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基于STC89C52单片机的温度检测系统设计
[导读]摘要：为了检测现场温度，并直观反映其变化趋势，设计了基于STC89C52单片机的温度检测系统。利用数字温度传感器DS18B20采集温度信号，该信号送入STC89C52单片机处理，后由液晶显示器LCD12864(ST7920)显示温度值，并绘
摘要：为了检测现场温度，并直观反映其变化趋势，设计了基于STC89C52单片机的温度检测系统。利用数字温度传感器DS18B20采集温度信号，该信号送入STC89C52单片机处理，后由液晶显示器LCD12864(ST7920)显示温度值，并绘制出温度变化曲线。实测结果表明，系统可靠性、测试精度及温度趋势曲线绘制达到设计要求。
关键词：STC89C52单片机；DS18B20；LCD12864(ST7920)；温度检测系统
&&&&在某些检测领域将被测温度数字化显示还不足以完全反应其变化过程和变化规律，而绘制出趋势曲线是有效方法之一。其中一种解决方案是将单片机作为下位机采样现场温度，将其上传给PC机绘制曲线。有鉴于点阵型图形液晶显示器成本逐年降低、显示容量越来越大、工耗越来越小、而且可以方便地与单片机接口，本文设计了一种温度检测系统。利用DS18B20采集温度，LCD12864(ST7920)液晶显示器直接与STC8 9C52单片机接口，在LCD12864(ST7920)上显示被测温度和温度曲线。
1 系统组成
&&&&系统主要由单片机STC89C52，温度传感器DS18B20，点阵型液晶显示器LCD12864(ST7920)，键盘电路和报警电路组成(如图1所示)。本文引用地址:
&&& STC89C52用于实现算法、是整个系统的主控核心；LCD12864用于显示实测温度、温度曲线、时间和日期等参数；DS18B20用于温度采集；键盘电路用于设定相关参数(上下限温度值、时间)；报警电路用于温度超限报警。
2 主要硬件设计
2. 1 STC89C52单片机系统
&&&&STC89C52单片机系统由单片机，时钟电路，复位电路组成。单片机系统如图2所示。
&&& STC89C52单片机具有抗干扰性能强、速度快、功耗低和指令代码完全兼容8051单片机等特点。其主要参数为：时钟频率最高可达80MHz；内置8 KB的FLASH ROM，512 B的RAM和2 KB的E2PROM；3个16位定时器／计数器，一个6向量2级中断结构。
&&& STC89C52的P0口作为普通I／O口使用，与12864液晶显示器DB0～DB7数据口相连，根据P0口硬件特点在其外部必须接上上拉电阻。
&&& 时钟电路采用内部时钟方式，为单片机系统提供时钟信号。
&&& 复位电路采用上电自动复位和按键复位的方式，只要保证加到RST引脚的高电平持续时间大于2个机器周期就能使单片机正常复位。
2．2 DS18B20数字测温电路
&&&&测温电路的传感器选用DS18B20数字式温度传感器，它具有特点为：可通过编程的方式实现9～12位的数字温度直读；测温范围为-55～125℃，最高12位分辨率，精度可达&0．5℃；可设置超限温度报警，并有搜索命令识别报警条件；单总线接口，仅需一条输入输出线(DQ)就能与单片机(P2．0)进行通信。DS18B20数字测温电路如图3所示。
2．3 LCD12864显示电路
&&&&显示电路是人机交互的核心，本系统需同时显示实测温度、上限温度、温度曲线，时间和日期，信息量大，故选择点降图形液晶显示器LCD12864(ST7920)。
&&& LCD12864(ST7920)具有特性为：4位／8位并行、2线或3线串行等多种接口方式；显示分辨率为128x64，内置8 192个16x16点汉字，和128个16&8点ASCII字符集；接口方式灵活、简单，可方便的构成中英文式人机交互图形界面。LCD12864与单片机接口电路如图4所示。
&&& LCD12864(ST7920)由DDRAM(显示数据RAM，CGROM(字型产生ROM)和CGRAM(自定义字型产生RAM)和GDRAM(绘图RAM)等组成，实现显示字符和图形的功能。
&&& DDRAM模块提供64&2个位元组的空间，最多可控制4行16字(64个字)的中文字型显示，当写入显示数据RAM时，可分别显示CGROM与CGRAM的字型；此模块可显示HCGROM字型(半角)、CGRAM字型及CGROM的中文字型3种字型。液晶显示器屏幕坐标(AC地址)与DDRAM地址的对应关系如表1所示。
&&& CGRAM模块提供4组16&16点的自定义图像空间，可以将内部字型没有提供的图像字型自行定义到CGRAM中，便可和CGROM中的定义一样地通过DDRAM显示在屏幕中。
&&& GDRAM提供64&32个字节的空间，实际可控制128&64点阵的二维绘图缓冲空间。GDRAM的二维地址与液晶屏幕坐标的对应关系如图5所示。
2．4 其他电路
2．4．1 报警电路
&&&&报警电路由PNP三极管(9012)，蜂鸣器及单片机的控制引脚(P21)组成。当温度超限，P21引脚输出一定频率的信号，触发蜂鸣器工作从而实现报警。报警电路如图6所示。
2．4．2 键盘电路
&&&&键盘电路采用中断和查询相结合的方式设定温度和调整时间。系统由4个按键组成，分别对应温度／时间设定的功能选择，数字增加和减少的调节。当有键按下时，负跳变引起INT1中断，再查询具体按键，并执行相应功能。这种结构既扩充了外部中断源，减少了CPU的工作负担，又能对按键进行实时处理。键盘电路如图7所示。
2．4．3 电源电路
&&&&LM7805三端集成稳压器和滤波电容组成电源电路，为整个系统提供稳定的工作电压。电源电路如图8所示。
3 软件设计
&&& 主程序流程如图9所示。
3．1 液晶显示器函数
&&&&液晶显示器的读／写数据和数字／字符、温度显示、曲线绘制和时钟显示等功能由驱动函数和界面显示函数完成。
&&& 驱动函数包括：
&&& 界面显示函数包括：
3．2 温度采集函数
&&&&启动DS18B20温度转换和数据传输必须严格按照其时序进行，温度采集函数包括：
3．3 主函数
&&&&主函数包括初始化液晶显示器，定时／计数器等模块，而后调用温度采集，界面显示等函数。
&&& 每50 ms采样一次(即每50 ms调用上述温度采集函数)，共采样6次，利用去极值平均值滤波法得到实测温度(采样的6个数据排序后去掉最大值和最小值再平均)，显示实测温度，绘制曲线，并判断是否超限。
&&&&系统实际运行结果如图10～图13所示。
&&& 左边显示包括：
&&& (1)&12／06／21&为阳历日期，格式为年／月／日。
&&& (2)&16：59：09&为数字时钟，格式为小时：分钟：秒。
&&& (3)&S：30℃&代表设定的上限温度；&&&，&=&，&&&代表上限温度与实测温度的大小关系。
&&& (4)&46．84℃&，&26．35℃&，&31．23℃&，&40．99℃&等代表实测温度。
&&& 图中右边为温度曲线和上限温度线。
&&& 时间和温度上限值可通过程序或键盘设定。
&&& 实测温度的误差范围(单位：℃)在(-0．5～0．5)／100内，绘制的温度曲线能够直观地反映其变化情况。
&&&&利用点阵型液晶显示器和单片机直接接口显示被测温度和绘制曲线，可以更直观地反映其变化趋势，为后续研究其变化规律奠定基础。实际运行表明，系统测试精度、曲线绘制、超限报警等功能达到设计要求，整个电路简单实用，稳定可靠。
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STC89C52单片机，STC-ISP（V6.82）里下载编程时一直显示正在检测目标单片机……
明明在设备管理器里已经显示端口了，在串口助手也试了，可以发现串口。怎么解决？
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STC89C52单片机，STC-ISP（V6.82）里下载编程时一直显示正在检测目标单片机，这是没有建立握手信号的节奏。明明在设备管理器里已经显示端口了，在串口助手也试了，可以发现串口。这表明编程器没有问题。问题缩小到单片机了，相对就好办了。无非就是线路连接、复位电路、晶振电路、电源电路（包括是否彻底断电）这么几处，挨个排查。
我刚开始接触单片机，对你说的这些不是很清楚，请问线路连接、复位电路、晶振电路、电源电路要怎么检查呢？麻烦详细说下，谢谢
这个说不见的说清楚，建议你就这个问题恶补基础知识。线路连接：是指是否连接正确、有无短路断路。比如RXD、TXD接反了就不能下载程序。复位电路：这是单片机起跑的发令枪，不产生正确的复位脉冲单片机就不能正常工作。基本就两个元件，一电阻一个电容。晶振电路：这是单片机工作的节拍器，不震荡单片机就是死的。电源电路：不用说了，提供能源团。正负极接反了肯定不行。最关键的是STC单片机必须断电再上电才能下载程序，顺序不要搞反了。
这样啊，那我先去恶补下知识吧。回答得很详细，十分感谢~另外想问下，刚刚网上查了下，这是不是跟电脑是win8系统也有点关系？
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本书以实验为中心，力图在实验演示、说明、讲解的基础上，理解51系列单片机（嵌入式系统）工作的基本原理，掌握AT89S52单片机的开发过程，能够自己分析程序、设计程序、调试程序的目的。主要实验及基本目的如下：
第5章&流水灯实验：掌握实验的基本方法及GPIO、查表法的使用，如何调试程序，写入程序；
第6章&基于定时器&中断的流水灯实验：掌握定时器、中断的原理及使用方法；
第7章&动态显示、串行口、AD转换：掌握数码管动态显示、串行口、接口时序（串行AD）的基本原理及程序实现方法；
另外，为了使同学们对比较复杂的程序有比较深入的理解，第8章以本实验板上的在线编程器为例，详细介绍了编程器硬件、软件的设计实现过程，对相应的PC端软件也做了比较详细的说明。
本书配套的实验板集成了数码管、按键、继电器、蜂鸣器、温度传感器、AD转换器等资源；开发环境选择了&C&uVsion2，在该编程环境进行程序的编辑、连接、仿真，最后生成hex文件，利用编程器将该hex文件写入实验板观察、测试程序的运行。
为了便于使用，本书对单片机的基本概念等做了基本的介绍，但是主要是围绕实验展开的，本书实验没有涉及的部分（如AT89S52单片机的省电模式、看门狗、定时器2等）基本上不做介绍，以突出本书入门的主要目的，感兴趣的同学可参考其他书籍。
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