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基于PIC 单片机的多路温度巡回检测系统.doc

发布时间：2022-06-15 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：2.73M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    基于PIC单片机的多路温度监控巡回系统
    1系统设计
    2主芯片：PIC16F877A单片机简介
    2.1 PIC单片机的优越之处：
    2.2 PIC16F877A引脚图及主要性能
    2.3 最小系统
    2.3.1复位功能
    2.3.2 系统时钟
    2.4 设计心得总结
    3LCD12864液晶原理介绍及接口实现
    3.1 液晶显示模块概述
    3.2 液晶引脚说明
    3.3 接口时序
    3.4 具体指令介绍
    3.5 显示坐标关系
    3.5.1、图形显示坐标
    3.5.2 汉字显示坐标
    3.6 与单片机的接口实现
    3.7设计心得总结
    4DS18B20原理介绍及接口实现
    4.1 DS18B20简介
    4.2DS18B20结构及其工作原理
    4.3DS18B20的接口实现
    4.3.1 硬件设计
    DS18B20在本次设计中接线图如图4.6 所示，实验板硬件图如图4.7所示
    这次实验只焊了两个温度传感器而已，其他两个用法一样，留作外接口，可以方便外用。
    图4.6 DS18B20原理图 图4.7 DSB18B20硬
    4.3.2 软件设计
    4.4设计心得总结
    4.4.1 焊接问题：
    4.4.2 软件设计：
    4.4.3 不足：
    5存储芯片AT24C02简单介绍及接口实现
    5.1AT24C02功能描述管脚定义
    5.2管脚定义及接口实现
    5.3设计心得
    6 实时时钟DS1302简单介绍及接口实现
    6.1 DS1302简介
    6.2 DS1302结构及工作原理
    6.3DS1302的接口实现
    7 温度上限报警功能
    7.1 设计原理
    7.2 设计心得体会
    8与PC串口通讯及VB上位机简单介绍
    8.1 与PC串口通信
    8.2 上位机介绍
    9 总结
    附录
    部分原理图：
    参考文献
    致谢
    西安邮电学院 毕 业 设 计（论 文） 题 目 基于 PIC 单片机的多路温度巡回检测系统 院 （系）： 专 班 业： 级： 学生姓名： 导师姓名： 职称：
    摘要：本文介绍了一种基于 PIC16F877A 单片机，利用 DS18B20 对多路温度采集，并进行温度的控制与检测，并通过 12864 液晶显 示出来。系统中通过控制按钮实现了实时各路的报警温度，并且实 现多路与任一单路温度显示切换，从而既可以进行多路的检测又可 以进行任一单路的监控，而且还有数字跟图形两种显示方式更为直 观。在温度超过设定温度时温度跟时间通过 24C02 存储起来，以便 查看，同时可以通过固定电话远程报警，还能将温度上传至 PC 机， 进行后续处理。 关键词：温度检测；单片机；串行通讯；DS18B20;
    目录 1 系统设计 .................................................... 5 2 主芯片：PIC16F877A 单片机简介 ............................... 6 2.1 2.2 PIC 单片机的优越之处： ..................................6 PIC16F877A 引脚图及主要性能 .............................7 2.3 最小系统 ............................................... 9 2.3.1 复位功能 ........................................... 9 2.3.2 系统时钟 ...........................................9 2.4 设计心得总结 .......................................... 10 3 LCD12864 液晶原理介绍及接口实现 ............................ 10 3.1 液晶显示模块概述 ...................................... 10 3.2 液晶引脚说明 .......................................... 10 3.3 接口时序 ............................................... 11 3.4 具体指令介绍 ........................................... 13 3.5 显示坐标关系 ........................................... 16 3.5.1、图形显示坐标 .....................................16 3.5.2 汉字显示坐标 .....................................18 3.6 与单片机的接口实现 ..................................... 19 3.7 设计心得总结 .......................................... 20 4 DS18B20 原理介绍及接口实现 ..................................20 4.1 DS18B20 简介 ............................................20 4.2 4.3 DS18B20 结构及其工作原理 .............................. 20 DS18B20 的接口实现 .................................... 27 4.3.1 硬件设计 ..........................................27 4.3.2 软件设计 ..........................................27 4.4 设计心得总结 .......................................... 28 4.4.1 焊接问题： ........................................28 4.4.2 软件设计： ........................................29 4.4.3 不足： ............................................29 5 存储芯片 AT24C02 简单介绍及接口实现 ......................... 29 5.1 AT24C02 功能描述管脚定义 ............................. 29 5.2 管脚定义及接口实现 ................................... 30 5.3 设计心得 ............................................. 31 6 实时时钟 DS1302 简单介绍及接口实现 .......................... 31 6.1 DS1302 简介 .............................................31
    6.2 DS1302 结构及工作原理 ...................................32 6.3 DS1302 的接口实现 ..................................... 33 7 温度上限报警功能 ........................................... 35 7.1 设计原理 ............................................... 35 7.2 设计心得体会 ........................................... 35 8 与 PC 串口通讯及 VB 上位机简单介绍 ........................... 36 8.1 与 PC 串口通信 .......................................... 36 8.2 上位机介绍 ............................................. 37 9 总结 ........................................................41 附录 ...........................................................42 部分原理图： ............................................... 42 参考文献 .......................................................43 致谢 ...........................................................44
    基于 PIC 单片机的多路温度监控巡回系统 1 系统设计 在工业生产和日常生活中，经常要对温度进行测量与控制，并且有时是对 多个点进行温度测量，比如冷库温度监控、环境温度监测、农业温室监控、粮 库温度监控等。在这种情况下，多点温度检测系统应运而生。多点温度检测系 统通常能够对多个工作点的温度进行检测，显示当前温度，并能够对温度进行 存储和报警，还能将温度上传至 PC 机，进行后续处理。传统的测温元件有热电 偶和热电阻，需很多硬件支持并且电路复杂。本文将设计一款由新型的数字温 度传感器 DS18B20 配合单片机，具有温度检测、显示、存储、自动统计分析及 跟电脑通讯连接还利用固定电话远程报警等功能的多点温度监控系统。 30℃ ℃ 多路温度 监控系统 固话 报警 4 * 温度传感器 PC 机通讯 图 1.1 多路温度监控系统模拟应用 温度监控主系统构架框图如图 1.2 所示：
    12864 液晶显示 四路温度 采集 AT24C02 温度储存 PIC16F877A 单片机 实时时钟 上限报警 接口 PC 机通讯 按键控制 图 1.2 多路温度监控系统构架框图 主要技术参数 图 1.3 手工焊接实物图 A 温度检测范围 ： -55℃～+125℃ B 测量精度 ： C 显示方式： D 报警方式：  0.0625℃ LCD12864 显示 固话报警 2 主芯片：PIC16F877A 单片机简介 2.1 PIC 单片机的优越之处： (1)哈佛总线结构: MCS-51 单片机的总线结构是冯-诺依曼型,计算机 在同一个存储空间取指
    令和数据,两者不能同时进行;而 PIC 单片机的总线结构是哈佛结构,指令和数据空 间是完全分开的,一个用于指令,一个用于数据,由于 可以对程序和数据同时进行 访问,所以提高了数据吞吐率。正因为在 PIC 单片机中采用了哈佛双总线结构， 所以与常见的微控制器不同的一点是：程序和数据总线可以采用不同的宽度。数 据总线都是 8 位的，但指令总线位数分别位 12、14、16 位。 (2)流水线结构: MCS-51 单片机的取指和执行采用单指令流水线结构,即取一条指令,执行完 后再取下一条指令;而 PIC 的取指和执行采用双指令流水线结构,当一条指令被执 行时,允许下一条指令同时被取出,这样就实现了单周期指令。 (3)寄存器组: PIC 单片机的所有寄存器,包括 I/O 口,定时器和程序计数器等都采用 RAM 结构形式,而且都只需要一个指令周期就可以完成访问和操作;而 MCS-51 单片机 需要两个或两个以上的周期才能改变寄存器的内容。 （4）运行速度高： 由于采用了哈佛总线结构，以及指令的读取和执行才用了流水作业方式，使得 运行速度大大提高。 （5）功耗低： PIC 单片机的功率消耗极低，是目前世界上最低的单片机品种之一。在 4MHz 时 钟下工作时耗电不超过 2mA，在睡眠模式下耗电可以低到 1uA 以下。 （6）驱动能力强： I/O 端口驱动负载的能力较强，每个 I/O 引脚吸入和输出电流的最大值可分别达 到 25mA 和 20mA，能够直接驱动发光二极管 LED、光电耦合器或者轻微继电器 等。 （7）外接电路简洁 PIC 单片机片内集成了上电复位电路、I/O 引脚上拉电路、看门狗定时器等，可 以最大程度减少或免用外接器件，以便实现“纯单片机”应用。这样，不仅方便 于开发，而且还可节省用户的电路空间和制作成本。 （8）程序保密性强 目前，尚无办法对其直接进行解密拷贝，可以最大限度的保护用户的程序版 权。 2.2 PIC16F877A 引脚图及主要性能 PIC16F877A 的详细引脚如图 2.2－1 所示。
    图 2.2-1 PIC16F877A 引脚图 图 2.2 -2 PIC16F877A 实物图 主要性能参数如下所示： CPU  具有高性能 RISC  仅有 35 条单字指令  100000 次擦写周期  除程序分支指令为两个周期外，其余均为单周期指令  运行速度： DC—20MHZ 始终输入 DC—200ns 指令周期  8K * 14 个 FLASH 程序存储器 368 * 8 个数据存储器（RAM）字节 256 * 8 EEPRM 数据存储器字节  提供 14 个中断源  功耗低 在 5V， 4MHZ 时钟运行时电流小于 2mA 在 3V， 32KHZ 时钟运行时电流小于 20Ua  支持在线串行编程（ICSP）  运行电压范围广，2.0V 到 5.5V  输入及输出电流可达到 25mA  Timer0：带有预分频器的 8 位定时器/计数器  Timer1：带有预分频器的 16 位定时器/计数器，在使用外部晶振
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