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1、分类号 编号烟 台 大 学毕 业 论 文（设 计）智能温控系统的设计Design of Intelligent Temperature Control System申请学位： 院 系： 专 业： 姓 名： 学 号： 指导老师： 2010年5月20日智能温控系统的设计姓 名： 导 师： 2010年 5 月 20 日烟台大学烟台大学毕业论文（设计）任务书院（系）：光电信息科学技术学院姓名学号毕业届别2010专业毕业论文（设计）题目智能温控系统的设计指导教师黄琳学历博士职称讲师所学专业光学工程具体要求(主要内容、基本要求、主要参考资料等)：进度安排：指导教师（签字）： 2007年 月 日院（系）意见： 教学院长（主任）（签字）： 年 月 日备注： / 文档可自由编辑打印摘要 目前，计算机控制系统已逐步从单机控制发展成为多机控制并出现了以计算机技术为核心，与数据通讯技术相结合的集检测、控制和管理为一体的计算机网络，即集中分布式测控系统。系统中以单片机作为从机，负责现场控制和实时数据的采集；PC机作为主机，对各从机发来的数据进行分析、处理，并向各从机发布命令，实现对工业现场的集中监控与管理。随着

2、电子技术的迅速发展，特别是大规模集成电路的出现，给人类生活带来很大的改变，应用单片机技术的产品走进了千家万户。温度是工业生产中常见的被控参数，对温度控制系统进行研究具有很广泛的意义。本文从硬件和软件两方面介绍MCS-51单片机温度控制系统的设计思路以及用串行通信方式实现单片机与上位机的双向通信。关键词智能温控；串口通信；DS18B20芯片；VB程序设计；89C51；Abstract At present, the computer control system has gradually developed into many machine controls from the single plane control. Computer networks appearing, which takes the computer technology as a core, associating data communication technology. Namely, central-distribution-control system. This system integrate

3、s detection, control and management. As slave computers, the mono-plate processors are responsible for the field control and the real-time data acquisition. As host computers, the personal computers analyses and dispose the data supplied by mono-plate processors, and issue orders to the mono-plate processors. Thus, monitoring and managing industrial field can be realized.Along with rapid development of electronic technology especially the appearance of large scale integrated circuits, tremendous

4、 changes have brought to human life. Electronic products employing mono-plate processor gain more and more popularization. The temperature is a common parameter need to be measured in the industrial production. So it has great significance to conducting the research of temperature control system. This dissertation introduces that the design scheme of temperature control system exploiting MCS-51 mono-plate processor and the implementation method of two-way communication between mono-plate process

5、or and personal computer utilizing serial communication way have been introduced.Key wordsIntelligent Temperature Control;DS18B20;serial communication;VB program design; 89C51 目录绪论1第一章 系统的硬件设计31.1 系统的硬件设计31.2 单片机概述31.3 DS18B20芯片的说明41.3.1 DS18B20的特点管脚功能介绍41.3.2 DS18B20内部结构简要介绍51.3.3 DS18B20的读写操作介绍71.4 单片机采用DS18B20芯片采集温度概述81.4.1 系统硬件原理图81.4.2 系统温度采集流程图101.4.3 系统子程序流程图11第二章 上位机与下位机通信的设计122.1 引言122.2 PC机与单片机8051之间的通信硬件设计122.2.1 PC机与单片机8051之间的通信特点122.2.2 PC机与单片机8051通信的硬件设计132.2.3 PC机与单片机8051之间的通信协议14

6、2.3 PC机与单片机8051之间的通信软件设计142.3.1 总体功能设计142.3.2 组件MSComm的属性说明152.3.3 通讯流程图162.3.4 通信子程序162.3.5 下位机软件设计18结束语20致谢21参考文献22附录23绪论单片机已经在测控领域中获得广泛的应用，除了可以测量电信号以外，还可以用于温度、湿度等非电量的测量。能独立工作的单片机的温度检测、温度控制系统已经广泛应用于很多领域。由于单片机的广泛适用性，以及其强大的功能性，使得单片机在当今的电子设计方面有了非常广范围的使用，特别是作为电子设计的基础硬件。作为电子类专业的学生，单片机是必需具备的开发工具。本次选温度控制系统的这个课题，主要是因为温度这一特殊的参数在现实的工业及生活中都具有十分重要的地位。而且，通过采用与上位机的通信的功能，可以更加熟悉单片机结合外接芯片的使用，深化对单片机的理解，有助于以后的系统的开发。论文的研究内容及结构安排：本次设计主要研究如何实现单片机对环境温度的实时采集及控制，研究并设计上位机程序，实现PC也单片机双向通信及PC对单片机的控制。主要包括两部分：单片机结合DS18B20芯片

7、实现实时温度的采集、串行通讯方式实现单片机与上位机的双向通信。系统主要功能：采集现场温度显示、PC机上的控制界面上，通过PC机的控制界面以及单片机的键盘设置实时的报警温度，实现过温报警的功能。主程序结构流程图如图1所示。设计内容及要求：单片机通过DS18B20芯片采集温度并在LED数码管及PC端软件界面上实时动态显示，可通过单片机键盘及PC端软件随时设定安全温度，实现PC机与单片机的双向通信，若出现过温现象将在单片机及远程PC端进行报警操作。开 始系统初始化DS18B20 ROM及存储器操作命令定时器初始化送LED显示，向PC机发送数据采集温度及上限（TH）开中断接收数据是否有合理按键键值转换报警操作LED显示，对DS18B20操作发送数据是否过温是否有上位机数据YesYesNoNo图1 主程序结构流程图第一章 系统的硬件设计1.1 系统的硬件设计单片机的接口信号是电数字信号，要想用单片机获取温度这类非电信号的信息，必须使用温度传感器。温度传感器的作用是将温度信息转换为电流或电压输出，如果转换后的电流或电压输出是模拟信号，那么还必须进行A/D转换，以满足单片机接口的需要。传统的温度检测

8、大多以热敏电阻为温度传感器，但热敏电阻的可靠性差，测量温度准确率低，而且必须经过专门的接口电路转换为数字信号后才能由单片机进行处理。而本课题采用一种数字温度传感器来实现基于51单片机的数字温度控制系统。设计51单片机数字温度计系统，需要考虑以下三个方面的内容：（1）选择合适的温度传感器芯片。核心器件是单片机和温度传感器，单片机采用89C51即可，而温度传感器的选择则需慎重。（2）单片机与温度传感器的接口电路设计。（3）控制温度传感器实现温度信息采集以及数据传输的软件设计1。1.2 单片机概述单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。它的体积小、质量轻、价格便宜。图1.1所示即为89C51的引脚图。图1.1 89C51引脚分布40个引脚按引脚功能大致可分为4个种类：电源、时钟、控制和I/O引脚。1.电源: (1)VCC - ：芯片电源，接+5V；(2)VSS -： 接地端；2.时钟：XTAL1、XTAL2 - 晶体振荡电路反相输入端和输出端。 3.控制线：控制线共有4根，(1)ALE/PROG：地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲ALE功能：用来锁存P0口送出的低8位地址PROG功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲。(2)PSEN:外ROM读选通信号。(3)RST/VPD:复位/备用电源。RST（Reset）功能：复位信号输入端。VPD功能：在Vcc掉电情况下，接备用电源。(4)EA/Vpp:内外ROM选择/片内EPROM编程电源。EA功能：内外ROM选择端。Vpp功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，施加编程电源Vpp。4.I/O线：89C51共有4个8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32个引脚,P3口还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和

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