嵌入式论文-基于pic单片机的多路温度采集显示系统

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1、基于PIC单片机的多路温度采集显示系统1系统设计在工业生产和日常生活中，经常要对温度进行测量与控制，并且有时是对多个点进行温度测量，比如冷库温度监控、环境温度监测、农业温室监控、粮库温度采集等。在这种情况下，多点温度采集系统应运而生。多点温度检测系统通常能够对多个工作点的温度进行检测，显示当前温度，并能够对温度进行存储和报警，还能将温度上传至PC机，进行后续处理。传统的测温元件有热电偶和热电阻，需很多硬件支持并且电路复杂。本文将设计一款由新型的数字温度传感器DS18B20配合单片机，具有温度检测、显示、存储、自动统计分析

2、及跟电脑通讯连接还利用固定电话远程报警等功能的多点温度采集系统。多路温度监控系统30℃℃PC机通讯4*温度传感器固话报警图1.1多路温度采集系统模拟应用温度监控主系统构架框图如图1.2所示：PIC16F877A单片机12864液晶显示实时时钟上限报警接口按键控制PC机通讯AT24C02温度储存四路温度采集图1.2多路温度采集系统构架框图主要技术参数A温度检测范围：-55℃～+125℃B测量精度：0.0625℃C显示方式：LCD12864显示D报警方式：固话报警2.硬件设计介绍2.1PIC单片机介绍(1)哈佛总线结构:MC

3、S-51单片机的总线结构是冯-诺依曼型,计算机在同一个存储空间取指令和数据,两者不能同时进行;而PIC单片机的总线结构是哈佛结构,指令和数据空间是完全分开的,一个用于指令,一个用于数据,由于可以对程序和数据同时进行访问,所以提高了数据吞吐率。正因为在PIC单片机中采用了哈佛双总线结构，所以与常见的微控制器不同的一点是：程序和数据总线可以采用不同的宽度。数据总线都是8位的，但指令总线位数分别为12、14、16位。(2)流水线结构:MCS-51单片机的取指和执行采用单指令流水线结构,即取一条指令,执行完后再取下一条指令;而P

4、IC的取指和执行采用双指令流水线结构,当一条指令被执行时,允许下一条指令同时被取出,这样就实现了单周期指令。(3)寄存器组:PIC单片机的所有寄存器,包括I/O口,定时器和程序计数器等都采用RAM结构形式,而且都只需要一个指令周期就可以完成访问和操作;而MCS-51单片机需要两个或两个以上的周期才能改变寄存器的内容。（4）运行速度高：由于采用了哈佛总线结构，以及指令的读取和执行才用了流水作业方式，使得运行速度大大提高。（5）功耗低：PIC单片机的功率消耗极低，是目前世界上最低的单片机品种之一。在4MHz时钟下工作时耗电不

5、超过2mA，在睡眠模式下耗电可以低到1uA以下。（6）驱动能力强：I/O端口驱动负载的能力较强，每个I/O引脚吸入和输出电流的最大值可分别达到25mA和20mA，能够直接驱动发光二极管LED、光电耦合器或者轻微继电器等。（7）外接电路简洁PIC单片机片内集成了上电复位电路、I/O引脚上拉电路、看门狗定时器等，可以最大程度减少或免用外接器件，以便实现“纯单片机”应用。这样，不仅方便于开发，而且还可节省用户的电路空间和制作成本。（8）程序保密性强目前，尚无办法对其直接进行解密拷贝，可以最大限度的保护用户的程序版权。PIC16

6、F877A的详细引脚如图2.2－1所示。图2.1PIC16F877A引脚图图2.2PIC16F877A实物图PIC单片机主要性能参数如下所示：l具有高性能RISCCPUl仅有35条单字指令l次擦写周期l除程序分支指令为两个周期外，其余均为单周期指令l运行速度：DC—20MHZ始终输入DC—200ns指令周期l8K*14个FLASH程序存储器368*8个数据存储器（RAM）字节256*8EEPRM数据存储器字节l提供14个中断源l功耗低在5V，4MHZ时钟运行时电流小于2mA在3V，32KHZ时钟运行时电流小于20Ual支

7、持在线串行编程（ICSP）l运行电压范围广，2.0V到5.5Vl输入及输出电流可达到25mAlTimer0：带有预分频器的8位定时器/计数器lTimer1：带有预分频器的16位定时器/计数器，在使用外部晶振震荡时钟时，在睡眠期间仍能工作lTimer2：带有8位周期寄存器，预分频器和后分频器的8位定时器/计数器。l2个捕捉器，比较器，PWM模块其中：捕捉器是16位，最大分辨率是12.5ns比较器是16位，最大分辨率是200nsPWM最大分辨率是10位l10位多通道模数转换器2.2单片机最小系统设计2.2.1复位功能PIC1

8、6F877A的复位功能设计得比较完善，实现复位或引起复位的条件和原因可以归纳成4类：人工复位、上电复位、看门狗复位、欠压复位。这里简单介绍一下人工复位人工复位：无论是单片机在正常运行程序，还是处在睡眠状态或出现死机状态，只要在人工复位端MCLR加入低点平信号，就令其复位。本次设计的电路图如图2.3－1所示。2.2.2