目前，單片機(jī)已經(jīng)在測控領(lǐng)域中獲得了廣泛的應(yīng)用，它除了可以測量電信以外，還可以用于溫度、濕度等非電信號(hào)的測量，能獨(dú)立工作的單片機(jī)溫度檢測、溫度控制系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用很多領(lǐng)域。單片機(jī)是一種特殊的計(jì)算機(jī)，它是在-塊半導(dǎo)體的芯片上集成了CPU，存儲(chǔ)器，RAM，ROM，及輸入與輸出接口電路，這種芯片稱為：單片機(jī)。由于單片機(jī)的集成度高，功能強(qiáng)，通用性好，特別是它具有體積小，重量輕，能耗低，價(jià)格便宜，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)和使用方便的優(yōu)點(diǎn)，使它迅速的得到了推廣應(yīng)用，目前已成為測量控制系統(tǒng)中的優(yōu)選機(jī)種和新電子產(chǎn)品中的關(guān)鍵部件。單片機(jī)已不僅僅局限于小系統(tǒng)的概念，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于家用電器，機(jī)電產(chǎn)品，辦公自動(dòng)化用品，機(jī)器人，兒童玩具，航天器等領(lǐng)域。

　　本次綜合設(shè)計(jì)，就是用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)溫度控制，傳統(tǒng)的溫度檢測大多以熱敏電阻為溫度傳感器，但熱敏電阻的可靠性差，測量溫度準(zhǔn)確率低，而且必須經(jīng)過專門的接口電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)才能由單片機(jī)進(jìn)行處理。本次采用DS18B20數(shù)字溫度傳感器來實(shí)現(xiàn)基于51單片機(jī)的數(shù)字溫度計(jì)的設(shè)計(jì)。 傳統(tǒng)的溫度計(jì)有反應(yīng)速度慢、讀數(shù)麻煩、測量精度不高、誤差大等缺點(diǎn)而本次設(shè)計(jì)并制作了一款基于STC89C52的4位數(shù)碼管顯示的數(shù)字溫度計(jì)，其電路簡單，軟硬件結(jié)構(gòu)模塊化，易于實(shí)現(xiàn)。該數(shù)字溫度計(jì)利用溫度傳感器及其接口電路完成溫度的測量并轉(zhuǎn)換成模擬電壓信號(hào)，經(jīng)由模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成單片機(jī)能夠處理的數(shù)字信號(hào)，然后送到單片機(jī)STC89C52RC中進(jìn)行處理變換，最后將溫度值顯示在D4、D3、D2、DI共4位七段碼LED顯示器上。系統(tǒng)以STC89C52單片機(jī)為控制核心，加上測溫電路、ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、4位溫度數(shù)據(jù)顯示電路以及外圍電源、時(shí)鐘電路等組成。

　　通過綜合設(shè)計(jì)，培養(yǎng)綜合運(yùn)用本門課程及有關(guān)先修課程的基本知識(shí)去解決某一實(shí)際問題的實(shí)際本領(lǐng)，加深對該課程知識(shí)的理解。主要培養(yǎng)以下能力：查閱資料：搜集與本設(shè)計(jì)有關(guān)部門的資料（包括從已發(fā)表的文獻(xiàn)中和從生產(chǎn)現(xiàn)場中搜集）的能力;方案的選擇：樹立既考慮技術(shù)上的先進(jìn)性與可行性，又考慮經(jīng)濟(jì)上的合理性，并注意提高分析和解決實(shí)際問題的能力;迅速準(zhǔn)確的進(jìn)行工程計(jì)算的能力，計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力;用簡潔的文字，清晰的圖表來表達(dá)自己設(shè)計(jì)思想的能力。為以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

　　在現(xiàn)代社會(huì)中，由于工業(yè)過程控制系統(tǒng)的不斷發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中微電子技術(shù)以及自動(dòng)控制理論和設(shè)計(jì)方法的快速發(fā)展，相對中國而言，國外一些發(fā)達(dá)國家在溫度監(jiān)控系統(tǒng)研究中已經(jīng)成功取得了超前的成績，具體的表現(xiàn)其自適應(yīng)、智能化、參數(shù)自整定的特點(diǎn)。以德國、日本、美國等發(fā)達(dá)國家為例，在上個(gè)世紀(jì)，他們已經(jīng)成功生產(chǎn)出了一批商業(yè)化的、性能優(yōu)異的溫度監(jiān)控器以及儀表設(shè)備，并且已經(jīng)投入市場，在工業(yè)、家庭等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，而中國才處于研究的初級(jí)階段。

　　方案一

　　由于本設(shè)計(jì)是測溫電路，可以使用熱敏電阻之類的器件利用其感溫效應(yīng)，在將隨被測溫度變化的電壓或電流采集過來，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后，就可以用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，在顯示電路上，就可以將被測溫度顯示出來，這種設(shè)計(jì)需要用到A/D轉(zhuǎn)換電路，其中還涉及到電阻與溫度的對應(yīng)值的計(jì)算，感溫電路比較麻煩。而且在對采集的信號(hào)進(jìn)行放大時(shí)容易受溫度的影響出現(xiàn)較大的偏差。

　　方案二

　　進(jìn)而考慮到用溫度傳感器，在單片機(jī)電路設(shè)計(jì)中，大多都是使用傳感器，所以這是非常容易想到的，所以可以采用一只溫度傳感器DS18B20，此傳感器，可以很容易直接讀取被測溫度值，進(jìn)行轉(zhuǎn)換，電路簡單，精度高，軟硬件都以實(shí)現(xiàn)，而且使用單片機(jī)的接口便于系統(tǒng)的再擴(kuò)展，滿足設(shè)計(jì)要求。

　　2.2方案選擇與論證

　　從以上兩種方案，很容易看出，采用方案二，電路比較簡單，費(fèi)用較低，可靠性高，軟件設(shè)計(jì)也比較簡單，故采用了方案二。

　　本設(shè)計(jì)所介紹的數(shù)字溫度計(jì)與傳統(tǒng)的溫度計(jì)相比，具有讀數(shù)方便，測溫范圍廣，測溫準(zhǔn)確，其輸出溫度采用數(shù)字顯示，主要用于對測溫比較準(zhǔn)確的場所，或科研實(shí)驗(yàn)室使用，該設(shè)計(jì)控制器使用 單片機(jī) STC89C52RC，測溫傳感器使用 DS18B20，用四位一體共陽極 LED 數(shù)碼管以串口傳送數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)溫度顯示，能準(zhǔn)確達(dá)到要求。

　　溫度測量范圍0到99.9攝氏度，精度為0.1攝氏度，可見測量溫度的范圍廣，精度高的特點(diǎn)?？稍O(shè)置上下限報(bào)警溫度（通過程序可以更改上下限值）。報(bào)警值可設(shè)置范圍：最低上限報(bào)警值等于當(dāng)前下限報(bào)警值，最高下限報(bào)警值等于當(dāng)前上限報(bào)警值。將下限報(bào)警值調(diào)為0時(shí)為關(guān)閉下限報(bào)警功能。系統(tǒng)總體框圖如圖2.1所示。

　　STC89C52RC是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K字節(jié)系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。STC89C52RC使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核，但是做了很多的改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng)的51單片機(jī)不具備的功能。在單芯片上，擁有靈巧的8 位CPU 和在系統(tǒng)可編程Flash，使得STC89C52RC為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k字節(jié)Flash，512字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線，看門狗定時(shí)器，內(nèi)置4KB EEPROM，MAX810復(fù)位電路，3個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，4個(gè)外部中斷，一個(gè)7向量4級(jí)中斷結(jié)構(gòu)（兼容傳統(tǒng)51的5向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)），全雙工串行口。另外 STC89C52 可降至0Hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方式下，RAM 外形及引腳排列如圖3.1所示。