单片机课程设计说明书
题目：温度检测系统设计
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目录
1 设计任务与要求 (1)
1.1 设计任务 (1)
1.2 设计要求 (1)
2 设计方案 (1)
3 硬件电路设计 (1)
3.1 最小系统电路 (1)
3.2 温度采集模块 (3)
3.3 显示模块 (4)
3.4 硬件总体仿真图 (7)
4 主要参数计算与分析 (7)
4.1 DS18B20的主要参数 (7)
4.2 STC89C52RC的主要参数 (8)
4.3 LCD1602的主要参数 (8)
5 软件设计 (9)
5.1 主程序流程图 (9)
5.2 温度测量系统各子模块 (9)
6 心得体会 (12)
7 参考文献 (12)
8 附录 (12)
8.1 实物图 (12)
8.2 元件清单 (13)
8.3 C语言程序 (14)
1设计任务与要求
1.1设计任务
设计一个温度检测系统。
1.2设计要求
(1)用温度传感器18B20测环境温度，用LCD1602显示测量结果。
(2)用PROTEUS仿真。
(3)焊接电路板并调试运行。
2设计方案
总体设计方案采用S T C89C52R C单片机作控制器，温度传感器选用DS18B20来设计数字温度计。主控制器由单片机S T C89C52R C实现，测温电路由温度传感器
DS18B20实现，显示电路由LCD1602液晶显示器直读显示。本设计所介绍的数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用。该设计控制器使用单片机S T C89C52R C，测温传感器使用DS18B20,实现温度显示,能准确达到以上要求。如图一所示。
图一总体设计方案
3硬件电路设计
3.1 最小系统电路
单片机最小系统，或者称为最小应用系统，是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统，对于51系列单片机来说，最小系统包括：单片机、时钟电路、复位电路。如图二所示：
图二最小系统电路
3.1.1 时钟电路
STC89C52内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚RXD和TXD分别是此放大器的输入端和输出端。时钟可以由内部方式产生或外部方式产生。在RXD和TXD引脚上外接定时元件，内部振荡器就产生自激振荡。定时元件通常采用石英晶体和电容组成的并联谐振回路。晶体振荡频率可以在1.2～12MHz之间选择，电容值在5～30pF之间选择，电容值的大小可对频率起微调的作用。
外部方式的时钟，RXD接地，TXD接外部振荡器。对外部振荡信号无特殊要求，只要求保证脉冲宽度，一般采用频率低于12MHz的方波信号。片内时钟发生器把振荡频率两分频，产生一个两相时钟P1和P2，供单片机使用。如图三所示：
图三时钟电路
3.1.2 复位及复位电路
复位是单片机的初始化操作。其主要功能是把PC初始化为0000H，使单片机从0000H单元开始执行程序。除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱困境，也需按复位键重新启动。
RST引脚是复位信号的输入端。复位信号是高电平有效，其有效时间应持续24个振荡周期(即二个机器周期)以上。若使用颇率为6MHz的晶振，则复位信号持续时间应超过4us才能完成复位操作。
整个复位电路包括芯片内、外两部分。外部电路产生的复位信号(RST)送至施密特触发器，再由片内复位电路在每个机器周期的S5P2时刻对施密特触发器的输出进行采样，然后才得到内部复位操作所需要的信号。
复位操作有上电自动复位相按键手动复位两种方式。
复位电路如图四所示：
图四复位电路
3.2 温度采集模块
3.2.1 温度传感器的选择
DS18B20是常用的温度传感器，具有体积小，硬件开销低，抗干扰能力强，精度高的特点。DS18B20的读写时序和测温原理与DS1820相同，只是得到的温度值的位数因分辨率不同而不同，且温度转换时的延时时间由2s减为750ms。 DS18B20测温原理如图3所示。图中低温度系数晶振的振荡频率受温度影响很小，用于产生固定频率的脉冲信号送给计数器1。高温度系数晶振随温度变化其振荡率明显改变，所产生的信号作为计数器2的脉冲输入。计数器1和温度寄存器被预置在-55℃所对应的一个基数值。计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当计数器1的预置值减到0时，温度寄存器的值将加1，计数器1的预置将重新被装入，计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到计数器2计数到0时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值即为所测温度。斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于修
正计数器1的预置值。
3.2.2 DS18B20管脚功能及接线方法
管脚功能：GND为电源地、DQ为数字信号输入/输出端、VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）
接线方法：面对着平的那一面，左负右正，一旦接反就会立刻发热，有可能烧毁！同时，接反也是导致该传感器总是显示85℃的原因。实际操作中将正负反接，传感器立即发热，液晶屏不能显示读数，正负接好后显示85℃。另外，如果使用51单片机的话，那么中间那个引脚必须接上4.7K—10K的上拉电阻，否则，由于高电平不能正常输入/输出，要么通电后立即显示85℃，要么用几个月后温度在85℃与正常值上乱跳。
DS18B20管脚如图五所示。
图五 DS18B20管脚
DS18B20与单片机的连接电路，如图六所示。
图六 DS18B20与单片机的连接电路
3.3 显示模块
