南京晓庄学院2012届本科毕业设计
1引言
随着经济的发展，工业生产过程中对温度的控制越来越严格，现实生活中很多地方不能进行人工控制，需要借助检测工具进行实时监控，如何利用当今自动化控制技术，有效的监测和控制温度，提高温度检测的准确度，促进工业又好又快生产是值得我们研究的课题。随着科技的迅猛发展，单片机的应用正在不断深入，在实时检测和自动控制的应用系统中，单片机往往作为一个核心部分来使用，但是仅有单片机方面的知识是不够的，还应更据具体硬件结构结合软件来实现相应功能，考虑到单片机具有价格便宜、功能强、使用方便灵活的特点，所以本系统使用AT89S51来作为本系统的设计芯片，利用DS18B20传感器检测温度，DS18B20内部集成A/D转换模块，可以简化电路和节约成本并且其检测精度相对较高，可以避免在温度转换中的误差，所以对基于单片机和DS18B20的温度控制系统研究和实际应用比较多，因此研究此课题具有很大的意义。设计时必须掌握LCD工作原理方能进行更深层设计,所以着重介绍了几个模块的设计原理。
2 系统总体方案
2.1温度控制系统的功能要求
本设计系统通过软件来仿真实际的温度检测系统，从而实现实时温度监控。因DS18B20线路简单，体积小，精确度高等优点，本系统中使用DS18B20传感器检测具体的温度，然后通过C程序，将检测的温度传到1602显示屏上，本系统中还加有报警系统，当温度达到设定值要求时，相应的二极管发光，蜂鸣器报警，我们可以根据提示及时检查生产状况，单片机的程序可移植性高，运用灵活方便，可以根据具体需要来更改设定的温度，以达到不同场合的需要。
2.2系统总框图
本系统的总框图如下所示，以单片机为控制核心，采用模块化设计，共分为以下几个功能模块：单片机控制模块系统、LCD温度显示模块、DS18B20温度检测系统、蜂鸣器报警系统等。
1
南京晓庄学院2012届本科毕业设计
单片机
图2-1 总体框图
温度实时显示
DS18B20 二极管及蜂鸣器报警 3系统硬件电路设计
LCD1LM016LVSSVDDVEERSRWE456RSRWE123C122PFU1X112M18XTAL219XTAL1P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD393837363534333221222324252627281011121314151617d0d1d2d3d4d5d6d7RSRWEC222PFR1C310uF10k9RST293031PSENALEEAd0d1d2d3d4d5d6d77891011121314D0D1D2D3D4D5D6D7D2D1LED-GREENR31kR41kLED-YELLOW12345678R24.7k321P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7AT89C51U2VCCDQGNDDS18B2016.0LS1SOUNDER 图3-1 完整电路框图
2
南京晓庄学院2012届本科毕业设计
3.1 AT89S51单片机概述
AT89S51单片机包含中央处理器、程序存储器（ROM ）、数据存储器（RAM）、定时器/计数器、并行接口、串行口和终端系统等几大块和数据总线、地址总线、控制总线等三类总线。 中央处理器(CPU)：
中央处理器是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的处理器，能够处理8位二进制数据和代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元协调工作，完成运算和输入输出等功能。 数据存储器（RAM）：
AT89S51内部共有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器只能存放控制指令数据，用户只能访问，不能用于存放用户数据，所以，用户可以使用的RAM只有128个，可存放读写的数据，运算的中间结果等。 程序存储器（ROM）：
AT89S51共有4096个8位掩膜ROM，用于存放用户数据，原始数据表格。 定时器/计时器（ROM）：
AT89S51有两个16位的可编程定时/计数器，以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。 并行输入输出口（I/O口）：
AT89S51共有4组8位I/O口（P0--P3口），用于对外部程序的传输。 全双工串行口：
AT89S51内置一个全双工串行口，用于与其他设备的串行数据传输，该串行口可用作异步通信收发器。 中断系统：
AT89S51具备比较完善的中断系统，有两个外中断、两个定时器/计数器中断和一个串行中断，可满足不同的控制要求，并具备两个优先级别选择。 时钟电路：
AT89S51内置时钟电路，用于产生整个单片机运行的整个脉冲时序，但是需要外置震荡电容。
3.1.1 AT89S51单片机引脚图及引脚功能介绍
首先我们来介绍一下单片机的引脚图及引脚功能(如下图所示)，引脚的具体功能将在下面详细:单片机的40个引脚大致可分为4类：电源、时钟、控制和I/O引脚。
3
南京晓庄学院2012届本科毕业设计
⒈电源:
⑴ VCC - 芯片电源，接+5V； ⑵ VSS - 接地端； ⒉ 时钟:
XTAL1、XTAL2 - 晶体振荡电路反相输入端和输出端。 ⒊ 控制线:控制线共有4根，
⑴ ALE/PSEN:地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲
① ALE功能：用来锁存P0口送出的低8位地址 ②PSEN功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲。 如右图所示:
⑵ PSEN:外ROM读选通信号。 ⑶ RST/VPD:复位/备用电源。
① RST（Reset）功能：复位信号输入端。 ② VPD功能：在Vcc掉电情况下，接备用电源。 ⑷ EA/Vpp:内外ROM选择/片内EPROM编程电源。 ① EA功能：内外ROM选择端。
② Vpp功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，施加编程电源Vpp。
3.1.2最小系统模块
在设计中我选择单片机AT89S51芯片，采用12MHZ或更高频率晶振，以获得较高的刷新频率，温度显示更稳定。其中复位电路采用简易的上电复位电路，由电阻R1，电容C3组成，分别接至AT89S51的RST复位输入端， VCC上电时，C充电，在10k电阻上出现电压，使得单片机复位；几个毫秒后，C充满，10k电阻上电流降为零，电压也为零，使得单片机进入工作状态。时钟电路则由AT89S51的18，19脚的时钟端(XTALl及XTAL2)以及12 MHz晶振X1、电容C1、C2组成，采用片内振荡方式。
4
