目录第一章绪论 (1)1.1课题背景与意义 (1)1.2设计题目介绍 (1)1.3设计目的 (1)1.4设计内容和要求 (1)第2章设计原理 (3)2.1系统总体框架设计 (3)2.2系统硬件设计 (3)2.2.1温度传感器DS18B20电路 (3)2.2.2蜂鸣器报警电路 (4)2.2.31602液晶显示显示电路 (5)2.2.4复位电路 (5)2.3系统软件设计 (6)第3章系统调试及结果分析 (8)3.1硬件调试 (8)3.2软件调试 (8)3.3结果分析 (9)参考文献 (10)附录 (11)附录一系统原理图 (11)第一章绪论1.1课题背景与意义温度是一个基本的物理量，在工业生产和实验研究中，如机械、食品、化工、电力、石油、等领域，温度常常是表征对象和过程状态的重要参数，是各门学科研究中经常遇到和必须测量的物理量。
本质上讲，温度就是衡量物体冷热程度的物理量，是物体分子热运动平均动能的标准。
它是国际单位制规定的七个基本单位之一。
温度概念的建立以及温度的测量都是以热平衡为基础的，当两个冷热程度不同的物体接触后就会产生导热换热，换热结束后，两物体处于热平衡状态，此时它们具有相同的温度，这就是温度最基本的性质。
因此对温度进行准确测量和有效控制已成为人们在科学研究和生产实践中面临的重要课题之一。
1.2设计题目介绍设计并开发能自动测温并具有显示和报警系统的温度测量控制系统，要求以18b20做为温度测量传感器，以数码管、点阵、1602、全彩TFT屏做为温度等信息显示装置，以蜂鸣器为报警装置，能实现实时温度显示、温度上下限设定、温度上下限报警等功能。
1.3设计目的测控系统技术是自动控制理论和微型计算机原理和接口等技术在工业生产过程中实现自主测量自动控制的专门技术，其以自动控制理论为基础，以电子技术、传感器原理、计算机原理及接口等课程内容为辅助，通过对测控系统的设计实践环节培养学生理论应用能力、总结归纳能力以及自我学习能力，从而进一步提高学生工程实践能力和创新意识的培养。
1.4设计内容和要求（1）单片机开发仪提供的18B20温度传感器做为温度采集传感器。
对温度进行实时采集。
（2）本组（第三组）使用1602液晶屏做为信息显示装置。
（3）显示内容要求如下：○1实时显示当前温度。
○2对上下限进行设定时显示设定值。
（要求显示的设定值能随按键按下而变化）○3温度高于上限或低于下限时显示屏有相应显示。
（报警显示内容可自定）（4）使用按键或4*4键盘做为输入设备，用于设定报警上下限。
（5）使用蜂鸣器做为报警装置，低于下限时短鸣3次为一组报警，每组报警之间有一定间隔，直至温度高于下限，2秒长鸣后表示已高于下限；高于上限是持续长鸣，直至低于上限时，短鸣3次示意已低于上限。
（6）可拓展其他功能做为发挥部分。
第2章设计原理2.1系统总体框架设计以18B20做为温度测量传感器，以90C51单片机为核心，起着控制作用，系统包括温度测量电路，显示电路，蜂鸣器报警电路，复位电路，键盘控制电路。
系统总体框图如下图2-1所示：图2-1系统总体框图2.2系统硬件设计2.2.1温度传感器DS18B20电路DS18B20数字温度传感器接线方便，封装成后可应用于多种场合，如管道式，螺纹式，磁铁吸附式，不锈钢封装式，型号多种多样，有LTM8877，LTM8874等等。
主要根据应用场合的不同而改变其外观。
封装后的DS18B20可用于电缆沟测温，高炉水循环测温，锅炉测温，机房测温，农业大棚测温，洁净室测温，弹药库测温等各种非极限温度场合。
耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。
其技术性能描述：①、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。
②、测温范围-55℃~+125℃，固有测温误差③、支持多点组网功能，多个DS18B20可以并联在唯一的三线上，最多只能并联8个，实现多点测温，如果数量过多，会使供电电源电压过低，从而造成信号传输的不稳定。
④、工作电源:3.0~5.5V/DC(可以数据线寄生电源)⑤、在使用中不需要任何外围元件⑥、测量结果以9~12位数字量方式串行传送⑦、不锈钢保护管直径Φ6⑧、适用于DN15~25,DN40~DN250各种介质工业管道和狭小空间设备测温⑨、标准安装螺纹M10X1,M12X1.5,G1/2"任选⑩、PVC电缆直接出线或德式球型接线盒出线,便于与其它电器设备连接。
其外形如图2-2所示：图2-2传感器外形图本设计采用一线制数字温度传感器DS18B20做为本课题的温度传感器，传感器信号直接接到单片机的P3.3管脚上。
2.2.2蜂鸣器报警电路报警电路采用简单的蜂鸣器电路，当温度超出上下限值时，蜂鸣器鸣响。
其电路图如图2-3所示：图2-3报警电路2.2.31602液晶显示显示电路1602液晶也叫1602字符型液晶，它是一种专门用来显示字母、数字、符号等的点阵型液晶模块。
1602LCD是指显示的内容为16X2,即可以显示两行，每行16个字符液晶模块（显示字符和数字）。
1602采用标准的16脚接口，其中：第1脚：VSS为电源地第2脚：VCC接5V电源正极第3脚：V0为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地电源时对比度最高第4脚：RS为寄存器选择，高电平1时选择数据寄存器、低电平0时选择指令寄存器。
第5脚：RW为读写信号线，高电平(1)时进行读操作，低电平(0)时进行写操作。
第6脚：E(或EN)端为使能(enable)端,高电平（1）时读取信息，负跳变时执行指令。
第7～14脚：D0～D7为8位双向数据端。
第15～16脚：空脚或背灯电源。
15脚背光正极，16脚背光负极。
1602的特性：3.3V或5V工作电压，对比度可调；内含复位电路；提供各种控制命令,如：清屏、字符闪烁、光标闪烁、显示移位等多种功能；有80字节显示数据存储器DDRAM；内建有192个5X7点阵的字型的字符发生器CGROM；8个可由用户自定义的5X7的字符发生器CGRAM。
图2-41602的引脚2.2.4复位电路本设计所用的复位电路与其他单片机所用电路类似，为电容式复位。
其电路图如图所示：图2-5复位电路2.3系统软件设计系统的软件主要是采用汇编语言，对单片机进行编程实现各种功能。
当然，也可以使用C语言，本设计采用汇编语言来编程，主程序对模块进行初始化，而后调用读温度、处理温度、显示、键盘，报警等模块。
用的是循环查询方式来显示和调用温度，主程序的主要功能是负责温度的实时显示，读出并处理DB18B20的测量的当前温度值并负责调用各子程序，其程序流程如图系统程序流程图。
图2-6系统程序流程图按键处理子程序主要负责温度报警上下限的设置，子程序每循环一次都要对按键进行扫描，判断是否有输入按键按下则进行一系列的按键输入操作。
其程序流程框图如图2-7所示。
图2-7修改温度上下限程序流程图第3章系统调试及结果分析调试是整个设计任务中一个重要的一个环节。
为了达到设计要求，主要进行了两个方面的调试，首先硬件调试，然后进行软件调试。
3.1硬件调试电子负载用的信号板和电源板是传统的模拟电路，设计失误和元件的质量问题都必须通过硬件调试才能发现，检查步骤如下：（1）上电前的检查：目测所有的接线是否正确，是否有少线、接错线、虚焊和接触不良的焊点、单片机、独立键盘等引脚是否有接错，1602引脚次序是否接反，DS18B20是否漏接等等。
用万用表测量下电源线、信号线、底线是否有短路现象，尤其是电源对地和芯片插座各个引脚是否短路，是否所有的地线都接到了一起并接上电源的负极。
（2）信号板、电源板通电检测：信号板、电源板分别通电检测，电源接通后，观察电路板是否有异常现象发生，包括是否有冒烟现象、特殊气味，用手小心触摸各芯片，看是否有异常发烫现象。
（3）整机调试：完成以上两个步骤后，将信号板、电源板连接为一体进行整机调试，检查DDS18B20是否能够通过单片机通讯，键盘输入模块能否显示在小液晶屏上，报警系统是否正常工作，电源模块输出电压是否为设计的值。
3.2软件调试软件调试是通过对程序的汇编、连接、执行来发现程序中存在的语法错误与逻辑错误并加以排除纠正的过程。
程序后，编辑，查看程序是否有逻辑的错误。
不过单纯的软件调试只能检查程序的基本正确性，而整个方案所有程序是否能够同时完成要求，需要在软硬件综合调试过程中才能够进行检查。
其Proteus电路仿真图如图3-1所示：D 714D 613D 512D 411D 310D 29D 18D 07E 6R W 5R S 4V S S 1V D D 2V E E3图3-1电路仿真图3.3结果分析实验结果表明：该设计方案能达到预定方案任务的要求。
本设计以18B20做为温度测量传感器，以90C51单片机为核心，起着控制作用，系统包括温度测量电路，显示电路，蜂鸣器报警电路，复位电路，键盘控制电路。
设计主要分为两个部分，软件程序设计和硬件电路设计。
通过对测控系统的设计，培养我们理论应用能力、总结归纳能力以及自我学习能力，从而进一步提高我们工程实践能力和创新意识的培养。
在方案设计上培养了我们综合应用单片机的能力，对单片机的各个管脚的功能也有了进一步认识，还学会了怎样用DS18B20和1602液晶显示温度，通过实践对单片机的认识进一步加深。
还锻炼了我们查阅技术资料的能力，动手能力，发现问题，解决问题的能力。
并且我们熟练掌握了有关单片机汇编语言控制系统及测试方法。
在与同组同学和指导老师进行交流沟通的过程中，增强了团队意识和合作精神，体会到了合作的乐趣并且发现了更多的创作和闪光的思路。
启示以严谨的作风和高度的责任感投入未来的学习和工作中。
参考文献[1]李鹏举.51单片机工程师是怎么炼成的.北京：电子工业出版社，2012年.[2]Paul Horowitz.电子学.北京：电子工业出版社.2011年.[3]裘宗燕译.程序设计语言.北京：电子工业出版社.2005年.[4]张毅刚.单片机原理及应用.北京：高等教育出版社.2010年.[5]王建国.检测技术及仪表.北京：中国电力出版社.2007年.[6]孙传友.测控原理与技术.北京：北京航天航空大学出版社.2013年.[7]赖麟文.8051单片机C语言彻底应用.北京：科学出版社.2002年.附录附录一系统原理图图4-1系统原理图。