基于51单片机的DS18B20温度采集与报警系统设计

"该文档是关于‘温度采集与显示电路’的课程设计，主要涉及51单片机、DS18B20温度传感器、LED数码管显示和报警电路的运用。" 这篇文档详细介绍了西安建筑科技大学的一个单片机课程设计项目，目标是构建一个能够采集并显示温度，同时在温度超过特定阈值时发出报警的系统。设计内容包括以下几个关键部分： 1. 设计内容与要求：使用51系列单片机作为核心控制器，配备12MHz的晶振。温度传感器选用了DS18B20，其工作温度范围为0到100°C。设计要求将采集到的温度值通过LED数码管显示，并在温度超过70°C时触发蜂鸣器报警。设计者需要完成系统分析、硬件原理图、软件流程图以及控制程序的编写。 2. 系统分析：DS18B20传感器可以将温度转换为电信号，然后通过单总线协议传输至51单片机。该系统具备精度高、布线简单的特点，支持多点温度测量。报警功能由软件编程实现，当温度超过70°C时启动蜂鸣器。 3. 系统设计：硬件电路分为四个部分： - 采集电路：采用DS18B20温度传感器，它能提供数字信号，具有宽温范围和自我校准能力。 - 控制电路：51单片机接收并处理来自传感器的温度数据，执行报警逻辑。 - 显示电路：使用LED数码管显示温度值，这里设计为两位显示。 - 报警电路：连接到51单片机的管脚，通过软件控制触发蜂鸣器报警。 4. 软件设计：程序被划分为模块，包含温度读取、数据处理、报警判断等功能。软件设计流程图和详细程序清单提供了实现这些功能的步骤。 5. Proteus仿真：设计者通过Proteus软件进行了电路仿真，包括温度显示和高温报警的模拟，验证了系统设计的正确性。 6. 系统框图：展示了整个系统的主要组成部分，包括时钟振荡电路、复位电路、电源电路、温度传感器DS18B20、51单片机、LED显示和报警电路。 该课程设计涵盖了嵌入式系统的基本要素，包括硬件接口、数据处理和用户交互，对于学习和理解单片机控制系统的设计原理和实现方法具有实际意义。通过这样的实践，学生能够深入理解温度传感器的工作原理，掌握51单片机的编程技巧，并了解如何结合硬件实现复杂的功能。