论文总字数：22678字

摘 要

如今人们越来越重视温度这个因素在控制领域的影响，毕竟社会在进步，工业产业在发展。温度的范围在产品研发中显得很重要，并且现在市场上的测温系统都是单点的，并且有不及时导温、不精确温度的弊端，严重影响工业操作者根据温度变化随时作出决断。在这样的现状下，发明一种能精确地同时多点测温，并且全面地综合各处温度信息的测温系统就显得很关键。

本课题以单片机AT89C51为中心，再加上液晶显示器和温度传感器（分别选择DS18B20和LCD1602)，能及时测量和检验每个点的温度。温度传感器DS18B20是一种高网络态、高精确度、高数字化的温度控制器，有了它，测量温度的电路变得很简单，实用。而LCD1602也是市面上很好用的液晶显示器。本文综合了市面上的测温系统实例，介绍了以上两种原件在单片机下的硬件软件设计，并且还同时给出了流程图。

关键词：DS18B20 多点温度 单片机 LCD1602

Mufti-point temperature measurement system design based on Micro-controllers

Abstract

As the industry and the society developing, the temperature becomes more and more important and a lot of products are sensitive to temperature. However, this system now on the market now only can check and measure the temperature of one point. And the temperature information is not real time and the precision is low. It takes a great of troubles for the industry-controllers to make decision. In this situation, design and imply one applicable system which can watch measuring and take control of it and the measurement results are real-time and the precision is more essential. In order to meeting this application, this article tells us the multiple-point’s temperature measuring system.

The system based on micro-controllers, inspect and control multiple temperature in real time. The system also includes temperature sensor DS18B20 and monitor LCD1602.As a kind of high-accuracy digital net temperature sensor,DS18B20 can make the net simple and reliable. And the LCD1602 is a good kind of monitors on the market. The article introduces the hardware connection and software programming of DS18B20 and LCD1602 based on micro-controllers and shows us the software flow chart.

Key Words: Mufti-temperature; DS18B20; LCD1602; micro-controller

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 本课题研究背景

1.2 本课题研究意义

1.3 本课题主要任务

第二章 硬件选择 4

2.1 本章引言

2.2 单片机选择

2.2.1 单片机概述

2.2.2 单片机的基本结构

2.2.3 单片机执行指令的过程

2.2.4 AT89C51的基本特点

2.2.5 AT89C51在控制领域的特点

2.3 温度传感器选择

2.3.1 DS18B20概述

2.3.2 DS18B20性能特点

2.3.3 引脚说明

2.3.4 工作原理

2.4 液晶显示器选择

2.4.1 液晶显示器概述

2.4.2 液晶显示器的优点

2.4.3 液晶显示器的原理

2.4.4 1602字符型LCD简介

2.5 本章总结

第三章 硬件设计 16

3.1 本章引言

3.2 复位电路

3.3 时钟电路

3.4 温度显示电路

3.5 键盘电路设计

3.6 温度采集电路

3.7 本章总结

第四章 软件设计与仿真 22

4.1 本章引言

4.2 软件开发工具的选择

4.3 系统软件设计的一般原则

4.4 系统软件设计的一般步骤

4.5 主程序设计

4.6 温度采集子程序设计

4.7 温度转换子程序

4.8 温度显示子程序

4.9 Proteus仿真结果

4.10 本章总结

结语 33

参考文献 34

致谢 36

第一章 绪论

1.1 本课题研究背景

现在计算机技术发展到了一个很高的高度，温度这个参数在各行各业中有着举足轻重的作用，然而温度如何测量与所处环境有很大关系。随着时代的进步，温度测量系统的测量精度和完善度越来越显得重要，以适应高速发展的环境、设备的要求^[1]。例如，煤矿厂的炉子的温度必须时刻保证在安全范围内，不然有会发生爆炸，造成人身伤亡和经济损失；许许多多的化学生物反应都有他的安全温度范围，如果超过这个范围，会造成不必要的危险；许多精密的电子设备要求在很精确的温度环境下才能工作；蔬菜储藏室里的蔬菜也需要不高不低的温度来保持其新鲜度，防止变烂或变质。可见，温度的测量具有很重要的价值和意义。在大家生活的各个领域，人们都不得不考虑着温度这个看似简单其实很重要的因素。

温度越来越得到重视，人们开始思考如何测量温度，从而，温度传感器应运而生。传感器的发展速度超乎人们想象，从最初的模拟集成温度传感器，再到模拟集成温度控制器，最后到智能温度传感器，这期间不过花了十几年的功夫。模拟集成温度传感器是一种非常实用的温度传感器，主要材料是半导体硅，因为其是单片形式的，也把它叫做单片集成温度传感器。此种温度传感器的优点十分明显，它测量时误差很小，并且整个测量过程功耗极低，缺点也很明显，就是功能十分单一，只适合远距离测温、控温，不需要进行非线性校准，外围电路简单。这些优缺点让它在传感器领域位置很鲜明，也让它成为使用最广的一种集成传感器。模拟集成温度控制器则是上面这种传感器发展而来，主要是优化了其缺点，它的主要子产品有控制温度的开关、可编程温控器。由于其不断地发展，逐渐涵盖了A/D模块和软件程序，使其成为独立的工作系统，独自检测收集处理数据，这是它和之前很不一样的地方^[2]。智能温度传感器产生于1990年左右，它是新型温度传感器的代表，它与自动化技术相关，与微电技术有共通点，又是计算机技术的浓缩。智能温度传感器自带A/D模块、ROM、RAM、CPU和接口模块。它的特点也很鲜明，能输出几乎所有跟温度相关的数据，并且能通过软件程序收集检测这些有效的数据来完成研究，当然这主要也跟软件开发水平相关。

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