51单片机的多路温度采集控制系统设计
摘 要
本设计制作一个了单片机控制的数字式多路温度采集系统。采用了 STC89C51单片机作为主控制器，采用LED键盘模组作为键盘输入和显示单元 ,通过一线制温度传感器 DS18B20 实现温度的采集。实现了两路温度的实时监控，并通过5位数码管进行实时显示，利用单片机的定时器实现每隔2s自动切换一个通道。同时可以通过按键方式进行手动切换通道和为每个通道设计独立的报警温度。该系统的优势在于成本低、实时，方便。可以推广到利用单总线模式挂接多个温度传感器采集多个场合的温度，实现多场合的温度实时监控。
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关键字:微控制器、温度传感器、定时器
目 录
一、前言 5
二、方案设计 6
三、主要器件介绍 7
（一）单片机功能简介 7
（二）数字温度传感器DS18B20介绍 8
四、硬件设计 8
（一） 系统电源电路设计 8
（二） 数码管驱动电路设计 9
（三） 单片机复位电路设计 11
（四） 振荡器电路模块设计 11
（五） 按键调整电路设计 12
（六） 温度报警电路设计 13
（七）晶体管驱动电路 13
（八）数据采集电路 14
DS18B20数字温度传感器完成数据的采集任务，电路图如图4-9所示。 14
五、软件设计 14
（一）主程序设计 15
（二）定时/计数器0中断服务程序 17
（三）温度采集及模数转换子程序ADCON 17
（四）驱动控制子程序DRVCON 18
（五）十进制转换子程序METRICCON 18
（六）数码显示子程序DISP 18
六、结束语 18
七、参考文献 19
八、致谢 20
附录 21
（一）原理图 21
（二）PCB版 22
(三)源程序清单 22
（四）元器件清单 26
一、前言
随着现代信息技术的飞速发展，温度测量控制系统在工业、农业及人们的日常生活中扮演着一个越来越重要的角色，它对人们的生活具有很大的影响，所以温度采集控制系统的设计与研究有十分重要的意义。 本次设计的目的在于学习基于51单片机的多路温度采集控制系统设计的基本流程。本设计采用单片机作为数据处理与控制单元，为了进行数据处理，单片机控制数字温度传感器，把温度信号通过单总线从数字温度传感器传递到单片机上。单片机数据处理之后，发出控制信息改变报警和控制执行模块的状态，同时将当前温度信息发送到LED进行显示。本系统可以实现多路温度信号采集与显示，可以使用按键来设置温度限定值，通过进行温度数据的运算处理，发出控制信号达到控制蜂鸣器和继电器的目的。 我所采用的控制芯片为AT89c51，此芯片功能较为强大，能够满足设计要求。通过对电路的设计，对芯片的外围扩展，来达到对某一车间温度的控制和调节功能。
二、方案设计
通过温度传感器热敏电阻从环境的不同位置采集温度，经过ADC0809数模转换，单片机 AT89S52 获取采集的温度值，经处理后得到当前环境中一个比较稳定的温度值，通过LED显示当前的温度值，再根据当前设定的温度上下限值，通过加热和降温对当前温度进行调整。当采集的温度经处理后超过设定温度的上限时，单片机通过三极管驱动继电器开启降温设备 (压缩制冷器) ，当采集的温度经处理后低于设定温度的下时 , 单片机通过三极管驱动继电器关闭设备。
当由于环境温度变化太剧烈或由于加热或降温设备出现故障，或者温度传感头出现故障导致在一段时间内不能将环境温度调整到规定的温度限内的时候，单片机通过三极管驱动扬声器发出警笛声。如图2-1所示本设计采用方案系统框图。
三、主要器件介绍
（一）单片机功能简介
AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。引脚图如图3-1所示。
P0 口：P0 口是一组8 位漏极开路型双向I/O 口， 也即地址/数据总线复用口。
P1 口：对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流。
P2 口：对端口P2 写“1”，可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)。
P3 口：P3 口是一组带有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口。P3 口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个TTL 逻辑门电路。对P3 口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。此时，被外部拉低的P3 口将用上拉电阻输出电流（IIL）。
ALE/PROG：当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8 位字
PSEN：程序储存允许。
EA/VPP：外部访问允许。
XTAL1：振荡器反相放大器的及内部时钟发生器的输入端。
XTAL2：振荡器反相放大器的输出端。
RST：复位输入。
（二）数字温度传感器DS18B20介绍
DS18B20数字温度传感器接线方便，封装成后可应用于多种场合，DS18B20的数字温度计提供9至12位，信息被发送到/从DS18B20 通过1线接口，所以中央微处理器与DS18B20只有一个一条口线连接。为读写以及温度转换可以从数据线本身获得能量，不需要外接电源。适应电压范围更宽，独特的单线接口方式，DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯 ，测量结果直接输出数字温度信号，以“一 线总线”串行传送给CPU，同时可传送CRC校验码，具有极强的抗干扰纠错能力,电源极性接反时，芯片也不会因发热而烧毁。 如图3-2所示为其管脚图。
原文链接：http://www.jxszl.com/jxgc/zdh/4985.html
