多点温度采集控制系统.docx

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1、LANZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY论文题目：多点温度采集控制系统系部名称:电子信息工程系专业班级:应电10-1班指导老师：姓 名：学 号：兰州工业学院毕业设计（论文）任务书电子信息工程 系2013届 应用电子技术 专业毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）题目多点温度采集控制系统课题内容性质理论研究课题来源性质教师收集的结合生产实际的 课题论文校内（外）指导教 师职称工作单位及部门联系方式副教授电子信息工程系一、题目说明（目的和意义）：单片机的应用领域非常广泛，在工业控制系统、数据采集系统和智能仪器 仪表等领域都得到了大量的应用。本系统采用温度测量和A/D转换于一体

2、的数字 温度传感器与51系列单片机构成多点温度测量系统。系统硬件电路结构简单， 传输距离远，可以很方便的实现多点测量可以对监测区域内进行多点温度采集、 监控和显示。通过本题目的研究和设计，使学生能够对单片机应用系统的设计方法包括总 体方案论证，系统硬件设计，系统软件设计有一个整体的认识。二、设计（论文）要求（工作量、内容）：要求学生能够熟练掌握单片机及其接口的应用；利用相应汇编语言编写出功 能模块程序；具备熟练使用Protel印刷电路板软件绘制硬件原理图、PCB板设计 的基本能力。此外参加设计的学生还应用做到：1. 每周主动和指导教师联系，定期汇报毕业设计进展、听取指导教师意见， 并要求有书面

3、报告材料。2. 撰写毕业论文（1万字）。3. 答辩前一周将毕业论文终稿和设计结果交指导教师审定。4. 每个学生必须独立完成毕业设计（论文）；5. 毕业设计（论文）书写规范、文字通顺、图表清晰、测试数据完整、结论明 确；6. 毕业设计（论文）应有中英文摘要（150200字）；7. 毕业设计（论文）正文前附毕业设计（论文）任务书，后附参考文献；8. 毕业设计（论文）要求文字打印，统一格式，统一封面，装订成册（详见毕 业设计撰写要求）。三、进度表日 期内 容第15周第16-17周第18周第19周第20周下学期1、2周通过调研，借助网络、书店、图书馆查阅相关资料，制定设计计划， 进彳丁需求分析。包括功

4、能分析、接口电路的选择等，要求以书面形式 交指导老师。要求通过小组答辩方可进行下一阶段设计。学习并掌握Protel印刷电路板软件。包括原理图的绘制，PCB板的制作等。及时向指导老师汇报 学习中出现的问题。根据需求设计系统的电路原理图要求以书面形式交指导老 师。通过老师审查后方可进行下一阶段设计。在硬件电路的基础上编写相应的功能模块程序以电子文档及时提交 指导老师，并通过老师审查后方可进行下一阶段设计。绘制硬件原理图的PCB图，系统硬件电路的诊断与检查，通 过仿真器在调试程序。对毕业设计进行总结，认真阅读毕业设计（论文）的书写要 求，撰写毕业论文。将毕业论文以书面与电子文档两种形式， 提交指导教

5、师批阅。进一步完善毕业论文，提交终稿，论文答辩。完成日期第20周答辩日期四、主要参考文献、资料、设备和实习地点及翻译工作量：（一）参考文献1 先锋工作室编著.单片机程序设计实例.清华大学出版社，2003.12 LM75A DATASHEET PHILIP. 3 高锋编著.单片微机应用系统设计及实用技术.机械工业出版社,2004.44 夏路易，石宗义编著.电路原理图与电路板设计教程.北京希望 电子出 版社，2002.65 何立民编著.单片机应用系统设计.北京航空航天大学,1990.16 尹雪飞，陈克安.集成电路速查大全.西安电子科技大学出版社，1997.10（二）设备和设计地点Pentium 微

6、机一台，电子信息工程系实验室或学生自习室（三）翻译工作量英文摘要250单词以内，关键词58个词。指导教师签字教研室主任签字主管系领导签字年 月 日年月日年月日注：本任务书要求一式两份，一份系部留存，一份报教务处实践教学科。摘要在日常生活和工业控制过程中经常需要进行多路温度测量并对温度的结果 进行分析，以做出相应的处理。数字式多路温度采集系统则是我们常见的。数字 式多路温度采集系统由主控制器、温度采集电路、温度显示电路、报警控制电路 及键盘输入控制电路组成。它利用单片机AT89C51做控制及数据处理器、智能 温度传感器DS18B20做温度检测器、LED数码显示管做温度显示输出设备。硬 件电路比较

7、简单，成本较低，测温范围大，测量精度高，读数显示直观，使用方 便。关键词：温度；传感器；单片机；控制AbstractIn the daily life and in the industry controlled process, frequently needs to carry on the multi-spots temperature survey, and carries on the analysis to the temperature result, makes corresponding processing.digital multiplex temperature acq

8、uisition system is our common .the digital multi-channel temperature gathering system by the master control regulator, the temperature gathering electric circuit, the temperature display circuit, reports to the police the control circuit and the keyboard entry control circuit is composed .It makes t

9、he control and the data processor, intelligent temperature sensor DS18B20 using monolithic integrated circuit AT89C51 makes the temperature detector, the LED numerical code display tube makes the temperature demonstration output unit. The hardware electric circuit quite is simple, the cost is low, t

10、he temperature measurement scope is big, and the measuring accuracy is high, reading demonstration is direct-viewing, easy to operate.Key words: temperature; sensor; monolithic integrated circuit; control1综述92数字式多路温度采集系统硬件电路设计102.1温度采集电路设计102.1.1 DS18B20简介102.1.2温度采集电路结构132.2单片机控制电路设计142.2.1单片机芯片选择1

11、42.2.2 AT89C51单片机工作基本电路设计142.3输入控制电路设计152.4显示电路设计162.4.1 LED数码显示管静态显示工作原理162.4. 2显示电路结构172.4.3显示电路工作过程172.5报警控制电路设计172.5.1报警控制电路结构172.5.2报警控制电路工作过程182.6电源电路设计182.7数字式多路温度采集系统元件清单192.8数字式多路温度采集系统电路图193数字式多路温度采集系统程序设计203.1主程序设计203.2子程序设计203.2.1 DS18B20的通信协议203.2.2子程序213.3数字式多路温度采集系统控制源程序244系统调试及性能分析25

12、4.1系统调试254.2系统性能分析255结束语26参考文献27致谢27附录29附录（1）数字式多路温度采集系统元件清单29附录（2）数字式多路温度采集系统原理图31一、综述温度是一种最基本的环境参数，人们的生活与环境温度息息相关，因此研究 温度的测量方法和装置具有重要的意义。温度测量装置的关键是温度传感器，温 度传感器的发展经历了三个发展阶段：（1）传统的分立式温度传感器，（2）模拟 集成温度传感器，（3）智能集成温度传感器。目前，国际上新型温度传感器正从 模拟式向数字式，从集成化向智能化、网络化的方向飞速发展。本人选择数字式多点温度采集系统设计。系统主要技术指标：（1）2路温度采集电路及以

13、上；（2）采集测温范围为-50+110 C；（3）温度精度，误差在0.1 C以内；（4）显示模块，采用LED数码管显示。二数字式多路温度采集系统硬件电路设计按照系统设计功能的要求，系统由5个模块组成：主控制器、温度采集电路、 温度显示电路、报警控制电路及键盘输入控制电路。数字式多路温度采集系统总 体电路结构框图如图1所示。多点温度采集DS18B20DS18B20报警控制电路（蜂鸣器）(AT89C51)主控制器温度显示器（LED）输入控制电路（按键）图2.1数字式多点温度采集系统结构框图采用智能温度传感器（DS18B20 ）采集环境温度并进行简单的模数转换；单 片机（AT89C51）执行程序对温

14、度传感器传输的数据进行进一步的分析处理，转 换成环境对应的温度值，通过I/O 口输出到数码显示管（LED）显示；由键盘输 入控制选择某采集电路检测温度及显示；报警电路对设定的最高最低报警温度进 行监控报警。2.1温度采集电路设计温度采样处理电路由温度传感器、放大电路、A/D转换电路等组成。采用分 块结构的温度采样处理电路，其硬件电路结构复杂，也不便于数据的处理。采用 智能温度传感器采样处理电路，能够方便的进行温度的采集及简单的数据处理。 并且可以达到设计的技术指标要求。本系统选择智能温度传感器DS18B20作为温度采集电路的核心器件。由DS18B20及辅助电路构成温度采集电路。2.1.1 DS

15、18B20 简介(1) DS18B20的性能特点DS18B20是美国DALLAS半导体公司推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等温度传感器相比，它能够直接读出被测温度，并可根据实际 要求通过简单的编程实现912位的数字值读数方式，可以在93.75ms至750ms 内完成相应9位至12位的数字量转换。它的测温精度可达到0.0625C/LSB。它 的测温范围是-55+125C。从DS18B20读出或写入信息仅需要一根口线，温度变换功率来源于数据总 线，总线本身也可以向所挂接的 DS18B20供电，无需额外电源。因而选用DS18B20是恰当的。(2) DS18B20的外形和内部结构DS1

16、8B20 采用脚PR-35封装，其外形和内部结构框图分别如图2、图3所示。图2.2 DS18B20外形结构图2.3 DS18B20内部结构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。64位光刻ROM的位结构图如图4所示。64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码。开始8位(28H)是产品类型标号，接着的48位是该DS18B20自身的序列号，最后8位是前面56位的循环冗余校验码。图2.4 64位ROM结构DS18B20温度传感器的内部存储器包括一个非易失性的可电擦除E2PRAM和一个高速暂存RA

17、M。E2PRAM包括存放高温度和低温度的触发器TH、TL和结构寄存器。非易失性温度报警触发器TH和TL，可通过软件写入用户报警上下限。高速暂存RAM的结构为9字节的存储器，结构图如图5所示。头2个字节 包含测得的温度信息。第3、4字节是TH和TL的拷贝，每次上电复位时被刷新。第5字节为配置寄存器，用于确定温度值的数字转换分辨率。第6、7、8字节保 留未用，表现为全逻辑1。第9字节读出前面所有8字节的CRC码，可用来检 验数据，从而保证通信数据的正确性。第5字节配置寄存器各位的定义如图6所示；低5位一直为1，TM是测试 模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式；R1和R0决定温度转

18、换的精度位数（即设置分辨率），定义方法见表1。TH用户字节ITL用户字节?EEROM图2.5高速缓存RAM结构TMR1R011111图2.6配置寄存器表1 DS18B20分辨率的定义规定R1R0 分辨率/位温度最大转换时间/ns00993.750110187.5101137511127509位分辨率时，精度为0.5C/LSB ； 10位分辨率时，精度为0.25C/LSB ； 11 位分辨率时，精度为0.125C/LSB ； 12位分辨率时，精度为0.0625C/LSB。转换 精度越高所需转换时间越长。为了达到本系统的技术指标，选择12位分辨率。(3) DS18B20供电方式外部电源供电方式是D

19、S18B20最佳的工作方式，工作稳定可靠，抗干扰能 力强，而且电路也比较简单，可以开发出稳定可靠的多点温度监控系统。在外接 电源方式下，可以充分发挥DS18B20宽电源电压范围的优点，即使电源电压VCC 降到3V时，依然能够保证测量精度。所以本系统采用外部电源供电方式。在外部电源供电方式下，DS18B20工作电源由VDD引脚接入，此时I/O线 不需要强上拉，不存在电源电流不足的问题，可以保证转换精度，同时在总线上 可以挂接任意多个DS18B20传感器，组成多点测温系统。外部电源供电方式如 图7所示。在外部供电方式下，DS18B20的GND引脚必须接地，不能悬空，否 则不能转换温度，读取的温度总

20、是2.1.2温度采集电路结构图2.7 DS18B20外部电源供电温度采集电路结构如图8所示。图中给出了2路温度采集电路，2只智能温 度传感器DS18B20的信号输出端都连接到单片机的P1.7端，电阻R6作为上拉 电阻。如果需要增加，可以在P1.7端再连接更多的智能温度传感器DS18B20O工作时，由程序控制读取某智能温度传感器DS18B20采集的温度数据，送 单片机处理。图2.8多点温度采集电路2.2单片机控制电路设计2.2.1单片机芯片选择MCS8031和AT89C512都具有4个8位I/O接口，但MCS8031没有内部程 序存储器，需要外接，增加了电路的复杂性；AT89C2051和AT89

21、C51都具有Flash ROM，可以省去外接程序存储器；但AT89C2051接口少，不利于功能扩展；故 选用 AT89C51。AT89C51单片机内部结构及主要性能特点：40个引脚，双列直插式封装； 有4个8位I/O接口；有全双工增强型UART可编程串行通信；2个16位定时/ 计数器；5个中断源，2个中断优先级；有片内时钟振荡器（全静态工作方式，0 24 MHz）；有128字节内部RAM，4KB Flash ROM （可以擦除1000次以上，数 据保存10年）；电源控制模式灵活（时钟可停止和恢复，空闲模式，掉电模式2.2.2 AT89C51单片机工作基本电路设计AT89C51单片机正常工作，必

22、须连接基本电路。基本电路包括晶振电路3 和复位电路4。（1）晶振电路单片机的时钟信号通常有两种产生方式：一是内部时钟方式，二是外部时钟 方式内部时钟方式是利用单片机内部的振荡电路产生时钟信号。外部时钟方式是 把外部已有的时钟信号引入到单片机内。本设计采用内部时钟方式，电路如图9 中所示。在单片机的XTAL1和XTAL2引脚外接石英晶体（简称晶振），作为单片机 内部振荡电路的负载，构成自激振荡器，可在单片机内部产生时钟脉冲信号。 C1和C2可以稳定振荡频率，并使快速起振。本电路选用晶振12MHz，CC2=30pF。（2）复位电路复位是使单片机处于某种确定的初始状态。单片机工作从复位开始。在单片

23、机RST引脚引入高电平并保持2个机器周期，单片机就执行复位操作。复位操 作有两种基本方式：一种是上电复位，另一种是上电与按键均有效的复位。本设 计采用后一种复位电路。电路如图9中所示。当RST获得高电平，随着电容。3的充电，RST引脚的高电平将逐渐下降。 若该高电平能保持足够2个机器周期，就可以实现复位操作。选择C3=10pF， R1=10KQO综上所述，单片机控制电路如图9所示。图2.9单片机控制电路2.3输入控制电路设计输入控制电路由按键及其接口构成，键盘是单片机最简单的输入设备。常用 键盘分为独立式键盘和矩阵式键盘。本系统的输入控制简单，采用独立式键盘及接口电路5。输入电路由2个按钮开关

24、、2个10欧的限流电阻组成；键扫描识别采用软件查询的方法。电路如 图10所示，各键功能如表2所示。P10P00P11P01P12P02P13P03P14P04P15P05P16P06P17EP07U9INT1P20ze AT89C51INT0P21P22T1P23T0P24P25EA/VPP26P27X1X2RESETRXDTXDRDALE/PWRPSEN图2.10按键输入控制电路表2各键功能按键键名功能S1第一路温度按键按下，LED数码显示管显示第一路温度。S2第二路温度按键按下，LED数码显示管显示第二路温度。2.4显示电路设计显示电路采用LED数码管显示。LED数码显示管有静态显示方式和

25、动态显 示方式，本系统采用串行输出6的静态显示方式。利用4片串转并芯片74LS164 将控制器输出的串行数据转换成并行数据输出，用来驱动4位LED数码显示管 显示数据。2.4.1 LED数码显示管静态显示工作原理LED显示器工作于静态显示方式时，各位的阴极（或阳极）选择线连接在 一起并接地（或+5V）；每位的段码线分别与1个8位的锁存器输出连接。各LED 显示某一字符时，相应段的发光二极管恒定地导通或截止，直到送入另一个字符 的段码为止。静态显示可以得到较高的显示亮度。静态显示有并行输出和串行输 出两种方式。并行输出显示的十进制位数多时，需要并行I/O接口芯片的数量较多。串行输出可以大大节省单

26、片机的内部资源。2.4.2显示电路结构显示电路由单片机AT89C51的P3.0端作数据输出，连接到低位74LS164的 数据输入引脚端，其余3片74LS164的数据输入端分别接到它前面一位74LS164 的数据输出端的最高位引脚端。单片机AT89C51的P3.1、P1.4端分别接到一个 与门电路的输入端，与门电路的输出端分别与每片74LS164的输出允许控制端 相连接。每片74LS164的输出端分别连接到一个数码显示管。显示电路结构图 如图11所示。DS1 DPY 7-SEG DFDS2 DPY 7-SEG DFDS3 DPY 7-SEG DFDS4 DPY 7-SEG DPY PDbcdef

27、g8,2345674561113)1 2 3 4 5 6 7 Q QQQ QQQQa1 3Q QQQ QQQQ1 2 3 4 5 6 70 1 2 3 4 5 6 7 Q QQQ QQQQ0 1 2 3 4 5 6 7Q QQQ QQQQP3.0(RXD)P3 1(TXD)U1 74LSK4K R ab c . m1 289U2 74LSK4KLA B C .U3 74LSK4K R ab c . mU4 74LSK4K R A B C . M89VCC图2.11显示电路图2.4.3显示电路工作过程AT89C51单片机工作在串行口方式0下（移位寄存器方式），P3.0 （RXD） 为数据输出端，

28、P3.1（TXD）为移位脉冲输出端，P1.4为74LS164允许输出控制 端。串行口发送缓冲区的数据在移位脉冲的作用下，一位一位地从P3.0 口移入 到74LS164中，并在控制信号的控制作用下，通过LED数码显示管显示。2.5报警控制电路设计报警控制电路采用压电式蜂鸣器作发声体，用三极管对蜂鸣器发声进行控 制。2.5.1报警控制电路结构报警控制电路由单片机AT89C51的P3.7端作输出，通过一个限流电阻与三极管C945的基极相连接。三极管C945集电极连接压电蜂鸣器（BUZZER）的 一端。压电蜂鸣器的另一端连接电源。报警控制电路如图12所示。图2.12报警工作电路2.5.2报警控制电路工

29、作过程（1）压电蜂鸣器工作原理压电蜂鸣器以压电陶瓷制作而成。压电陶瓷是一类有将压力与电流相互转换 能力的特殊陶瓷。当压电陶瓷在一定方向上受到一个压力使其晶体结构发生形变 时，它就会在内部产生一个电流，电流的变化与压力的变化密切相关。反之，当 在压电陶瓷上加上一定频率的电压，就会在内部产生一定频率的电流，从而就会 引起压电陶瓷微小形变，这一形变带动空气发生振动。如果频率适当，就产生蜂 鸣声，可以被人耳所听见。（2）报警控制电路工作过程报警控制信号由单片机AT89C51的P3.7端输出，通过一个限流电阻加到三 极管C945的基极。当P3.7端的输出信号发生变化时，则三极管C945将交替的 工作于截

30、止、饱和状态，形成高低电平的波，从而使压电蜂鸣器发出声音。2.6电源电路设计电源电路7 由变压器、单相桥式整流电路、滤波电路和三端稳压电路构成。 其电路图如图13所示，图中“output出为+5V。图2.13电源电路TRAMS 1电子设备中常使用输出电压固定的集成稳压器。三端式稳压器只有输入、输 出和公共引出端，由启动电路、基准电压电路、取样比较放大电路、调整电路和 保护电路等部分组成。在本系统中，要求电源电压为+5V，由于三端式稳压器输 出电压固定，故在设计中选择三端式稳压器L7805。三端式稳压器的输入与输出 之间电压差为23V，整流桥的输出电压是输入电压（有效值）的1.2倍，根据有 效值

31、与峰-峰值的关系选择220V/6V的变压器。由于L7805的最大输出电流为1A， 电压为稳定的+5V，输出功率为5W，加上三端式稳压器L7805的消耗，故本系 统选择降压比为220V/6V、功率为10W的变压器。图13中C4、C5为低频滤波 电容，根据经验选择电解电容，其容值分别为C4=220吁、C5=47pF； C6、C7为 高频滤波电容，均选0.1pF的无极性电容。发光二极管用于指示电源是否接通， 选择FG1112004发光二极管，根据FG1112004正向电流为5mA及管压降为+2V， 选择限流电阻R5= 680Q。2.7数字式多路温度采集系统元件清单数字式多路温度采集系统元件清单，见附

32、录（1）。2.8数字式多路温度采集系统电路图数字式多路温度采集系统原理图，见附录（2）（图14）数字式多路温度采集系统印刷电路板图，见附录（3）（图15）三、数字式多路温度采集系统程序设计3.1主程序设计主程序8主要功能是控制调用子程序，实现温度的实时显示、读出并处理DS18B20的测量温度值（温度测量每1s进行一次）。其程序流程图如图16所示。图3.1数字式多路温度采集系统主程序流程图3.2子程序设计3.2.1 DS18B20的通信协议根据DS18B20的通讯协议7，主机（单片机AT98C51）控制DS18B20完 成温度转换必须经过三个步骤：每一次读写之前都要对DS18B20进行初始化 操

33、作，初始化成功后发送一条存储器操作命令（ROM指令），最后处理数据（发 送RAM指令），这样才能对DS18B20进行预定的操作。所用各ROM、RAM 操作指令分别如表3、表4所示。表3 ROM指令表指令约定代码功能读ROM33H读DS18B20温度传感器ROM中的编码（即64位地址）发出此命令之后,接着发出64位ROM编码,访问单总线上符合ROM55H与该编码相对应的DS18B20使之做出响应，为下一步对该DS18B20的读写做准备.搜索ROM0F0H用于确定挂接任同一总线上DS18B20的个数和识别64 位ROM地址。为操作各器件作好准备。跳过ROM0CCH忽略64位ROM地址直接向DS18

34、B20发温度变换命令。适用于单片工作。告警搜索命令0ECH执行后温度超过设定值上限或下限的片子才能做出响应。表4 RAM指令表指令约定代码功能温度转换44H启动DS18B20进行温度转换，12位转换时最长为750ms（9位为93.75ms）。结果存入内部9字节RAM中。读暂存器0BEH读内部RAM中9字节的内容。写暂存器4EH发出向内部RAM的3、4字节写上、下限温度数据命令，紧跟该命令之后，是传送两字节的数据。3.2.2子程序（1）键盘扫描子程序键盘扫描子程序对按下的键进行判断，并转到按下的相应键对应的程序段， 执行相应的功能。其程序流程图如图17所示。（2）温度转换命令子程序温度转换命令子

35、程序主要是发送温度转换开始命令。在发送匹配ROM命令后，紧跟着发送要进行测温的DS18B20的64位ROM序列（这个序列号一般由 厂方提供或通过实验的方式获得）。采用12位分辨率，转换时间约为750ms。其 程序流程图如图18所示。图3.2键盘扫描子程序流程图图3.3温度转换命令子程序流程图（3）读出温度子程序读出温度子程序主要功能是读出RAM中的9个字节，在读出时需进行CRC 校验，校验有错时不进行温度数据的改写。其程序流程图如图19所示。（4）计算温度子程序从DS18B20读取出的二进制值必须先转换成十进制值，才能用于字符的显 示。在系统采用12位转换精度，温度寄存器里的值是以0.0625

36、为步进的，即温 度值为温度寄存器里的二进制值乘以0.0625，就是实际的十进制温度值。通过观察可以发现一个十进制值和二进制值之间有很明显的关系。低字节的 高半字节乘以0.0625恰好就是原整数。因此，把二进制的高字节的低半字节和 低字节的高半字节组成一个字节，这个字节的二进制值化为十进制值后，就恰好 是温度值的百、十、个位值；剩下的低字节的低半字节化成十进制后，就是温度 值的小数部分。小数部分因为是半个字节，所以二进制值范围是0F，转换成 十进制小数值就是0.0625的倍数。这样需要4位的数码管来显示小数部分，实 际应用不必有这么高的精度，采用1位数码管来显示小数，可以精确到0.1C。 表5就

37、是二进制和十进制小数的近似对应关系。其程序流程图如图20所示。表5小数部分二进制和十进制的近似对应关系表小数部分0123456789ABCDEF二进制数十进制数0011233455667889图3.3读出温度子程序流程图图3.4计算温度子程序流程图(5) 显示数据刷新子程序显示数据刷新子程序9主要是对显示缓冲区中的显示数据进行刷新操作，当 最高显示位为0时将符号显示位移入下一位。其程序流程图如图21所示。图3.5显示数据刷新子程序流程图图3.6报警控制子程序流程图(6) 报警控制子程序当设定的最高报警温度值大于显示缓冲区中的数据时，发出报警，提示温度 超过设定的最大值。其程序流程图如图22所示

38、。3.3数字式多路温度采集系统控制源程序数字式多路温度采集系统控制源程序，见附录(4)。四、系统调试及性能分析4.1系统调试系统调试分为硬件调试和软件调试两步。（1）硬件调试硬件调试比较简单，首先检查电路的焊接是否正确及电路中有没有虚焊等问 题，然后可用万用表测试或通电检测电路。（2）软件调试软件调试以程序为主。先编写一段显示程序对硬件的正常工作进行检验，然 后进行主程序、匹配ROM子程序、读出温度子程序、温度转换命令子程序、计 算温度子程序、显示数据刷新子程序等的编程及调试。软件调试到能显示温度值，而且在有温度变化时（例如用手去接触）显示温 度能够改变就基本完成软件调试。由于DS18B20与

39、单片机采用单线串行数据传送，因此，对DS18B20进行读 写编程时必须严格地保证读写时序，否则将无法读取测量结果。4.2系统性能分析用制作的测温系统和已有的成品温度计（如水银温度计）来同时测量环境温 度，并对测量的结果进行比较分析。由比较分析及DS18B20的特点可得，用本系统进行测温时，精度很高，误 差指标可以限制在0.1C以内；另外在-55+125C的测温范围内使得该系统完全 适合一般的应用场合。五、结束语数字式多点温度采集系统具有温度采集、显示、简单的人机对话及报警功能。 它的测温范围宽(-55+125C),测量精度可通过编程调节，最高精度可达到0.0625 C/LSB。本系统主要是适用

40、于采集显示温度，不具备控制调节温度功能。但能够进行 硬件和软件功能扩展。在硬件扩展后，通过软件编程实现控制功能扩展。例如当 环境温度达到一定值时，通过软件编程进行判断，从主控制器的一个I/O端口输 出一个控制指令，去驱动外部的控制电路工作，从而调节环境温度，使环境温度 达到人们所需的要求。因此在人们健康意识日益提高的今天有很好的市场推广前 景。参考文献1 李光飞.单片机课程设计实例指导M.北京：北京航空航天大学出版社，2004： 105-106.2 余永权.ATMEL系列单片机应用技术M.北京：北京航空航天大学出版社，2002：25- 26.3 张毅刚.单片机原理及应用M.北京：高等教育出版社

41、，2004： 31-33.4 李玉峰.MCS-51系列单片机原理与接口技术M.北京：人民邮电出版社，2004：26- 27.5 宋亚伟李恒宗.基于DS18B20的温度采集控制系统.机电工程技术2008第 9期6 李全利.单片计原理及接口技术M.北京：高等教育出版社，2004： 117-149.7 康华光.电子技术基础（模拟部分）M.北京：高等教育出版社，1999： 444、446、 455.8 周航慈.单片机程序设计基础M.北京：北京航空航天大学出版社，2003.9 胡健.单片机原理及接口技术实践教程M.北京：机械工业出版社，2004.致谢行文至此，我的这篇论文已接近尾声；岁月如梭，我三年的大

42、学时光也即将 敲响结束的钟声。离别在即，站在人生的又一个转折点上，心中难免思绪万千， 一种感恩之情油然而生。生我者父母。感谢生我养我，含辛茹苦的父母。是你们，为我的学习创造了 条件；是你们，一如既往的站在我的身后默默的支持着我。没有你们就不会有我 的今天。谢谢你们，我的父亲母亲！经过几个月的努力，在指导教师蔺鹏副教授及同学的帮助下，顺利完成了毕 业设计。毕业设计是对大学三年所学知识的综合运用，也是理论走向实践的第一 步。在此设计过程中，扩展了知识面，增强了独立思考和自学的能力，为以后走 向工作岗位奠定了基础。在此首先感谢母校一一兰州工业学院的辛勤培育之恩；其次，感谢电子信息 工程系给我提供了很

43、好的设计环境，使我的设计得以顺利的进行。最后，感谢设 计指导老师，在题目选定、总体方案确立、资料收集与提供等方面给予了悉心 指导和大力帮助，并对本系统的论文多次进行认真审阅、批注，提供了许多宝贵 的修改意见。另外我还得到了同班同学的支持和鼓励，对这些同学表示诚挚的谢 意，也对参考书的作者表示感谢。附录附录（1）数字式多路温度采集系统元件清单编号元件名称型号及规格数量1单片机芯片AT89C5112感温元件DS18B2023七段数码显示器LED44串转并芯片74LS16445晶振12MH16按键-37三极管C94518压电蜂鸣器-19整流二极管1N4007410发光二极管FG1112004111电

44、阻100212电阻1000113电阻6800114电阻4.70115电阻10K0116电容0.1 gF217电容30 pF218电容47gF/50V119电容100gF/50V120电容220 aF/50V21与门74LS08附录（2）数字式多路温度采集系统原理图VCCVCCDS1CMD2DDS18LDNDVG-DVU5U62323D.NGR64.7JR5600VCC 二 VCCP10P11P12P13P14P15P16P17U9-43-423+5VU107805Vii1N400-45-41235 vCC1C310uFVCCR1101R41007N4007C4TRANS11N4001N4007G2P02C0.1u&2(电P07P22咨U7VCCVCC8298298B A U4B A U3DNR KM LCR KM LCR KM LCP0(P02U4P2WP2.L6P2WP27P0U4P0顼37U6PO：顼P0隽INT1P20INT0AT89C51 P2T1T0EA/VPX