基于单片机的仓库多点温度检测系统设计计算机专业.docx

基于单片机的仓库温度多点检测系统设计 摘要 多点温度检测在各个仓库、药库、运输集装箱等场所广泛应用。本仓库多点检测中的主要控制核心模块用AT89C52，并有4个DS18B20温度传感器、LCD1602显示器、和一个风机组成系统。4个传感器放于仓库的4个不同的位置，显示器显示4个传感器的温度，并放在仓库的门外，用一个继电器控制风机的开启和关闭。通过试验测试表明，系统基本到达要求。 关键词 温度检测 显示 温度调节 AT89C52单片机 Design of warehouse temperature multi-point detection system based on single chip microcomputer Abstract: Multi point temperature detection is widely used in various warehouses, pharmacy store, transport containers and other places. The main control core module of the warehouse multipoint detection is AT89C52, and has 4 DS18B20 temperature sensors, LCD1602 monitors and a fan system. The 4 sensors are placed in 4 different positions in the warehouse. The display displays the temperature of the 4 sensors and puts it outside the warehouse. A relay is used to control the opening and closing of the fan. The test results show that the system basically meets the requirements. Keywords temperature detection and display temperature adjustment AT89C52 microcontroller Key words: temperature detection; display; temperature regulation; AT89C52 MCU 目录 第一章 引言························································1 1.1 研究的背景及其意义············································1 1.2 在国内外的发展状况············································2 第二章 系统硬件设计···············································5 2.1 仓库介绍·······················································6 2.2系统硬件总体设计················································7 2.3 单片机·························································8 2.4 LCD1602液晶显示················································9 2.5 DS18B20温度传感器··············································10 2.6 电磁继电器····················································11 2.7 硬件总体结构··················································12 第三章 系统软件设计··············································13 3.1 软件总体设计··················································14 3.2 DS18B20子程序设计·············································15 3.3 LCD1602显示子程序设计········································16 3.4 继电器控制子程序设计·········································17 第四章 系统调试·················································17  结论·····························································18 致谢·····························································19 参考文献·························································20 附录·····························································21 第一章 引言 1.1 研究的背景及其意义 温度是表示物体冷、热的物理量，也是工业生产过程中常用的一个重要参数。为保证产品质量、生产安全、提高生产效率、节约能源，从而促进国民经济的发展，温度的控制和测量起着至关重要的作用。温度传感器是各种测量传感器中最常用的测量方法〔1〕。伴随着国民经济的发展和科学技术的不断进步，越来越多的生产生活中需要用到不同的温度传感器。温度测量、保持温度和控制温度是温度测量传感器系统中最重要的部分，测量温度是工业对象中最重要的被参数之一是测量温度。 单片机设计出的全数字仪表温度控制，是普通仪表的加强产品。当单片机引入温度控制这一环节后，许多硬件电路的要求都变得简单了，但是仍然需要重点注意电路自身的问题，信号里的传感器部分是能被直接获得的更需要引起重点注意。有些时候传感器的提升依然是对于整台机器性能提高的最具影响的环节。传感器在现代社会的发展越来越受到微电子技术的影响，传感器的功能也朝着固态、小型化、集成化、多功能的方向发展。 单片机的温度检测系统，对于温度的精准控制基本能够实现，让许多地方下人们对平衡温度的需求得以达成。人民的生活和生产产生了巨大的影响，例如，冬天我国北方的温度非常低，但在温室大棚的引入后，人们可以在秋冬季节吃新鲜美味的水果。钢铁厂炼铁时温度的精确度需求更高，因此控制温度变得非常的实用。而在我们每天的生活中，空调的使用也能够让夏天或者冬天都能够温度适宜，控制温度确实是让我们感觉到生活质量变得越来越高[2]。总而言之，不管是工程建造，现代工业的设计还是平常生活时控制温度都有着关键的作用。 1.2 在国内外的发展状况 单片机的诞生时在上个世纪的七八十年代，它的产生也是计算机发展历史上重大的跨时代的代表作，单片机的出现意味着通用计算机和嵌入式计算机被正式划分为两个不同的系统。单片机在仿真模拟，只能人工，处理数据等方面都获得了许多的应用。当下最流行的单片机以8位机使用最多，持续的加强控制效果，缩小体积，提高环境开发，减少成本，以非凡的规模快速扩张且普遍替代了传统的电子系统[3]。 大多数国家在采集温度方面取得了许多显著的成就。例如，前苏联的频率温度计的鉴别技术已达到0.0001摄氏度，并且温度范围在-30-230°C内频率和温度有着线性特性；我们国家生产的温度传感器使用石英材质，分辨率到达了0.0001°C，误差基本是在0.05°C内。 国内温度控控制器的改造经历了三个阶段：动圈式控温仪是最早的一个阶段，升温的快慢，加热使用的时间，显示精度差的设置均不可自动控制；数字温度计是第二阶段。控制精度低，响应不灵活，精度提高了很多；智能型控温仪是最近的一个阶段，精度控制较高，带有特定的程序，误差也较少了。尽管有很多种采集温度的方法，但是在大多数情形下，测量个别条件特殊的温度要想获得准确的效果还是比较困难，各式各样的测量方法的特点和原理需要掌握精通，然后联合设计需求才能够达成。同时还应该探索不同的采集方式，加强技术的发展，来满足在不同场合时采集温度的需求。 第二章 系统硬件设计 2.1仓库介绍 目前许多仓库都需要用到温度监控来保证产品的质量，比如粮仓的温度适宜对粮食保存起着至关重要的决定，集装箱里的一些货物也需要合适的温度来保存，大棚种植对温度的需求也越来越高。 本设计的主要功能就是对设置的四个温控点进行实时的温度监控，并且把采集的温度通过LCD1602显示出来。主要目的是将四点检测的温度采集并通过LCD1602显示出当前四个点环境温度。分别设定四点的温度跳变阈值，当任一被测点得温度不在其设定的检测范围时，继电器跳变，同时风扇开始降温。从而调节温度的变化，对于需要温度报警以及更多点温度监控的仓库可以再改进满足更多的需求。 2.2系统硬件总体设计 在温度测量系统时经常使用集成型温度传感器，该传感器能够获得基本准确的精度，在该温度传感器的应用流程中，对于长距离的多点温度监测时采取了单总线传输的方法。因此控制程序上较为复杂。在温度测量时，最高效的方法是选用新型的温度传感器，具有很强的抗干扰效果。最新的温度传感器DS18B20采用第一总线，体积小，精度高，适用于宽电压等。在实践操作上获得了较好的温度测量结果。根据本设计的目的和硬件的优点，给出了系统的总体设计框图，如图2-1所示： 电源 P1.0 单片机 继电器 P3.4 DS18B201 P0口 P3.5 DS18B202 LCD1602 P2.4 P3.6 DS18B203 P2.5 P3.7 P2.6 DS18B204 　　　　　　　　　　　　图2-1总体设计框图 2.3单片机 本设计选取美国ATMEL公司开发的单片机AT89C52，闪存位于微控制器内部，可反复编辑。可以实行2000次擦除编写操作，所以当开发时特别容易实行修改程序，极大的减少了开发的周期。AT89C52单片机是一种性能高端、电压很低的处理器。微控制器采用ATMEL高密度存储技术，MCS-51输出引脚兼容。一个芯片包含闪存和多功能CPU，这是一个非常高效的微控制器[4 ]。如图2-2： 图2-2 52单片机管脚图 2.4 LCD1602液晶显示 2.4.1 LCD1602特点 当温度读取模块被测试时，显示模块使用LCD1602液晶显示器，LCD引脚图如图2-3所示: 图2-3 LCD管脚图 LCD1602可以同时显示总共32个字符，每行16个字符分2行在屏幕内。字符生成存储器中的LCD模块提供160个不同的点阵字符，其中包含一些常用符号、英文字母、阿拉伯数字等，各个字符皆具有一个稳定的代码。能够按照特定的时序经过直接编程驱动[5]。它拥有控制简单，抗干扰能力稳定，节省电量等优点。当使用直接接地时，VEE引脚与液晶显示器的对比度最高，而最低对比度则是直接连接到+5V电源时。 2.4.2LCD1602引脚说明 LCD1602选取的引脚接口是准确的14脚或者16脚接口，各说明如图2-4所示： VSS为第一个引脚的地电源；