光电与通信工程学院课程设计报告书课设名称：温度采集与显示系统年级专业及班级：姓名：学号：组号：温度采集与显示系统摘要温度是一种最基本的环境参数，也是一个十分重要的物理量，对它的测量与控制有十分重要的意义。
随着现代工农业技术的发展及人们对生活环境要求的提高，人们也迫切需要检测与控制温度：如大气及空调房中温度的高低，直接影响着人们的身体健康；粮仓温度的检测，防止粮食发霉，最大限度地保持粮食原有新鲜品质，达到粮食保质保鲜的目的;工业易燃品的存放。
温度测量在物理实验、医疗卫生、食品生产等领域，尤其在热学试验中，有特别重要的意义。
随着人们生活水平的不断提高,，人们对温度计的要求越来越高，传统的温度计功能单一、精度低，要为现代人工作、科研、生活、提供更好的更方便的设施就需要从单片机技术入手，一切向着数字化控制，智能化控制方向发展。
本次课程设计介绍了以STC89C51单片机为核心的温度检测报警系统的工作原理和设计方法。
温度信号由温度传感器芯片DS18B20采集，并以数字信号的方式传送给单片机，单片机再控制数码管驱动芯片74LS573驱动4位分立式数码管显示实时温度，当检测到的温度超出了给定的温度范围（默认下限为20℃，默认上限为35℃），系统将输出报警声。
本系统的主要硬件电路包括：温度检测电路，数码管驱动电路，报警电路。
另外本系统的软件部分占了很大的比重，主要的软件模块包括：温度传感器程序，数码管驱动及显示程序，报警程序。
关键词：温度测量，单片机，温度传感器目录一、序论 (1)（一）设计背景与课程目的 (1)（二）设计任务要求 (1)二、系统的主要功能及工作流程 (1)（一）系统具有以下功能 (1)（二）系统的工作流程 (2)三、硬件电路原理描述 (2)（一）实验步骤 (2)（二）所用芯片及其功能 (3)1、STC89C52 (4)2、MAX232CPE (4)（三）硬件电路原理 (4)1、控制部分 (4)2、测量部分 (6)3、显示部分 (7)4、报警部分 (7)四、软件设计流程及描述 (8)五、心得体会 (10)参考文献 (12)致谢 (13)附录（一）系统总硬件电路原理图 (14)（二）系统源程序代码（要有注释） (14)一、序论（一）设计背景与课程目的温度是一种最基本的环境参数，也是一个十分重要的物理量，对它的测量与控制有十分重要的意义。
随着现代工农业技术的发展及人们对生活环境要求的提高，人们也迫切需要检测与控制温度：如大气及空调房中温度的高低，直接影响着人们的身体健康；粮仓温度的检测，防止粮食发霉，最大限度地保持粮食原有新鲜品质，达到粮食保质保鲜的目的;工业易燃品的存放。
本次课程设计介绍了以STC89C51单片机为核心的温度检测报警系统的工作原理和设计方法。
温度信号由温度传感器芯片DS18B20采集，并以数字信号的方式传送给单片机，单片机再控制数码管驱动芯片74LS573驱动4位分立式数码管显示实时温度，当检测到的温度超出了给定的温度范围（默认下限为20℃，默认上限为35℃），系统将输出报警声。
本系统的主要硬件电路包括：温度检测电路，数码管驱动电路，报警电路。
另外本系统的软件部分占了很大的比重，主要的软件模块包括：温度传感器程序，数码管驱动及显示程序，报警程序。
（二）设计任务要求1、根据设计内容与要求，弄清系统及各个模块的工作流程，完成电路原理图，包括单片机最小系统模块、LCD显示模块、存储模块、串行口下载模块和电源模块，最终在万用板上焊接，完成整个系统硬件设计。
2、根据设计内容与要求，弄清系统及各个模块的工作流程，完成系统的软件设计，包括系统主程序、温度读取子程序、LCD显示子程序、存储子程序等，可使用汇编语言或是C语言编写，建议使用C语言编写。
3、首先使用Proteus进行仿真和调试，在仿真通过后，将程序通过串行口下载电路下载到单片机中，最终使得系统在脱机情况下，能稳定可靠地工作。
二、系统的主要功能及工作流程（一）系统具有以下功能：1、能正确检测温度；2、在1602上实时显示温度；3、每隔10秒采集一次温度数据并保存到AT24C024、按键按下后，可逐个显示之前采集到的数据；5、其他功能可根据系统上的资源自行设定。
利用STC89C52、DS18B20、LCD1602、AT24C02等元器件设计温度采集与显示系统。
扩展功能：温度超过设定值，蜂鸣器报警；时间日期的显示；按键按下，重新开始采集温度等等。
（二）系统的工作流程总体设计框图：系统设计思路为以单片机为控制中心，通过实时采集温度传感器DBS18B20获得当前的温度值，通过LED显示当前温度，同时使用键盘设定温度阈值，当测定温度大于温度阈值后，利用蜂鸣器报警。
系统包括包括单片机最小系统模块、LED显示模块、蜂鸣器报警模块、矩阵键盘模块、串行口下载模块和电源模块。
三、硬件电路原理描述（1）实验步骤系统的主要功能是实现温度信号的采集，在4位LED显示器上显示当前的温度和通道号。
模拟现场两个点的温度巡回检测，温度范围0-510摄氏度。
每隔0.5秒检测一次，经标度变换后送LED显示器显示，4路循环显示，每路持续两秒。
实验步骤如下：1、从PC机引出两根电缆连接在试验平台上。
2、编写程序然后编译连接。
3、按照附录一电路图所示连接试验线路。
4、运行参考程序，观察LED显示器上的通道号和温度值。
（二）所用芯片及其功能1、STC89C52STC89C52RC引脚功能说明VCC（40引脚）：电源电压VSS（20引脚）：接地P0端口（P0.0～P0.7，39～32引脚）：P0口是一个漏极开路的8位双向I/O口。
作为输出端口，每个引脚能驱动8个TTL负载，对端口P0写入“1”时，可以作为高阻抗输入。
P1端口（P1.0～P1.7，1～8引脚）：P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O 口。
P1的输出缓冲器可驱动（吸收或者输出电流方式）4个TTL输入。
P2端口（P2.0～P2.7，21～28引脚）：P2口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O端口。
P2的输出缓冲器可以驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。
P3端口（P3.0～P3.7，10～17引脚）：P3是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O 端口。
P3的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。
RST（9引脚）：复位输入。
当输入连续两个机器周期以上高电平时为有效，用来完成单片机单片机的复位初始化操作。
看门狗计时完成后，RST引脚输出96个晶振周期的高电平。
ALE/（30引脚）：地址锁存控制信号（ALE）是访问外部程序存储器时，锁存低8位地址的输出脉冲。
（29引脚）：外部程序存储器选通信号是外部程序存储器选通信号。
当AT89C51RC从外部程序存储器执行外部代码时，在每个机器周期被激活两次，而访问外部数据存储器时，将不被激活。
VPP（31引脚）：访问外部程序存储器控制信号。
为使能从0000H到FFFFH的外部程序存储器读取指令，必须接GND。
注意加密方式1时，将内部锁定位RESET。
为了执行内部程序指令，应该接VCC。
在Flash编程期间，也接收12伏VPP电压。
XTAL1（19引脚）：振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。
XTAL2（18引脚）：振荡器反相放大器的输入端。
2、MAX232CPEMAX232CPE是16针SMD封装IC，用于完成计算机232端口数据电平转换，连接CMOS电路的，换言之，如果离开它，我们就无法用软件监控电源状态了（需要串口返回信号）。
而PIC16F870则为24脚8位CMOS闪存控制器。
用于可监控UPS当中。
MAX232CPE完成232电平与TTL电平转换，提供一个本地接口，为调试和维护提供方便。
TXD接SX52的RA2脚，RXD接SX52的RA3脚，RS-RXD和RS-TXD是RS232电平，为标准串口电平。
数据可以从串口输入到单片机SX52，SX52再把数据送到RTL8019AS传出去。
用于嵌入式设备上的应用（三）硬件电路原理系统总硬件电路原理图见附录一1、控制部分控制部分是采用单片机STC89C52。
STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。
STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。
在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
具有以下标准功能：8k字节Flash，512字节RAM，32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，3个16位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。
另外STC89X52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。
空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。
掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。
最高运作频率35MHz，6T/12T可选。
单片机总控制电路如下图：1.2 复位操作本系统的复位电路采用按键电平复位方式，通过使复位端经电阻与Vcc电源接通而实现的，其电路如下图所示上述电路图中的电阻、电容参数适用于6MHz晶振，能保证复位信号高电平持续时间大于2个机器周期。
1.3 STC89C52主要功能，如下表所示STC89C52主要功能STC89C52管脚介绍：①主电源引脚（2根）VCC(Pin40)：电源输入，接＋5V电源GND(Pin20)：接地线②外接晶振引脚（2根）XTAL1(Pin19)：片内振荡电路的输入端XTAL2(Pin20)：片内振荡电路的输出端③控制引脚（4根）RST/VPP(Pin9)：复位引脚，引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位。
ALE/PROG(Pin30)：地址锁存允许信号PSEN(Pin29)：外部存储器读选通信号EA/VPP(Pin31)：程序存储器的内外部选通，接低电平从外部程序存储器读指令，接高电平则从内部程序存储器读指令。
④可编程输入/输出引脚（32根）STC89C52单片机有4组8位的可编程I/O口，分别位P0、P1、P2、P3口，每个口有8位（8根引脚），共32根。
PO口（Pin39～Pin32）：8位双向I/O口线，名称为P0.0～P0.7P1口（Pin1～Pin8）：8位准双向I/O口线，名称为P1.0～P1.7 P2口（Pin21～Pin28）：8位准双向I/O口线，名称为P2.0～P2.7 P3口（Pin10～Pin17）：8位准双向I/O口线，名称为P3.0～P3.72、测量部分测量部分我们采用美国DALLAS公司生产的DS18B20温度传感器。