如题 51单片机设计，内有文档代码解释
仿真原理图如下（proteus仿真工程文件可到本帖附件中下载）
本文介绍的是一个由单片机构成的温度控制系统，主要用来提供测温的解决方案，同时还能实时监控温度变化趋势，以及报警功能。它利用STC89C52RC单片机，DS18B20，蜂鸣器报警电路和LCD1602来实现温度检测控制功能。温度检测是使用的DS18B20温度传感器，将检测得到的温度通过单片机单总线的协议读取并将其显示在LCD1602液晶屏上。除此之外，它还能通过按键设置温度的上限值，如果温度超过上限，则蜂鸣器报警，大大提高了系统的安全性。本文在后续章节详细介绍了系统的总体方案设计，硬件设计，软件设计等。
传感器主要大体经过了三个发展阶段：模拟集成温度传感器。该传感器是采用硅半导体集成工艺制成，因此亦称硅传感器或单片集成温度传感器。此种传感器具有功能单一(仅测量温度)、测温误差小、价格低、响应速度快、传输距离远、体积小、微功耗等，适合远距离测温、控温，不需要进行非线性校准，外围电路简单。它是目前在国内外应用最为普遍的一种集成传感器，典型产品有AD590、AD592、TMP17、LM135等；模拟集成温度控制器。模拟集成温度控制器主要包括温控开关、可编程温度控制器，典型产品有LM56、AD22105和MAX6509。某些增强型集成温度控制器(例如TC652/653)中还包含了A/D转换器以及固化好的程序，这与智能温度传感器有某些相似之处。但它自成系统，工作时并不受微处理器的控制，这是二者的主要区别；智能温度传感器。智能温度传感器(亦称数字温度传感器)是在20世纪90年代中期问世的。它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE)的结晶。智能温度传感器内部都包含温度传感器、A/D转换器、信号处理器、存储器(或寄存器)和接口电路。有的产品还带多路选择器、中央控制器(CPU)、随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。智能温度传感器的特点是能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微控制器(MCU)；并且它是在硬件的基础上通过软件来实现测试功能的，其智能化程度也取决于软件的开发水平。
系统总体方案设计温度检测系统有着共同的特点：测量点多、环境复杂、布线分散、现场离监控室远等。若采用一般温度传感器采集温度信号，则需要设计信号调理电路、A/D 转换及相应的接口电路，才能把传感器输出的模拟信号转换成数字信号送到计算机去处理。这样，由于各种因素会造成检测系统较大的偏差；又因为检测环境复杂、测量点多、信号传输距离远及各种干扰的影响，会使检测系统的稳定性和可靠性下降。所以温度检测系统的设计的关键在于两部分：温度传感器的选择和主控单元的设计。温度传感器应用范围广泛、使用数量庞大，也高居各类传感器之首。 2.1、传感器部分方案一：采用热敏电阻，利用其感温效应，可满足40摄氏度至90摄氏度测量范围，但热敏电阻精度、重复性、可靠性较差，对于检测1摄氏度的信号是不适用的。而且在温度测量系统中，采用单片温度传感器，比如AD590，LM35等。但这些芯片输出的都是模拟信号，必须经过A/D转换后才能送给计算机，这样就使得测温装置的结构较复杂，一定程度上也增加了软件实现的难度。 方案二：在温度控制系统中，传统的测温方法是将模拟信号远距离采样进行A/D转换，而为了获得较高的测温精度，就必须采用措施解决由长线传输、放大电路零点漂移等造成的误差补偿问题。采用数字温度芯片DS18B20测量温度，输出信号全数字化，便于单片机处理及控制，省去传统的测温方法的很多外围电路。且该芯片的物理化学性很稳定，它能用做工业测温元件，此元件线形较好。在0—100摄氏度时，最大线形偏差小于1摄氏度。DS18B20的最大特点之一采用了单总线的数据传输，由数字温度计DS1820和微控制器STC89C52RC构成的温度测第一章总体设计方案4量装置，它直接输出温度的数字信号，可直接与计算机连接。这样，测温系统的结构就比较简单，体积也不大，且由于STC89C52RC可以带多个DSB1820，可实现多点测量，轻松的组建传感器网络,本次设计用于大棚温度检测比较适合方便。 2.2、主控制部分方案一：此方案采用PC机实现，它可在线编程，可在线仿真的功能，这让调试变得方便，且人机交互友好。但是PC机输出信号不能直接与DS18B20通信，需要通过RS232电平转换兼容，硬件的合成在线调试，较为繁琐，很不简便。而且在一些环境比较恶劣的场合，PC机的体积大，携带安装不方便，性能不稳定，给工程带来很多麻烦。 方案二：此方案采用STC89C52RC八位单片机实现。单片机软件编程的自由度大，可通过编程实现各种各样的算术算法和逻辑控制。而且体积小，硬件实现简单，安装方便。既可以单独对多DS18B20控制工作，还可以与PC机通信，运用主从分布式思想，由一台上位机（PC微型计算机），下位机（单片机）实现温度数据采集，组成两级分布式温度测量的巡回检测系统，实现远程控制。另外STC89S51在农业控制上也有着广泛的应用，编程技术及外围功能电路的配合使用都很成熟。 总体设计综上所述，温度传感器以及主控部分都采用第二方案。首先由温度传感器DS18B20采集温度数据，经单片机I/O模拟单总线读取后送入STC89C52RC单片机中进行运算处理，并LCD1602液晶显示当前温度，同时与键盘输入的设定温度值（上限）进行比较，由单片机控制是否发出报警信号。在整个过程中，温度始终都能得以显示。设定温度过程中显示设定温度值，以便于操作。 本系统的总体设计方框图如图2-1所示，它主要由五部分组成： ①主控制部分主芯片采用单片机STC89C52RC（包括时钟和复位电路）； ②显示部分采用3位LED数码管以动态扫描方式实现温度显示； ③温度采集部分采用DS18B20温度传感器； ④按键输入部分主要功能是实现设定温度值的输入； ⑤人体红外传感器用来检测人体信息 DS18B20检测温度，将温度信息传送到单片机内，单片机检测到温度信号，对其进行处理，将处理得到的数据在LCD1602液晶上显示出来。可以通过按键来设置温度的上下限值，当温度超过范围时，单片机控制蜂鸣器报警，同时当人体红外传感器检测到人体时，也会触发蜂鸣器报警。 图2-1 系统总体设计框图
3、系统硬件设计硬件电路部分包括51单片机主控模块的设计，单片机最小系统的设计，DS18B20温度检测模块，按键设置模块，蜂鸣器报警模块，LCD1602液晶显示模块。各模块电路的详细介绍将在后续给出。 主程序流程图设计如下图4-2所示是系统主程序流程图。 
图4-2 主程序流程图 如图4.2所示，程序开始后，进行初始化，初始化包括LCD1602液晶初始化，DS18B20初始化；然后在LCD1602液晶上显示固定信息，再给DS18B20温度传感器发送读取数据命令，则模块开始测温。然后进入主循环，显示当前温度，再进入按键设置子程序设置当前温度上限值，最后比较当前温度是否超过范围，若是则蜂鸣器报警，否则不报警。 4.3各子程序设计子程序设计包括按键设置子程序、DS18B20温度检测子程序、LCD1602液晶显示子程序、。各子程序的具体介绍将在如下部分详细给出。 4.3.1按键设置子程序
图4-3 按键设置子程序流程图 如图4-3所示为按键设置子程序流程图，程序当分别按下按键K1、K2时，则上限值Tmpup加1和减1，然后结束，Tmpup表示温度上限，程序当分别按下按键K3、K4时，则上限值Tmpdowm加1和减1，然后结束，Tmpdowm表示温度下限。
如上为DS18B20读取温度子函数，read_18b20()是用来读取DS18B20温度传感器中的一字节数据，通过DQ数据总线时序来实现。read_temp()是用来处理从DS18B20读取的数据并转换成温度值的函数，通过调用read_temp()函数得到两字节温度数据，分为高8位和低8位，将其整合在一起得到温度完整的数据。
如上LCD_Init()函数为1602液晶初始化程序，write_com(0x38)用来设置初始化显示模式为0x38，write_com(0x0c)用来显示开和光标设置，write_com(0x06)用来显示光标移动设置。Wite_com()用来写命令，write_data()用来写数据，write_string()则用来给1602写入显示的字符串数据。 如上为按键设置子程序，当按键KEY0或KEY1、KEY2或KEY3按下时LCD显示的设置上限值也会随之加减，改变报警温度上限，从而实时判断当前温度，当温度超出范围则蜂鸣器报警。 附录一 系统原理图
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