文档介绍：2009—2010学年
第二学期
毕业设计
课题名称:基于AT89S51单片机的数字温度测量及显示系统设计
设计时间:
系部:
班级:
姓名:
指导老师:
目录
第1章系统的总体设计 - 12 -
设计背景 - 12 -
电路的总体工作原理 - 12 -
第2章方案论证 - 15 -
题目分析 - 15 -
具体指标 - 15 -
具体控制要求 - 15 -
温度传感器的选择 - 15 -
显示器的选择 - 17 -
单片机的选择 - 18 -
第3章系统的硬件设计 - 20 -
单片机最小系统的设计 - 20 -
温度传感电路设计 - 21 -
温度控制电路的设计 - 24 -
键盘电路的设计 - 24 -
显示电路的设计 - 26 -
第4章系统的软件设计 - 29 -
系统的主程序设计 - 29 -
中断程序的设计 - 30 -
第5章系统的控制 - 32 -
温控电路及报警电路的控制 - 32 -
LCD显示电路的控制 - 33 -
使用说明 - 33 -
第6章全文总结 - 34 -
经济效益分析 - 34 -
社会效益分析 - 34 -
致谢 - 35 -
参考文献 - 52 -
附录I 元器件清单 - 35 -
附录II 程序 - 37 -
第1章系统的总体设计
设计背景
温度控制广泛应用于人们的生产和生活中,人们使用温度计来采集温度,通过人工操作加热、通风和降温设备来控制温度,这样不但控制精度低、实时性差,而且操作人员的劳动强度大。即使有些用户采用半导体二极管作温度传感器,但由于其互换性差,效果也不理想。在某些行业中对温度的要求较高,由于工作环境温度不合理而引发的事故时有发生。对工业生产可靠进行造成影响,甚至操作人员的安全。为了避免这些缺点,需要在某些特定的环境里安装数字温度测量及控制设备。本设计由于采用了新型单片机对温度进行控制,以其测量精度高,操作简单。可运行性强,价格低廉等优点,特别适用于生活,医疗,工业生产等方面的温度测量及控制。
本设计是一个数字温度测量及控制系统,能测柜内的温度,并能在超限的情况下进行控制、调整,并报警。保证环境保持在限定的温度中。
电路的总体工作原理
温度控制系统采用AT89S51八位机作为微处理单元进行控制。采用4X4键盘把设定温度的最高值和最低值存入单片机的数据存储器,还可以通过键盘完成温度检测功能的转换。温度传感器把采集的信号与单片机里的数据相比较来控制温度控制器。
:
AT89S51
温度控制
报警电路
显示电路
温度传感器
键盘设定
系统框图
根据系统的设计要求,选择DS18B20作为本系统的温度传感器,选择单片机AT89S51为测控系统的核心来完成数据采集、处理、显示、报警等功能。选用数字温度传感器DS18B20,省却了采样/保持电路、运放、数/模转换电路以及进行长距离传输时的串/并转换电路,简化了电路,缩短了系统的工作时间,降低了系统的硬件成本。
该系统的总体设计思路如下:温度传感器DS18B20把所测得的温度发送到AT89S51单片机上,经过51单片机处理,将把温度在显示电路上显示,本系统显示器为点阵字符LCD,1602液晶模块。检测范围5摄氏度到60摄氏度。本系统除了显示温度以外还可以设置一个温度值,对所测温度进行监控,当温度高于或低于设定温度时,开始报警并启动相应程序(温度高于设定温度时,风扇开;当温度低于设定温度时,加热器开)。
中央微处理器 AT89S51: AT89S51是一个低功耗,高性能CMOS 8位单片机,片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造,兼容标准MCS-51指令系统及80S51引脚结构,芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元,功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。AT89S51具有如下特点:40个引脚,4k Bytes Flash片内程序存储器,128 bytes的随机存取数据存储器(RAM),32个外部双向输入/输出(I/O)口,5个中断优先级2层中断嵌套中断,2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口,看门狗(WDT)电路,片内时钟振荡器。
此外,AT89S51设计和配置了振荡频率,并可通过软件设