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基于单片机的多路温度采集系统

一、摘要：本设计利用单片机及Keil编程软件编程和PROTEUS单片机仿真软
件和电子电工等方面知识,用Keil编程软件编程，用PROTEUS单片机仿真软件仿
真。最后制作实物，将程序下载到单片机中，利用（I/O）口采集来自多路温度
的数据，根据各路温度的不同，集中准确的显示出来，并且根据所设温度的上下
限通过驱动蜂鸣器进行听觉上的报警，同时还可以通过LED灯协助进行视觉上的
报警，从而达到多点温度的采集和报警的目的。以Keil编程软件和PROTEUS软
件来进行仿真、分析，调试,为设计提供了一个方便、快捷的途径，为设计节约
了设计时间。

关键词：AT89S52单片机温度采集报警
二、设计要求

1、检测的温度范围：0℃～100℃。

2、检测分辨率0.1℃。

3、显示的多路的温度值不相互干扰，而且对各个传感器的所属温度都能进行报
警。
三、硬件电路设计

1、系统的设计思路

本设计采用单片机作为数据处理与控制单元，为了进行数据处理，单片机控制数
字温度传感器，把温度信号通过单总线从数字温度传感器传递到单片机上。单片
机数据处理之后，发出控制信息改变报警和控制执行模块的状态，同时将当前温
度信息发送到LCD进行显示。本系统可以实现多路温度信号采集与显示，可以使
用程序来设置温度限定值，通过进行温度数据的运算处理，发出控制信号达到控
制蜂鸣器和LED进行报警。

2、系统总体设计方案

系统总体主要由对单片机进行编程后得到控制,系统的其他功能部件分别接至单
片机的对应I/O口。整体模块如图：

多路温度显示电路
LED
传感器

单
片

机
按键电路系报警电路
统

晶振.

复位报警电路

3、主控制器

本次设计选择Atmel公司生产的AT89C51作为控制芯片。AT89C51是高性能的
CMOS8位单片机，片内含有4Kbytes的可反复擦写的只读程序存储器和128的
随机存取数据存储器。AT89系列与MCS-51系列单片机相比有两大优势：第一，
片内程序存储器采用闪速存储器，使程序的写入更加方便;第二，提供了更小尺
寸的芯片，使整个电路体积更小。它以较小的体积、良好的性价比倍受青睐。51
单片机管脚图：

2

4、温度采集电路

本系统采用DS18B20作温度采集器。DS18B20数字温度传感器接线方便，封装成
后可应用于多种场合，耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各
种狭小空间设备数字测温和控制领域。硬件电路图如下：

5、温度显示电路

LED显示器的驱动是一个非常重要的环节，用来显示采集到的信号。显示电路由
LED液晶屏、段驱动电路和位驱动电路组成。此设计不采用段驱动芯片和位驱动
芯片，直接由单片机的P1口驱动，实现动态显示。硬件电路图如下：

6、报警电路

此系统的报警电路采用两个LED和一个蜂鸣器来模拟实现，当所采集的四路温度

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都处于安全温度范围内时D1和D2都不亮，当其中有任何一路温度低于安全稳定
范围内时，D1亮而且蜂鸣器响。同理当其中有任何一路温度高于安全稳定范围
内时，D2亮而且蜂鸣器响。

7、本系统的优点

（1）线路简单

DS18B20与单片机之间一根导线进行数据传输，不需要对数据进行转换，接线简
单。

（2）温度测量准确

DS18B20的温度分辨率为0.0625，所以对温度值可以进行准确的温度转换。

（3）报警温度的范围可调

此系统的报警温度的范围是通过软件设定的，因此想要改变不需要任何硬件上的
改变，只需要对程序进行简单的改变，非常方便。
四、总体硬件电路图

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五、软件程序设计
由于在此次系统设计中，我主要进行硬件系统的设计，所以在软件程序设计方面
参与较少。
程序见附录。
六、电路调试与故障排除

(1)调试时主要用到的仪表是直流稳压电源和万用表，为了增加报警功能，使用
了蜂鸣器，刚开始时直接把蜂鸣器接在单片机上，调试之后发现蜂鸣器不会响，
后来经过检查发现是驱动电压过低，经过改进，我们使用了三极管放大，蜂鸣器
可以正常工作。
(2)接上电源后发现LED显示屏显示乱码，我们又仔细检查电路硬件，重新编写
程序，又重新烧录，后来LED显示屏可以正常显示。
七、心得体会

单片机课程设计为其将近一个月，我受益匪浅。单片机课是上学期的内容，有很
多知识点都遗忘了，所以在做此次课程设计的时候，又去翻阅以前的课本。通过
此次课程设计，我对单片机有了更深刻的认识和理解。光有课本上的知识是不够
的，一定要理论结合实践，在实践中把理论知识具