《单片机应用与仿真训练》设计报告-多机温度检测系统设计.doc

精品设计
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 ℃。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℃;℃;可以任意设定温度的上下限报警功能。
关键字:AT89S52 DS18B20 数码管测温报警串行通信
1 概述
设计应用背景
在现代社会,不管是在工农业生产还是在人们的日常生活中,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。

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
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,,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。

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
AT89S52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