基于单片机温度检测系统说明书课程设计(编辑修改稿)

基于单片机温度检测系统说明书课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

，进行转换，就可以满足设计要求。 温度计电路设计总体设计方框图如图 1 所示，控制器采用单片机 STC89C52，温度传感器采用 DS18B20，用 3 位 LED 数码管以串口传送数据实现温度显示。 长春大学 课程设计纸 第 7 页 共 22 页 DS18B20 采用 3 脚 PR35 封装或 8 脚 SOIC 封装。 长春大学 课程设计纸 第 8 页 共 22 页 图 总体设计方框图 主控制器：单片机 AT89S51 具有低电压供电和体积小等特点，四个端口只需要两个口就能满足电路系统的设计需要，很适合便携手持式产品的设计使用系统可用二节电池供电。 显示电路：显示电路采用 3 位共阳 LED 数码管，从 P3 口 RXD,TXD 串口输出段码。 长春大学 课程设计纸 第 9 页 共 22 页 三 系统硬件设计与实现 单片机的选择 STC89C52 的特点及选择原因 STC89C52 作为温度测试系统设计的核心器件．该器件是 INTEL 公司生产的 MCS 一 5l系列单片机中的基础产品，采用了可靠的 CMOS 工艺制造技术．具有高性能的 8 位单片机，属于标准的 MCS 一 51 的 CMOS 产品。 片内含 8K bytes的可贩毒擦写的只读程序存储器（ PEROM）和 256 bytes 的随机存取数据存储器（ RAM），器件兼容标准的 MCS51 指令系统。 片内置通用 8 位中央处理器（ CPU）和 Flash 存储单元。 结合了 HMOS 的高速和高密度技术及 CHMOS 的低功耗特征。 其具有如下性质： （ 1）与 MCS51 产品指令系统完全兼容 （ 2） 8K 字节可重擦写 Flash 闪烁存储器。 （ 3）寿命： 1000 写 /擦循环。 （ 4）数据保留时间： 10 年。 （ 5）全静态工作： 0Hz24Hz。 （ 6）三级程序存储器锁定。 （ 7） 128*8 位内部 RAM。 （ 8） 32 可编程 I/O 线。 （ 9）三个 16 位定时器 /计数器。 （ 10） 8 个中断源。 （ 11）可编程串行通道。 （ 12）低功耗的闲置和掉电模式。 （ 13）片内振荡器和时钟电路。 STC89C52 单 片机提供以下标准功能： 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， STC89C52 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。 长春大学 课程设计纸 第 10 页 共 22 页 由于此设计需要编写程序，需要将程序烤入单片机中，因此单片 机必须具有足够多的存储空间，其具有 8K 字节的 Flash 完全满足要求。 32 位的 I/O 口线能够使得单片机与温度显示器、温度传感器、键盘、报警电路、按键电路和指示灯连接等等变得可能。 16 位的定时计数器使得读取数据变得更加简单，同时其结构有利于晶振电路和复位电路的连接。 最重要的是，能够在掉电状态下保存 RAM内的数据。 同时，与同类 51 单片机相比， STC89C52 具有更强的可操作性。 因此，对于本设计来说，选择 STC89C52 是最有利的。 STC89C52 的工作模式及注意事项 STC89C52 单片机有两种可 用软件编程的省电模式，它们是空闲模式和掉电工作模式。 这两种方式是控制专用寄存器 PCON(即电源控制寄存器 )中的 PD（ PCON1）和 IDL(PCON0)位来实现的。 PD 是掉电模式，当 PD=1 时，激活掉电工作模式，单片机进入掉电工作状态。 IDL 是空闲等待方式，当 IDL=1，激活空闲工作模式，点偏激进入睡眠状态。 如需同时进入两种工作模式，即 PD 和 IDL同时为 1，则先激活掉电模式。 在空闲工作状态下， CPU 保持睡眠状态而所有的片内的外设都保持激活状态，这种方式由软件产生，此时片内 RM 和所有特殊功能寄存器的内容保 持不变。 空闲模式可由任何允许的中断请求或硬件复位终止。 终止空闲工作模式的方法有两种，进入中断服务程序，执行完中断服务程序并紧随 RST1（中断返回）指令后，下一条要执行的指令就是使单片机进入空闲模式的那条指令后面的一条指令。 其二是通过硬件复位可以将空闲工作模式终止。 需要注意的是，当由硬件复位来终止空闲工作模式时， CPU 通常是从激活空闲模式那条指令的吓一跳指令开始继续执行程序的，要完成内部复位操作，硬件复位脉冲要保持两个机器周期（ 24 个时钟周期）有效，在这种情况下，内部禁止 CPU 访问片内 RAM，而允许访问其 他端口。 为了避免可能对端口产生意外写入，激活空闲状态的那条指令后一条指令不应是一条端口或外部存储器的写入指令。 在掉电模式下，振荡器停止工作，进入掉电模式的指令是最后一条被执行 的指令。 片内 RAM 和特殊功能寄存器的内容在终止掉电模式前被冻结。 退出掉电模式的唯一方法是硬件复位，复位后将重新定义全部特殊功能寄存器但并没有因此改变 RAM 中的内容，在 Vcc 恢复到正常工作电平前，复位应无效，必须保持一定时间以使振荡器重启动并稳定工作。 STC89C52 单片机具有一些极限参数： （ 1）工作温度： 55 摄氏度至 +125 摄氏度 （ 2）储藏温度： 65 摄氏度至 +150 摄氏度 长春大学 课程设计纸 第 11 页 共 22 页 （ 3）任一引脚对地电压： 至 + （ 4）最高工作电压： （ 5）直流输出电流： 传感器的选择 DS18B20 的特点及选择原因 DS18B20 是美国 DALLAS 公司继 DS1820 之后推出的增强型单总线数字式温度传感器，它在转换速度、转换时间、传输距离、分辨率等方面较之前产品有了很大的改进，给用户带来了更方便、更令人满意的效果。 DALLAS 最新单线数字温度传感器 DS18B20 是一种新型的“一线器件”，其体积更小、更适用于多种场合、且适用电压更宽、更经济。 DALLAS 半导体公司的数字化温度传感器 DS18B20 是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。 温度测量范围为 55～ +125 摄氏度，可编程为 9 位～ 12 位转换精度，测温分 辨率可达 摄氏度，分辨率设定参数以及用户设定的报警温度存储在 EEPROM 中，掉电后依然保存。 被测温度用符号扩展的 16 位数字量方式串行输出；其工作电源既可以在远端引入，也可以采用寄生电源方式产生；多个 DS18B20 可以并联到 3 根或 2 根线上， CPU 只需一根端口线就能与诸多 DS18B20 通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。 因此用它来组成一个测温系统，具有线路简单，在一根通信线，可以挂很多这样的数字温度计，十分方便。 DS18B20 内部结构主要由四部分组成： 64 位光刻 ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器 TH 和 TL、配置寄存器。 DQ 为数据输入 /输出引脚。 开漏单总线接口引脚。 当被用着在寄生电源下，也可以向器件提供电源； GND 为地信号； VDD 为可选择的 VDD 引脚。 当工作于寄生电源时，此引脚必须接地。 在硬件上， DS18B20 与单片机的连接有两种方法，一种是 VCC 接外部电源，GND 接地， I/O 与单片机的 I/O 线相连；另。