毕业设计基于单片机的温度采集与控制设计.doc

毕业论文 基于单片机的温度采集与控制设计 论文作者 专 业 学 号 班 级 指导教师： 摘 要 随着现代信息技术的飞速发展，温度测量控制系统在工业、农业及人们的日常生活中扮演着一个越来越重要的角色，它对人们的生活具有很大的影响，所以温度采集控制系统的设计与研究有十分重要的意义。采用单片机对温度进行控制,不仅具有控制方便和组态简单的优点,而且可以提高被控温度的技术指标。温度检测是现代检测技术的重要组成部分，在保证产品质量、节约能源和安全生产等方面起着关键的作用。 单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点，可以说，智能控制与自动控制的核心就是单片机摘 要 I 1 单片机的概述 1 1.1什么是单片机 1 1.2 单片机的特点 2 1.3 单片机的应用领域 3 1.4 单片机的发展趋势 4 2 硬件介绍 5 2.1 8051简介 5 2.2 DS18B20 简介 7 2.3 DS18B20与单片机的接口电路 8 2.4数码管简介 9 2.5 数码管与单片机的接口电路 11 3系统功能与设计 11 3.1 温度采集与控制系统功能介绍 12 3.2 温度采集与控制系统硬件设计 13 3.3 温度采集与显示软件设计 13 3.4 温度控制软件设计 19 结束语 23 参考文献 24 致 谢 25 1 单片机的概述 1.1什么是单片机 单片机与现代微型计算机一样，系统结构均采用冯·诺依曼提出的“存储程序”思想，即程序和数据都被存放在内存中，采用二进制代替十进制进行运算和存储程序。人们将计算机要处理的数据和运算方法、步骤，事先按计算机要执行的操作命令和有关原始数据编织成程序（二进制代码），存放在计算机内部的存储器。，计算机在运行时能够自动地，连续地从存储器中取出并执行，不许人工加以干预。通常最基本的单片机由以下几部分组成： 图1-1 单片机的典型结构框图 (1)中央处理器 单片机中的中央处理器CPU和通用微处理器基本相同，由运算器和控制器组成，另外增设了“面向控制”的处理功能，如位处理、查表、多种跳转、乘除法运算、状态检测、中断处理等，增强了实时性。 (2)存储器 单片机的存储空间有两种基本结构。一种是普林斯顿结构（Princeton））C51系列的单片机均采用程序存储器和数据存储器截然分开的哈佛结构。 ① 数据存储器（RAM）））② 程序存储器（ROM） 如图1—2所示为8051的管脚图 (一引脚简要说明 1) 主电源引脚Vcc和Vss ????Vcc（40脚）：主电源接＋5V????Vss（20脚）：接地 2) 时钟电路引脚XTAL1 和XTAL2 ????XTAL2（18脚）：接外部晶体振荡器的一端。片内是一个振荡电路反相放大器的输出端。????XTAL1（19脚）：接外部晶体振荡器的另一端。片内是一个振荡电路反相放大器的输入端。 3) 控制信号RST/Vpd、ALE/(/PROG) 、/ PSEN和 (/EA)/Vpp ????RST/Vpd（9脚）：复位端。高电平有效，宽度在24个时钟周期宽度以上，使单片机复位。该引脚有复用功能，Vpd为备用电源输入端，防止主电源掉电。ALE/（/PROG）（30脚）：地址锁存信号端。访问片外存贮器时，ALE作低八位地址的锁存控制信号。平时不访问片外存贮器时，该端以六分之一的时钟振荡频率固定输出脉冲。ALE端负载驱动能力为8个LSTTL门。该引脚有复用功能， 为片内程序存贮器编程（固化）的编程脉冲输入。 /PSEN（29脚）：片外程序存贮器读选通信号端。负载能力为8LSTTL门。 (/EA)/Vpp（31脚）：/EA端接高电平时，CPU取指令从片内程序存贮器自动顺延至片外程序存贮器。 /EA端接低电平时，CPU仅从片外程序存贮器取指令。该引脚有复用功能，Vpp为片内程序存贮器编程时的编程电压。 4) 输入/输出引脚P0、P1、P2和P3口 ???P0.0～P0.7（39～32脚）：访问片外存贮器时作为低八位地址线和八位数据线（复用）。负载能力为8个LSTTL门。 ?P1.0～P1.7（1～8脚）： 8位准双向I/O口。负载能力为3个LSTTL门。 P2.0～P2.7（21～28脚）：访问片外存贮器时作为高八位地址线。 ?P3.0～P3.7（10～17脚）：8位准双向I/O口。负载能力为3个LSTTL门。另外还有专门的第二功能二P3口的第二功能??◆P3.0（10脚）： RXD（串行口输入端）??P3.1（11脚）： TXD（串行口输出端）??P3.2（12脚）： /INT0（外部中断0输入端）??P3.3（13脚）： /INT1（外部中断1输入端）??P3.4（14脚）