内容发布更新时间 : 2024/12/25 12:13:33星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

目 录

3.2 子程序 ....................................................................................................................... - 22 -

第四章 仿真与调试............................................................................................................. - 23 - 第五章 总结 ........................................................................................................................ - 24 - 参考文献 ................................................................................................................................. - 24 - 致谢与声明 ............................................................................................................................ - 24 -

IV

第一章 引 言

第一章 引 言

1.1 课题的背景和意义

随着电子技术的迅速发展，特别是随大规模集成电路出现，给人类生活带来了根本性的改变。温度和时间都是与人们日常生活密切相关的，特别是温度检测应用甚广，如家居、厂房安全监测，环境温度监测和报警，农业温室监测，温度随时间变化测试仪等等。目前推广应用的许多温度控制系统多采用电阻式温度传感器，测量精度低，需要A/D转换，电路复杂，离散性大，温度反应缓慢。为此，采用热电偶及DS18B20作为温度采集单元和单片机来对它们进行控制，不仅具有控制方便、简单、灵活等优点。将本系统置于房间、办公室、校园、车间、汽车上或其它公共场所，使用液晶显示模块显示时间和温度，无论什么时间都能同时满足人们对环境温度和时间的确知。

该题目接近生活，实用性强，并且与单片机很好的结合，可以通过该题目进一步学习单片机原理以及其应用，从而在电路理论和实践能力的结合上得到进一步锻炼，达到其综合能力的培养和提高。

1.2 系统基本方案选择和论证

1.2.1 单片机芯片的选择

本设计采用AT89S51芯片作为硬件核心，该芯片采用Flash ROM，内部具有4KB ROM存储空间,相对于本设计而言程序空间完全够用。能于3V的超低压工作,而且与MCS-51系列单片机完全兼容,而且运用于电路设计中时具备ISP在线编程技术,当在对电路进行调试时，由于程序的错误修改或对程序的新增功能需要烧入程序时，避免芯片的多次拔插对芯片造成的损坏。

1.2.2 显示模块选择方案和论证

方案一：

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第一章 引 言

采用点阵式数码管显示，点阵式数码管是由八行八列的发光二极管组成，对于显示文字比较适合,如采用在显示数字显得太浪费,且价格也相对较高,所以也不用此种作为显示。

方案二：

采用LED数码管动态扫描,LED数码管价格虽适中,对于显示数字也最合适,而且采用动态扫描法与单片机连接时,占用的单片机口线少。但是由于数码管动态扫描需要借助74LS164移位寄存器进行移位，该芯片在电路调试时往往会有很多障碍，所以不采用LED数码管作为显示。

方案三：

采用LCD液晶显示屏,液晶显示屏的显示功能强大,可显示大量文字,图形,显示多样,清晰可见,对于该系统而言，一个1602的液晶屏即可，价格也还能接受,需要的接口线较多,但会给调试带来诸多方便，所以此设计中采用LCD1602液晶显示屏作为显示模块。

1.2.3 时钟芯片的选择方案和论证

方案一：

直接采用单片机定时计数器提供秒信号，使用程序实现年、月、日、时、分、秒计数。采用此种方案虽然可以减少时钟芯片的使用，节约成本，但是，实现的时间误差较大，所以不采用此方案。

方案二：

采用DS1302时钟芯片实现时钟，DS1302是美国DALLAS公司推出的

一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5V～5.5V。采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302内部有一个31×8的用于临时性存放数据的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升级产品，与DS1202兼容，但增加了主电源/后背电源双电源引脚，同时提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。主要

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第一章 引 言

特点是采用串行数据传输，可为掉电保护电源提供可编程的充电功能，并且可以关闭充电功能。采用普通32.768kHz晶振。因此，本设计中采用DS1302提供时钟。

1.2.4 温度传感器的选择方案与论证

方案一：

使用热敏电阻作为传感器，用热敏电阻与一个相应阻值电阻相串联分压，利用热敏电阻阻值随温度变化而变化的特性，采集这两个电阻变化的分压值，并进行A/D转换。此设计方案需用A/D转换电路，增加硬件成本而且热敏电阻的感温特性曲线并不是严格线性的，会产生较大的测量误差。

方案二：

采用数字式温度传感器DS18B20，此类传感器为数字式传感器而且仅需要一条数据线进行数据传输，易于与单片机连接，可以避免A/D模数转换模块，降低硬件成本，简化系统电路。虽然数字式温度传感器具有测量精度高的优点，但是，其测量范围太小，不足以满足该系统的要求。

方案三：

采用Ｋ型热电偶测温，此类传感器结构简单、制造容易、使用方便、测温范围宽等特点，但是，其精确度不高，而且电热偶输出的热电势信号必须经过中间转换环节，才能输入基于单片机的嵌入式系统，所以最终决定选择由DS18B20及MAXIM6675热电偶数字转换器分两路采集温度。

1.3 电路设计最终方案决定

综上各模块的选择方案与论证，确定最后的主要硬件资源如下：采用AT89S51作为主控制系统；MAXIM6675热电偶数字转换器及DS18B20作为数字式温度传感器；DS1302提供时钟； LCD1602液晶屏作为显示；L7805提供电源电路。

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