基于51单片机多点温度检测系统设计

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1、基于51单片机多点温度检测系统设计摘要：多点温度检测系统由下位机和上位机两大部分组成。下位机选用AT89C51单片机和DS18B20数字温度传感器为核心器件，实现温度的检测并提供标准RS232通信接口。上位机实现数据处理与显示，选用通用PCo该系统可应用于在工业及民用常温多点监测场合，如仓库测温、空调系统的温度检测等领域。关键词：单片机DS18B20温度检测单总线中图分类号：TP274文献标识码：A文章编号：1007-9416（2012）11-0008-02运用主从分布式思想，下位机（单片机）实现各点温度数据的实时采

2、集和处理，上位机（PC机）则显示各点温度值,采用RS-232串行通讯标准，组成两级分布式多点温度测量的巡回检测系统，实现远程控制。该系统具有巡检速度快，扩展性好，成本低的特点，可以应用在工业及民用常温多点监测场合。如粮食仓储系统、医疗与健诊的温度测试、空调系统的温度检测等。1、系统设计方案在多点测温系统中，传统的测温方法是将模拟信号远距离采样进行AD转换，而为了获得较高的测温精度，就必须采用措施解决由长线传输，多点测量切换及放大电路零点漂移等造成的误差补偿问题。采用数字温度芯片DS18B20测量温度，输出信号全数字化

3、。便于单片机处理及控制，省去传统的测温方法的很多外围电路。且该芯片的物理化学性很稳定，它能用做工业测温元件，此元件线形较好。在0—100摄氏度时，最大线形偏差小于1摄氏度。DS18B20的最大特点之一采用了单总线的数据传输，由数字温度计DS1820和微控制器AT89C51构成的温度测量装置，它直接输出温度的数字信号，可直接与计算机连接。这样，测温系统的结构就比较简单，体积也不大，且由于AT89C51可以带多个DSB1820,因此可以非常容易实现多点测量.轻松的组建传感器网络。系统设计方案框图如图1所示。2、下位机硬件

4、设计下位机的功能主要包括：多点温度测试及其相关处理，与上位机通讯传输温度数据。硬件设计主要包括电源、键盘、温度测试与控制电路以及串口通讯电路。2.1电源电路因为单片机工作电源为+5V,采用7805三端稳压片即可满足要求。2.2键盘电路系统采用拨码开关来控制，软件延时10ms去抖动。当拨码开关值为0000时，则显示通道CH0的温度值，依此类推，拨码开关值为0001时，显示通道CH1的温度值；拨码开关值为0111时，显示通道CH7的温度值；而当拨码开关为1000时，则为自动循环显示所有通道的温度。2.3温度测试与控制电路

5、DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，具有3引脚T0-92小体积封装形式。测温分辨率可达0.0625°C,被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出。其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生。DS18B20支持“一线总线”接口，测量温度范围为-55°C〜+125°C,在-10〜+85°C范围内，精度为±0.5°C。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量，如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。DS18B20最大的特

6、点是单总线数据传输方式，DS18B20的数据I/O均由同一条线来完成。本系统为多点温度测试。DS18B20采用外部供电方式，理论上可以在一根数据总线上挂256个DS18B20,但时间应用中发现，如果挂接25个以上的DS18B20仍旧有可能产生功耗问题。另外单总线长度也不宜超过80米，否则也会影响到数据的传输。在这种情况下我们可以采用分组的方式，用单片机的多个I/O来驱动多路DS18B20o在实际应用中还可以使用一个MOSFET将I/O口线直接和电源相连，起到上拉的作用。控制电路主要作用是，当温度超出这个设定值时，同时

7、控制继电器带动加热器和制冷器，对温度进行有效调节。三极管作为驱动继电器使用、二极管起续流作用，保护继电器。图2为温度测试与控制电路。2.4串口通讯电路由于PC机的串口是RS232电平，而单片机89C52是TTL电平，这样上位机（PC机）与下位机（单片机）通讯需要进行电平转换，系统选用简单可靠的专用芯片MAX232进行转换。3、系统软件设计3.1下位机程序设计采用模块化设计，主程序调用了4个子程序，分别是按键处理程序、温度测试子程序、单片机与PC机串口通讯程序。按键处理程序：实现输入按键的识别及相关处理。温度测试子程序

8、：对单总线上各点DS18B20的数据进行处理和判断。串口通讯程序：实现PC机与单片机通讯，将温度数据传送给PC机。3.2上位机程序设计VB是Microsoft公司推出的Windows应用程序开发工具，因其具有界面友好，编程简便等优点而受到广泛的使用，而且VisualBasic6.0版本带有专门实现串行通讯的MSCOMM控件。上位机监控界面如图3