论文总字数：12514字

摘 要

：近年来随着计算机的运用越来越广泛，单片机的使用也逐渐被人们所重视，同时带动传统控制检测领域的更新。在日常生活中我们常需要对到温度进行控制和检测。本设计主要由硬件和软件组成。硬件部分由AT89C51控制模块、DS18B20传感器模块、报警模块、LCD1602液晶显示模块组成，软件部分用C语言编写。设计实现的功能有：温度的测量及预设温度的报警。最后通过Proteus进行仿真，结果表明设计的系统能够达到温度测量报警的目标。本设计具有操作方便，成本低的优点，可以在日常生活中进行广泛的应用。

关键字：51单片机，温度报警系统，DS18B20温度传感器

Abstract ：In recent years, with the use of computers more and more widely, the use of single chip computers has gradually been paid attention to, and at the same time, it has promoted the renewal of traditional control and detection fields. In daily life, we often need to control and detect the temperature. This design is mainly composed of hardware and software. The hardware part is composed of AT89C51 control module, DS18B20 sensor module, alarm module and LCD1602 LCD module. The software part is written in C language. The functions of design and implementation are: temperature measurement and alarm of preset temperature. Finally, the simulation results of Proteus show that the designed system can achieve the goal of temperature measurement and alarm. This design has the advantages of easy operation and low cost, and can be widely applied in daily life.

Keywords: 51 microcontroller, Temperature alarm system, DS18B20 temperature sensor

目录

1 绪论 5

1.1 课题的研究的背景及意义 5

1.2 国内外研究现状 5

1.3 本文的主要研究内容 5

2 系统总体设计与选择 5

2.1 系统控制器的选择 5

2.1.1 基于51单片机的温度控制器 5

2.1.2 基于ARM的温度控制器 6

2.1.3 基于PLC的工业温度控制器 7

2.1.4 方案选择 7

2.2 温度传感器的选择 7

2.2.1 数字温度传感器 7

2.2.2 热电阻温度传感器 8

2.2.3 方案选择 8

2.3 显示模块的选择 8

2.3.1 LCD1602液晶显示器 8

2.3.2 TFT液晶显示器 8

2.3.3 方案选择 8

3 系统硬件电路设计 9

3.1 系统整体设计概述 9

3.2 温度采集模块电路的设计 9

3.2.1 DS18B20的引脚功能 9

3.2.2 DS18B20和AT89C51单片机连接电路 10

3.3 显示模块的设计 10

3.3.1 LCD1602的引脚功能 10

3.3.2 液晶显示部分与AT89C51单片机的连接电路 11

3.4 复位电路和晶振电路的设计 12

3.4.1 复位电路的设计 12

3.4.2 复位电路和晶振电路与AT89C51的连接电路 12

3.5 报警模块电路的设计 13

3.5.1 报警模块硬件的介绍 13

3.5.2 报警模块与AT89C51的连接电路 13

3.6 按键模块电路的设计 14

3.6.1按键模块与AT89C51的连接电路 14

4 系统软件的设计 15

4.1 keil软件的介绍 15

4.2 主程序的设计 16

4.3 DS18B20 温度传感器程序 16

4.4 LCD1602程序的设计 20

4.5 按键模块程序的设计 22

4.6 报警模块程序的设计 25

5 仿真结果及分析 28

5.1 proteus的仿真软件的介绍 28

5.2 系统仿真 28

5.3 仿真分析 30

结论 31

参考文献 32

致谢 33

1 绪论

1.1 课题的研究的背景及意义

现在工业生产常用来测量和控制温度，这是反应的冷和热的控制量。在许多生产过程中，特别是金属冶炼、食品生产等行业，温度测量和控制等都直接与生产安全相结合。随着电子技术的飞速发展和对单片机技术的日益增长的需求，我们在单片机技术领域已经取得了很多成果。因此在这种情况下，我使用单片机来进行温度测量报警系统的设计。

1.2 国内外研究现状

由于各种新技术的应用，单片机和各种测温元件被广泛地用于日常生活生产的温度的检测和控制。国外很早就开始对温度控制技术进行研究。最初的组合仪表是模拟的，随后出现分布式温度控制系统，现在向着更智能化发展。我国的温度测控系统的技术研究比较晚，近些年来，我国的工程技术人员在不断地吸收国外先进的测温理论和实际的现场操作技能，逐步掌握了各种温度控制系统的技术，但是在实际生产生活中仍有许多的问题等着解决。

1.3 本文的主要研究内容

本文简单介绍了为何要使用单片机和温度传感器进行温度测量报警系统的设计。重点部分主要在于对单片机系统的设计，包括温度测量模块的设计，按键模块的设计，显示模块和报警模块的设计等。

2 系统总体设计与选择

2.1 系统控制器的选择

2.1.1 基于51单片机的温度控制器

基于51单片机的温度控制器框图如下所示：

图2-1 基于单片机温度控制器框图

单片机是控制的核心，是整个系统最重要的组成部分，我们需要对所设计系统需要用到的功能来选择对应的单片机。单片机有很多种，我所使用的是最常见的AT89C51。AT89C51是一种很经济实用的微控制器。因为它不仅有着优良的存储器制作工艺可以进行快速地擦除和改写，而且和上一代单片机相兼容。同时我们使用它来对系统进行开发时，不需要过高的硬件条件，而且可以其方便快捷的编程环境可以大大节约我们的时间。

2.1.2 基于ARM的温度控制器

图2-2是基于ARM处理器的温度控制器框图。该控制器主要是用于现场仪器仪表而设计的。外部温度信息使用温度传感器来进行检测，通过转换器得到数字信号，信息的处理和显示由LCD来完成，也可以使用网络来进行远程监控。在必要的时候或者一些紧急的情况，需要键盘在现场进行设置干预、故障处理等等。基于ARM温度控制器框图如图所示：

图2-2 基于ARM温度控制器框图

2.1.3 基于PLC的工业温度控制器

PLC与其他控制器相比,可以在非常严峻的的工业环境中运行,而且具有强大的数据处理能力和指令系统，编程也极为方便。PLC具有接线简单、编程直观、扩展容易等特点,能够解决各种实际问题。PLC 的梯形图语言清晰、实用性的特点， 易于学习和掌握。PLC的实用性可以概括如下所示:

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：12514字