温度显示电路到传感器液晶屏上，这样就很好地可以使得我们的传感器可以将被温度传感器所测的相关物体温度很好地在传感器的液晶屏幕上清晰地显示了出来。 图2。41铂电阻桥式测温电路 2。4。2方案二 如果我们的主机使用铂电阻的单片机使用桥式测温的电路和单片机系统电路不能直接的应用来完成，那我们就是因为可以直接考虑使用或者想其他的原因没有办法可以直接应用我们的桥式测温单片机使用数字温度传感器，结合我们的使用桥式测温的单片机电路使用一只桥式的铂电阻测温单片机的电路，使用一只简单的ds18b0温度传感器，这样就直接通过一个计算机的传感器来直接读取被测物体实际温度的各种相关信息和数值，最后我们还是直接的通过计算机进行了被测物体温度的数字信号转换，这样就是直接的完成了我们单片机桥式测温设计的主要桥式测温技术的目标和单片机性能的要求。桥式测温单片机系统的设计框图单片机ds18b0测温单片机传感器设计方案单片机系统的设计框图单片机设计方案比较好的设计方案一我们的单片机使用的桥式测温设备主要是一个铂电阻的单片机数字模拟温度传感器，数据实际的温度温度读取和数据处理操作执行起来比较麻烦，而且容易在操作的过程中或者出现间接的或者发生了一些数字信号的错误或者温度数字信号失真的温度错误现象等各种的情况。而我们的桥式测温单片机传感器ds18b0是直接把被测物体的实际温度转换成了一...
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