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沈阳理工大学学士学位论文

摘 要

随着现代信息技术的飞速发展，温度采集在工业、农业及人们的日常生活中扮演着一个越来越重要的角色，它对人们的生活具有很大的影响，所以温度采集控制系统的设计与研究有十分重要的意义。本文介绍了基于单片机的数据采集的硬件设计和软件设计，数据采集系统是模拟域与数字域之间必不可少的纽带，它的存在具有着非常重要的作用。单片机由于其微小的体积和极低的成本，而广泛的应用于家用电器、工业控制等领域中。多路温度采集系统是利用温度传感器DS18B20检测温度，并由单片机处理显示。本毕业设计是基于AT89C52单片机和DS18B20实现温度的测量系统，单片机在本系统中作为温度输入和显示控制器件，DS18B20被用作温度数据的采集和温度输出器件。本系统采用单总线操作，线路简单，测量值精确，可实现多点测量。

关键词：数据采集；AT89C52单片机；DS18B20；多点测量

I

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Abstract

with the rapid development of modern information technology, the temperatureo collection in industry, agriculture and People's Daily life play anincreasinglyimportant role, it has a great influence on people's lives, so the design of the control system ofdd temperature acquisition and research has the very vital significance. Were introducedu in this paper based on single chip microcomputer hardware design and softwaredesign of data acquisition, data acquisition system is the essential link between analog andffd digital domains, it has a very important role. Single-chip computer because of itssmall volume and low cost, and is widely used in household appliances,industrialcontroland other fields. Multi-channel temperature acquisition system is to use the temperature drtsensor DS18B20 detection temperature, and are displayed by the single chip. This design is based on AT89C52 single .

Keywords: Data acquisition；AT89C52 single chip microcomputer；DS18B20；Multi-point measurement

II

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目 录

1 绪论.................................................................................................................. 1

1.1 课题研究的意义................................................................................... 1 1.2 国内国外研究现状............................................................................... 2 1.3 课题的主要内容................................................................................... 3 2 系统的硬件设计.............................................................................................. 5

2.1 温度采集系统的开发过程................................................................... 5 2.2 单片机最小系统设计........................................................................... 6

2.2.1 单片机的选型............................................................................ 6 2.2.2 单片机AT89C52简介 .............................................................. 6 2.2.3 单片机AT89C52的特征及引脚功能 ...................................... 6 2.3 温度采集接口电路设计..................................................................... 10

2.3.1 温度采集器件的选择.............................................................. 10 2.3.2 DS18B20简介 ......................................................................... 10 2.3.3 DS18B20的特征及引脚功能 ................................................. 10 2.4 显示器设计......................................................................................... 12

2.4.1 LM016L简介 .......................................................................... 12 2.4.2 LM016L的特征及引脚功能 .................................................. 13

3 系统的软件设计............................................................................................ 17

3.1 Keil简介 ............................................................................................. 17 3.2 程序设计............................................................................................. 18

3.2.1 读出温度子程序...................................................................... 18 3.2.2 温度转换命令子程序.............................................................. 19 3.2.3 计算温度子程序...................................................................... 19

4 软硬件调试.................................................................................................... 21

4.1 软件调试............................................................................................. 21 4.2 硬件调试............................................................................................. 21 5 proteus仿真结果及分析........................................................................... 22

5.1 proteus仿真结果 ................................................................................ 22 5.2 结果分析............................................................................................. 22

III

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结 论.................................................................................................................... 24 致 谢.................................................................................................................... 25 参考文献.............................................................................................................. 26 附录A 英文原文............................................................................................... 27 附录B 汉语翻译............................................................................................... 34 附录C 源程序................................................................................................... 41 附录D 电路原理图........................................................................................... 58 附录E 实物图................................................................................................... 59

IV

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1 绪论

本设计主要设计一种多路温度采集检测系统，采用目前低价位但技术十分成熟的AT89C52单片机作为内核，选用DS18B20作为温度传感器，送到显示器循环显示所测的四路温度数值。可用查看某一路的温度值。本课题构成的多路温度系统具有结构简单、价格低廉、测量精度高、量程宽的特点，在很多场合具有一定的适用性。我们所采用的控制芯片为AT89C52，此芯片功能较为强大，能够满足设计要求。

1.1 课题研究的意义

数据采集系统起始于20世纪50年代，1956年美国首先研究了用在军事上的测试系统，目标是测试中不依靠相关的测试文件，由非成熟人员进行操作，并且测试任务是由测试设备高速自动控制完成的。由于该种数据采集测试系统具有高速性和一定的灵活性，可以满足众多传统方法不能完成的数据采集和测试任务，因而得到了初步的认可。大概在60年代后期，国内外就有成套的数据采集设备和系统多属于专用的系统。近年来，数据采集及其应用受到了人们越来越广泛的关注，数据采集系统也有了迅速的发展，它可以广泛的应用于各种领域。

温度是工业对象中主要的被控参数之一，在各个种类的企业中应用广泛的各种加热设备、反应炉设备等都需要严格的控制温度。随着时代的进步，科技的发展，各行各业对于温度采集系统的要求也在不断提高以达到设备环境、生产流程的安全要求，也越来越成为温度采集系统的几个重要指标。

20世纪70年代后期，随着微型机的发展，诞生了采集器、仪表同计算机溶为一体的数据采集系统。由于这种数据采集系统的性能优良，超过了传统的自动检测仪表和专用数据采集系统，因而获得了惊人的发展。从70年代起，数据采集系统发展过程中逐渐分为两类，一类是实验室数据采集系统，一类是工业现场数据采集系统。

20世纪80年代随着计算机的普及应用，数据采集系统得到了很大的发展，开始出现了通用的数据采集与自动测试系统。该阶段的数据采集系统主要有两类，一类以仪表仪器和采集器、通用接口总线和计算机组成。这类系统主要应用于实验室，在工业生产现场也有一定的应用。第二类以数据采集卡、标准总线和计算机构成，这一类在工业现场应用较多。20世纪80年代后期，数据采集发生了很大的变化，工业计算机、单片机

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