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基于单片机的分布式多点温度测量系统的设计

摘要近年来单片机技术取得了巨大的发展，它具有安全、稳定、

高效等特点。而温度测量在我们的日常生活与企业生产中具有非常

重要的作用。本文介绍了一种以at89c51单片机为核心，具有多点

温度测量、存储和显示功能的分布式多点温度测量系统，并对该系

统的的软件和硬件两个方面进行了介绍。

关键词at89c51单片机；多点温度测量；传感器

中图分类号tp368.1文献标识码a文章编号1674-6708（2013）

94-0205-02

0引言

近年来，随着生产技术的不断发展与提高，许多地方都需要用到

温度控制，例如种植大棚蔬菜时，需要实时监控大棚中的温度情况。

人们的日常生活中也常常需要用到温度测量，例如登山探险时，需

要随时获知所在区域的温度信息。传统的温度测量系统大多是单点

温度测量设备，这种温度测量系统不仅测量精度达不到要求，而且

无法进行多点温度测量，这些缺点严重制约了单点温度测量仪的应

用。

单片机具有功能强大、安全性能高、稳定性强、体积较小、经济

性较强等特点，可广泛应用于多种测控领域。采用单片机来进行温

度测控具有测量精度高、灵活性强、使用方便等特点，而且还可大

幅度降低能耗。多点温度测量系统可同时测定多个温度测量点的温

度信息，并实时储存、传输以及显示温度。本文介绍的基于单片机

的分布式多点温度测量系统具有温度测量、信息储存以及图形化显

示等功能。

1系统设计原理

本文采用at89c51单片机作为系统的测控核心器件，温度测量传

感器采用ds18b20，为了实现多点温度测量，系统中需要设置多个

ds18b20测温传感器，然后将各个测温传感器测得的温度信息显示

在dm-162显示屏上。

ds18b20测温传感器产自美国半导体公司dallas，该传感器属于

智能数字总线式温度传感器。ds18b20的工作温度最低为-55℃，最

高为+125℃，它能够在不进行任何转换的情况下直接测量出温度信

息。ds18b20测温传感器的测量精度非常高，其分辨率可达到

0.0625℃。由于2至3根线上即可并联多个ds18b20测温传感器，

因此系统cpu通过一根端口线即可实现与多个ds18b20的通信，这

样的设计可大量的节省逻辑电路与引线。为了提高温度测量系统的

抗干扰性，现场传感器ds18b20测得的温度采用单总线的方式进行

数字传输，这提高了系统在不同环境条件下的适用性。ds18b20传

感器具有三个引脚，在使用外部电源进行供电时，ds18b20的vcc

脚接电源，gnd脚接地，dq脚连接at89c51单片机的i/o端口进行

信息传输。系统框图见图1。

2系统硬件设计

2.1测温传感器

本系统采用ds18b20测温传感器，它可将测量得到的温度信息转

化为串行信号，其供电可采用远程工作电源，也可采用寄生电源。

由于每一个ds18b20测温传感器都对应一个唯一的64位序列码，

因此一条总线上可允许多个传感器同时工作。本系统的一条总线上

连接了8个ds18b20，从而实现了多点温度测量。

2.2at89c51单片机

at89c51单片机的中央处理器组成部分包括：控制逻辑单元和运

算器。at89c51单片机的数据存储器与程序存储器是分离的，并且

各自有一套寻址方式与机构。at89c51的ram数据存储器容量为

256k，rom程序存储器容量为4kb，并且还支持扩展。单片机的运

行过程即为在程序的控制之下逐条执行程序指令的过程。

2.3通信模块

本系统使用rs-485总线进行温度测量信息传输，利用max485驱

动芯片来实现电平转换。rs-485可满足分布式控制系统的要求，具

有抗干扰能力强、传输速度快，可实现远距离传输等特点。rs-485

通过平衡式发送，差分式接收的数据收发器来驱动总线。通信模块

在系统中的应用主要有：传输主控机发送的指令，然后将采集到得

数据传输回主机中。

2.4键盘模块

本系统中将需要用到5个键盘按键：两个复位按键、上翻键、下

翻键和确定键。两个复位键用于控制lcd显示器与单片机的复位，

其余三个键则用于数据查看等操作。三个按键与单片机之间的接口

很简单，只需要用到3条接口线。当需要系统开始工作时，只要将

键盘上对应的按键按下就可。分布式多点温度测量系统整体采用

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