简易测温系统设计

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1、山东科技大学电工电子实验教学中心创新性实验研究报告课程名称：单片机原理及应用实验项目名称简易测温系统姓名罗阳百＿＿学号＿8手机Emailluoyangbai77@163.com专业电气工程及其自动化＿班级09-2＿＿指导教师及职称＿钟宁帆＿＿＿＿＿＿＿＿开课学期2011至＿2012学年＿第一学期提交时间2011年12月29日一、实验摘要单片机在检测和控制系统中得到了广泛的应用，温度则是系统中常需要测量、显示、控制和保持的一个量。本实验基于STC89C52RC单片机片、DS18B20、串口通信技术设计出了一种简易测温装置，该装置综合运用单片机的

2、各种外围器件，通过DS18B20实时检测现场温度，由定时器定时将下位单片机采集到的温度数据通过串口通信技术发送至上位机，上位机处理数据并将数据送至四位数码管动态显示，最终实现下位机实时检测现场温度和上位机动态显示的功能。二、实验目的（1）通过对51单片机指令、STC89C52RC单片机片上各功能模块、常用外部可编程芯片的学习和应用训练，进一步熟悉51单片机程序设计，串行总线接口程序设计以及外部可编程芯片的使用方法。（2）以STC89C52RC单片机为核心控制器件，利用DS18B20温度传感器并运用串口通信技术设计出一个度精确到0.1℃的简易测

3、温装置，实现现场测温并通过串口将数据发送到上位机显示的功能。（3）进一步熟悉掌握编程软件keil的使用。（4）初步掌握一个最小系统的设计方法。（5）学习创新性实验报告的撰写方法。三、实验场地及仪器、设备和材料：实验场地：J11-324实验设备：PC兼容机一台，示波器一台，单片机实验箱一台，单片机学习开发板一块实验材料：DS18B20，杜邦线若干四、实验内容1、实验原理（1）基本思路要设计出的测温系统主要由两片单片机组成，STC89C52(1)主要完成温度的测量并由定时器定时将测得的现场数据通过串口发送给STC89C52(2)；STC89C52

4、(2)接受STC89C52(1)发过来的温度数据，处理后将数据态显示在数码管上。（2）系统结构框图图（1）系统整体结构图（3）系统各部分的基本工作原理晶振电路每个单片机系统里都有晶振，全称是晶体震荡器。晶振用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作，以提供稳定、精确的单频振荡。在单片机系统里晶振的作用非常大，它结合单片机内部的电路，产生单片机所必须的时钟频率，单片机的一切指令的执行都建立在这个基础上，晶振提供的时钟频率越高，单片机的运行速度也就越快。在通常工作条件下，普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十。复位电路在上电或复位过程

5、中，控制CPU的复位状态：这段时间内让CPU保持复位状态，而不是一上电或刚复位完毕就工作，防止CPU发出错误的指令、执行错误操作，也可以提高电磁兼容性能。无论用户使用哪种类型的单片机,总要涉及到单片机复位电路的设计。而单片机复位电路设计的好坏,直接影响到整个系统工作的可靠性。许多用户在设计完单片机系统,并在实验室调试成功后,在现场却出现了“死机”、“程序走飞”等现象,这主要是单片机的复位电路设计不可靠引起的。定时器本设计采用定时器0在方式1下的定时模式。当定时器工作在定时模式下时，TMOD中的T/C=0时.在作定时器使用时,输入脉冲是由内部时

6、钟振荡器的地输出经12分频后送来的,所以,定时器也可以看作是对机器周期的地计数器.这是因为一个机器周期是12个震荡周期,即计数频率为晶振频率的地1/12.本实验中实验箱采用的晶振频率为12MHZ,则一个机器周期是1us,定时器每接受一个输入脉冲的时间是1us.这时所计脉冲个数与时间相对应,所以称为定时器.串口通信串行通信可分为两种类型，一种是同步通信，另一种是异步通信。采用同步通信时，将所有字符组成一个组，这样，字符可以一个接一个地传输，但是，在每组信息的开始要加上同步字符，在没有信息要传输时，填上空字符，因为同步传输不允许有空隙。采用异步通

7、信时，两个字符之间的传输间隔是任意的，所以，每个字符的前后都要用一些数据位来作为分隔位。比较起来，在传输率相同时，同步通信方式下的信息有效率要比异步方式高，因为同步方式的非数据信息比例比较小。这样一来，如果采用同步方式，那么，在传输数据的同时，还必须传输时钟信号。而在异步方式下，接收方的时钟频率和发送方的时钟频率不必完全一样，而只要比较相近，即不超过一定的允许范围就行了。在数据传输中，较为广泛采用的是异步通信，异步通信的标准数据格式如图(2)所示。图（2）异步通信数据格式DS18B20介绍DS18B20芯片的管脚图如图（2）所示。通过一个单线

8、接口发送或接收信息，因此在中央微处理器和DS1820之间仅需一条连接线（加上地线）。用于读写和温度转换的电源可以从数据线本身获得，无需外部电源。因为每个DS1820