摘要本课程设计采用单片机来实现对温度的控制。
它的主要组成部分有：AT89S51单片机，温度传感器、显示电路。
它可以实时的显示，实现对温度的测量，显示和报警等功能。
本课程设计采用AT89S51单片机控制DS18B20数字温度传感器采集温度，最后在LCD1602上显示温度值的温度检测系统。
系统设计了相关的硬件电路和相关应用程序。
硬件电路主要包括AT89S51单片机最小系统，测温系统，LCD液晶显示电路等。
系统程序主要包括主程序，读出温度子程序，LCD显示程序等。
关键词:AT89S51单片机；DS18B20；显示电路ABSTRACTThis course is designed by single chip microcomputer to realize control of the temperature.Its main components are:AT89S51,temperature sensor and display circuit.It can display real-time,realize the temperature measurement,display and alarm,etc.This course design USES AT89S51control temperature DS18B20digital temperature sensor acquisition,finally on the LCD1602display the temperature of the temperature detection system.System design the related hardware circuit and relevant applications. Hardware circuit including AT89S51minimum system,temperature measuring system,LCD display circuit,etc.System program mainly includes the main program,read the temperature subroutine,LCD display program,etc.Key words:AT89S521single chip microcomputer;DS18B20.Display circuit目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (4)1.1选题的背景 (4)1.2数字温度计简介 (4)1.2.1数字温度计的特征 (4)1.2.2设计实现的目标 (5)第2章温度检测系统的设计 (6)2.1设计方案论证与比较 (6)2.1.1显示电路方案 (6)2.1.2测温电路方案 (6)2.2系统总体方案 (7)第3章系统的硬件设计 (8)3.1单片机最小系统的设计 (8)3.1.1复位电路 (9)3.1.2晶振 (9)3.2温度传感电路设计 (10)3.3温度传感器与单片机的连接 (11)3.4显示电路的设计 (12)3.5报警电路 (13)第4章系统软件的设计 (14)4.1程序流程图 (14)4.1.1主程序 (14)4.1.2显示电路框图 (15)4.1.3读出温度子程序 (15)第5章系统调试 (17)5.1硬件调试 (17)5.2软件调试 (17)总结 (18)致谢 (19)参考文献 (20)附录 (21)第1章绪论1.1选题的背景随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现．能够独立工作的温度检测和显示系统应用于诸多领域。
传统的温度检测以热敏电阻为温度敏感元件。
热敏电阻的成本低，但需后续信号处理电路，而且可靠性相对较差，测温准确度低，检测系统也有一定的误差。
与传统的温度计相比，这里设计的数字温度计具有读数方便，测温范围广，测温精确，数字显示，适用范围宽等特点。
选用AT89S51单片机作为主控制器件，DSl8B20作为测温传感器通过LCD1602并行传送数据，实现温度显示。
通过DSl8B20直接读取被测温度值，进行数据转换，该器件的物理化学性能稳定，线性度较好，在10℃~30℃最大线性偏差小。
该器件可直接向单片机传输数字信号，便于单片机处理及控制。
另外，该温度计还能直接采用测温器件测量温度，从而简化数据传输与处理过程。
1.2数字温度计简介1.2.1数字温度计的特征温度是我们日常生产和生活中实时在接触到的物理量，但是它是看不到的，仅凭感觉只能感觉到大概的温度值，传统的指针式的温度计虽然能指示温度，但是精度低，使用不够方便，显示不够直观，数字温度计的出现可以让人们直观的了解自己想知道的温度到底是多少度。
数字温度计采用进口芯片组装精度高、高稳定性，内电源、微功耗、不锈钢外壳，防护坚固，美观精致。
数字温度计采用进口高精度、低温漂、超低功耗集成电路和宽温型液晶显示器，内置高能量电池连续工作≥5年无需敷设供电电缆，是一种精度高、稳定性好、适用性极强的新型现场温度显示仪。
是传统现场指针双金属温度计的理想替代产品，广泛应用于各类工矿企业，大专院校，科研院所。
数字温度计采用温度敏感元件也就是温度传感器（如铂电阻，热电偶，半导体，热敏电阻等），将温度的变化转换成电信号的变化，如电压和电流的变化，温度变化和电信号的变化有一定的关系，如线性关系，一定的曲线关系等，这个电信号可以使用模数转换的电路即AD转换电路将模拟信号转换为数字信号，数字信号再送给处理单元，如单片机或者PC机等，处理单元经过内部的软件计算将这个数字信号和温度联系起来，成为可以显示出来的温度数值，如25.0摄氏度，然后通过显示单元，如LED,LCD或者电脑屏幕等显示出来给人观察。
这样就完成了数字温度计的基本测温功能。
数字温度计根据使用的传感器的不同，AD转换电路，及处理单元的不同，它的精度，稳定性，测温范围等都有区别，这就要根据实际情况选择符合规格的数字温度计。
1.2.2设计实现的目标1)测温基本范围10℃~30℃。
2)超温报警。
3)LCD屏幕显示实时温度。
第2章温度检测系统的设计2.1设计方案论证与比较2.1.1显示电路方案方案一：采用数码管动态显示使用七段LED数码管，采用动态显示的方法来显示各项指标，此方法虽然价格成本低，但是显示单一，且功耗较大。
方案二：采用LCD液晶显示采用1602LCD液晶显示，此方案显示内容相对丰富，且价格不高。
综合上述原因，采用方案二，使用LCD液晶作显示电路。
2.1.2测温电路方案方案一：采用模拟温度传感器测温由于本设计是测温电路，可以使用热敏电阻之类的器件利用其感温效应，在将随被测温度变化的电压或电流采集过来，进行A/D转换后，就可以用单片机进行数据的处理，在显示电路上，就可以将被测温度显示出来，这种设计需要用到A/D转换电路，感温电路比较麻烦。
方案二：采用数字温度传感器进而考虑到用温度传感器，在单片机电路设计中，大多都是使用传感器，所以这是非常容易想到的，所以可以采用一只温度传感器DS18B20，此传感器，可以很容易直接读取被测温度值，进行转换，就可以满足设计要求。
综合考虑，很容易看出，采用方案二，电路比较简单，软件设计也比较简单，故采用了方案二。
2.2系统总体方案根据上述方案比较，结合题目要可以将系统分为主控模块，显示模块，温度采集模块和报警模块。
系统框图如2-1所示。
图2-1系统框图AT89S51复位电路报警电路显示电路温度传感器晶振电路第3章系统的硬件设计3.1单片机最小系统的设计目前的单片机开发系统只能够仿真单片机，却没有给用户提供一个通用的最小系统。
由设计的要求，只要做很小集成度的最小系统应用在一些小的控制单元。
其应用特点是:（1）全部I/O 口线均可供用户使用。
（2）内部存储器容量有限（只有4KB 地址空间）。
（3）应用系统开发具有特殊性图3-1最小系统图单片机最小系统如图3-1所示，其中有4个双向的8位并行I/O 端口，分别记作P0、P1、P2、P3，都可以用于数据的输出和输入，P3口具有第二功能为系统提供一些控制信号。
时钟电路用于产生MCS-51单片机工作所必须的时钟控制信号，内部电路在时钟信号的控制下，严格地按时序指令工作。
MCS-51内部有一个用于构成振荡器的高增益反向放大器，该高增益反向放大器的输入端为芯片的引脚XTAL1，输出端为XTAL2。
这两个引脚跨接石英晶体振荡器和微调电容，就构成了一个稳定的自激振荡器。
电路中的微调电容通常选择为30pF 左右，该电容的大小会影响到振荡器频率的高低、振荡器的稳定性和起振的快速性。
晶体的振荡频率为12MHz。
把EA脚接高电平，单片机访问片内程序存储器，但在PC值超过0FFFH（4Kbyte 地址范围）时，将自动转向执行外部程序存储器内的程序。
MCS-51的复位是由外部的复位电路来实现。
采用最简单的外部按键复位电路。
按键自动复位是通过外部复位电路的来实现的.我们选用时钟频率为12MHz,C1取47μf。
3.1.1复位电路在振荡器运行时，有两个机器周期（24个振荡周期）以上的高电平出现在此引脚时，将使单片机复位，只要这个脚保持高电平，52芯片便循环复位。
复位后P0－P3口均置1引脚表现为高电平，程序计数器和特殊功能寄存器SFR全部清零。
当复位脚由高电平变为低电平时，芯片为ROM的0000H处开始运行程序。
该芯片的复位脚为9脚，所以复位电路接AT89S51的9脚，具体电路如下图3-2所示。
当采用的晶体频率是6MHZ 时，可取C=22UF，R=1K；当采用的晶体频率为12MHZ时，可取C=10UF，R=8.2K。
不过这都是最佳的组合，也可以有其它大小的电容电阻，只要符合电路要求就可以，如本文就采用22UF的电容和10K的电阻，经试验也满足要求。
图3-2复位电路图3-3时钟信号电路(晶振）3.1.2晶振为了产生时钟信号，在内部设置了一个反相放大器，XTAL1是片内振荡器反相放大器的输入端，XTAL2是片内振荡器反相放大器的输出端，也是内部时钟发生器的输入端。
当使用自激振荡方式时，XTAL1和XTAL2外接石英晶振，使内部振荡器按照石英晶振的频率振荡，就产生时钟信号。
晶振一般使用石英晶体，其频率由系统需要和器件决定，在频率稳定度要求不高时也可以使用陶瓷滤波器。
使用石英晶体时C1、C2为C1=C2=30（±10）pF，使用陶瓷滤波器时，C1=C2=40（±10）pF。
本系统用12MHZ的石英晶振，接AT89S51的18和19脚，具体电路如图3-3所示。
3.2温度传感电路设计DS18B20的性能特点：采用单总线专用技术，既可通过串行口线，也可通过其它I/O 口线与微机接口，无须经过其它变换电路，直接输出被测温度值（9位二进制数，含符号位）测温范围为10℃-30℃内含64位经过激光修正的只读存储器ROM适配各种单片机或系统机用户可分别设定各路温度的上、下限内含寄生电源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,高速暂存器。