湖州师范学院课程设计总结报告课程名称单片机应用系统设计设计题目温度测控与报警系统专业电子与信息工程班级080823班姓名杨健学号08082345指导教师王玉玲报告成绩信息与工程学院二〇一一年三月二十九日《单片机应用系统设计》课程设计任务书一、课题名称《温度测量与报警系统》二、设计任务1.利用四位数码管显示当前温度；2.通过键盘修改报警温度上限与下限值；3. 具有报警功能，报警温度上限与下限值能修改，利用蜂鸣器实现报警；上限温度值到达时发出“嘀-嘀-嘀-嘀”的报警音。
三、设计报告撰写规范单片微机应用系统设计总结报告正文，主要含以下内容（硬件、软件各部分内容也可组合起来进行撰写说明）：1.系统总体设计方案（画出系统原理框图、方案的论证与比较等内容）；2.硬件系统分析与设计（各模块或单元电路的设计、工作原理阐述、参数计算、元器件选择、完整的系统电路图、系统所需的元器件清单。
等内容）；3.软件系统分析与设计（各功能模块的程序设计流程图与说明、软件系统设计、软件抗干扰措施、完整的程序等内容）；4.系统仿真调试与参数测量（使用仪器仪表、故障排除、电路硬件和软件调试的方法和技巧、指标测试的参数和波形、测量误差分析）；5.总结（本课题核心内容及使用价值、电路设计、软件设计的特点和选择方案的优缺点、改进方向和意见等）；6.按统一格式列出主要参考文献。
《电子琴设计》课程设计总结报告目录一、系统总体设计方案---------------------------------------------------------------------------二、硬件系统设计与分析-----------------------------------------------------------------------三、软件系统设计与分析------------------------------------------------------------------------四、系统仿真调试与参数测量-----------------------------------------------------------------五、总结--------------------------------------------------------------------------------------------《温度测量与报警系统》一、系统总体设计方案1.1方案一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，其中还涉及到电阻与温度的对应值的计算，感温电路比较麻烦。
而且在对采集的信号进行放大时容易受温度的影响出现较大的偏差。
1.2 方案二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，电路简单，精度高，软硬件都以实现，而且使用单片机的接口便于系统的再扩展，满足设计要求。
从以上两种方案，很容易看出，采用方案二，电路比较简单，费用较低，可靠性高，软件设计也比较简单，故采用了方案二。
二、设计方案系统总体设计温度计电路设计总体设计方框图如图1 所示，控制器采用单片机STC89C52RC，温度传感器采用DS18B20，用 3 位LED 数码管以串口传送数据实现温度显示。
2.1：主系统由单片机最小系统、显示电路、按键、温度传感器等组成2.2：显示电路采用4 位共阴极LED 数码管，P0 口由上拉电阻提高驱动能力，作为段码输出并作为数码管的驱动。
P2 口的低四位作为数码管的位选端。
采用动态扫描的方式显示2.3：温度测量电路：温度传感器DS18B20 温度传感器是美国DALLAS 半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现９～１２位的数字值读数方式。
DS18B20 的性能特点如下：a 、独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；b 、多个DS18B20 可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能c 、无须外部器件；d 、可通过数据线供电，电压范围为3.0~5.5Ｖ；e 、零待机功耗；f 、温度以９或１２位数字；g 、用户可定义报警设置；h 、报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件；i 、负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作；DS18B20 可以采用两种方式供电，一种是采用电源供电方式，此时DS18B20 的1 脚接地， 2 脚作为信号线，3 脚接电源。
另一种是寄生电源供电方式，如图4 所示单片机端口接单线 总线，为保证在有效的DS18B20 时钟周期内提供足够的电流，可用一个MOSFET 管来完成对 总线的上拉。
当DS18B20 处于写存储器操作和温度A/D 转换操作时，总线上必须有强的上拉，上拉开 启时间最大为10us 。
采用寄生电源供电方式时VDD 端接地。
由于单线制只有一根线，因此 发送接口必须是三态的。
4,报警温度调整按键本系统设计三个按键，采用查询方式，一个用于选择切换设置报警温度和当前温度，另 外两个分别用于设置报警温度的加和减。
均采用软件消抖。
三、 电路设计3.1，最小系统原理图：V CC Y 112MHZC 230u FC 330u FP1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78R ESE T 9R XD 10TX D 11INT 012INT 113T014T115V CC 40P2.627P0.138P0.039P0.237P0.336P0.435P0.534P0.633P0.732P2.526EA /VP 31A LE/P 30PS EN 29P2.425P2.728W R 16R D 17X TA L218X TA L119V SS 20P2.324P2.223P2.122P2.021U 1C AP12345678161514131211109R P151kp 0.0p 0.1p 0.2p 0.3p 0.4p 0.5p 0.6p 0.7R 1010K+C 510μFR STKV CC 最小系统p 1.0P2.3P2.4P2.5P2.03.2:数码管显示电路原理图a b f c g deDPY 1234567a b c d e f g 8dpdp33D S1a b f c g deDPY 1234567a b c d e f g 8dpdp33D S2a b f c g deDPY 1234567a b c d e f g 8dpdp33D S3a b f c g deDPY 1234567a b c d e f g 8dpdp33D S4Q 1PN P Q 2PN P Q 3PN PQ 4PN PP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.74*51KV CCP1.7P1.6P1.5P1.4数码管显示电路3.3：蜂鸣器报警电路Q 5PN PR 65.1KV CCLS 1SP EA KE RP3.2蜂鸣器报警电路3.4：串口电路：162738495C OMPTX D R R XD R C X2104C X3104C X1104C X4104C X7104V CCR RX D TT XD V +2V -6G ND 15TIO UT 14R 1IN13T2OU T 7R 2IN8c1+1c1-3c2+4c2-5T1IN 11R 1O UT12T2IN 10R 2O UT 9M A X 232V C C16u2C AP串口电路3.5:键盘扫描控制电路原理图：MA XK EY R ISEK EY D OW NSC A NR ESTMINP2.3P2.0P2.4P2.5P2.6P3.4键盘控制电路3.6：DS18B20温度传感器电路：D S18B02G N D1I /O2V C C 3V CCP1.0G ND温度测量四：系统算法与程序流程图系统程序主要包括主程序，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，按键扫描处理子程序等。
4.1 主程序流程图主程序的主要功能是负责温度的实时显示、读出并处理DS18B20 的测量的当前温度值， 温度测量每1s 进行一次。
这样可以在一秒之内测量一次被测温度，其程序流程如下：4.2：读出温度子程序读出温度子程序的主要功能是读出RAM 中的9 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。
其程序流程图如下：温度转换命令子程序主要是发温度转换开始命令，当采用12 位分辨率时转换时间约为750ms，在本程序设计中采用1s 显示程序延时法等待转换的完成。
温度转换命令子程序流程如：4.4：计算温度子程序计算温度子程序将RAM 中读取值进行BCD 码的转换运算，并进行温度值正负的判定，其程序流程图。
4.5：显示数据刷新子程序显示数据刷新子程序主要是对分离后的温度显示数据进行刷新操作，当标志位位为1时将符号显示位移入第一位。
程序流程图如下：4.6：按键扫描处理子程序按键采用扫描查询方式，设置标志位，当标志位为1 时，显示设置温度，否则显示当前温度。
如下：五：心得体会通过此次课程设计，深刻的感受到了理论联系实际的重要性，认识到了专业知识与现实生活的紧密联系，在大学的学习过程中，不仅要扎实基础知识，而且要把做学的知识加以运用，理论加实践才可以更好的掌握知识，为以后的工作打下良好的基础。
六：参考文献【1】郭天祥十天学会单片机和C语言编程【2】张毅刚彭喜元单片机原理与应用【3】刘俊伏，宗云；DS18B20与单片机的接口编程技术11附件1：基于DS18B20温度测量与报警系统电路模块原理图123456ABCD654321DC B A TitleN umber R evisio nSize BD ate:10-Ju n-2011Sh eet ofFile:C :\U sers\Star\D esktop \jian\GF D\c vdx.d db D raw n B y:a b f c g d e DPY 1234567a b c d e f g 8dpdp33D S1a b f c g d e DPY 1234567a b c d e f g 8dp dp33D S2a b f c g d e DPY 1234567a b c d e f g 8dp dp33D S3a b f c g d e DPY 1234567a b c d e f g 8dpdp33D S4V CC Y 112MHZ C 230uFC 330uFQ 5PN PR 65.1K V CC LS 1SP EA KER P3.2Q 1PN P Q 2PN P Q 3PN P Q 4PN PP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.74*51KV CCP1.7P1.6P1.5P1.4162738495C OMP TXD R R XD R C X2104C X3104C X1104C X4104C X7104V CCR RX D TTXD 数码管显示电路P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78R ESET 9R XD 10TX D11INT012INT113T014T115V CC40P2.627P0.138P0.039P0.237P0.336P0.435P0.534P0.633P0.732P2.526EA /VP 31A LE/P 30PS EN 29P2.425P2.728W R 16R D 17X TA L218X TA L119V SS 20P2.324P2.223P2.122P2.021U 1C AP V +2V -6G ND 15TIO UT 14R 1IN 13T2OU T 7R 2IN8c1+1c1-3c2+4c2-5T1IN 11R 1O UT12T2IN 10R 2O UT9M A X232V CC16u2C AP12345678161514131211109R P151kp0.0p0.1p0.2p0.3p0.4p0.5p0.6p0.7R 1010K+C 510μF R STKV CC 最小系统蜂鸣器报警电路D S18B02G ND 1I/O2V CC 3V C CP 1.0G N D 串口电路温度测量p1.0MA XK EY R ISE K EY D OW NSC A NR EST MINP2.3P2.0P2.4P2.5P2.6P3.4键盘控制电路P2.3P2.4P2.5P2.0基于DS18B20温度测量与报警电路原理图电子信息工程080823班杨健。