1。 系统整体设计

1。1 控制模块选择

以STC89C52单片机作为系统的核心控制元件，将接收到的由DS18B20温度传感器所采集的当前温度值与设定的温度上下限进行比较判断，一旦测得温度超出了设定值的范围，那么就会由单片机给蜂鸣报警器下达报警指令。而且，由于单片机技术是一门比较容易上手的通用技术，通过简单的学习就可以很快地掌握其应用设计技术[2]。此外它具有体积小、性价比高、应用可靠、稳定等优点，完全符合本次设计需求。

1。2 STC89C52单片机简介

STC89C52单片机是51系列单片机当中的一种，该系列单片机与MCS-51系列单片机拥有一模一样的功能并且引脚和指令系统方面能够全部兼容[3]。此外，该还拥有着看门狗定时器WDT、ISP以及SPI串行接口技术等全新的性能。片内Flash存储器可以在线正5伏电压下电擦除、电写入或使用编程器进行反复编写程序。该单片机的基本组成如图1所示。此外该单片机还具有以下特性：

1。该单片机具有一个8位的CPU。论文网

2。此单片机是在3。3V~5。5V的电源供能条件下都可正常运行。

3。单片机内部自带4KB的程序储存空间，8K字节程序储存空间，还具有储存数据（512K）的功能。

4。STC89C52单片机有三十二个I/O端口，复位之后形成四个同时具有输入、输出的并行接口（P0、P1、P2、P3）[3]。与此同时，还拥有T0、T1、T3这三个16位定时器/计数器。

5。此单片机所能承受的最大工作频率为40兆赫兹，因此它具有较快的运行速度。

6。该单片机引脚如下图2所示，其中VCC与VSS引脚分别接电源电压跟接地；XTAL1作为振荡器反相放大器的输入端来使用，如果在使用过程中遇到需要用到外部时钟的时候，此引脚一定要接地；18引脚（XTAL2）是振荡器反相放大器的输出端，我们可以通过检测该端口有无输出脉冲信号从而可以判断出整个电路是否处于正常工作状态：EA、PSEN、ALE、RST，都属于控制信号引脚。P0/P1/P2/P3都拥有输入输出这两种功能，P0口(32~39引脚) [3]。当把该端口作输入端口使用期间，在使用该端口之前一定要先向锁存器写入全1，P0口在这种情况下的引脚不可以连接任何电路，P0口引脚也可当作高输入阻抗来使用。当片外存储器被CPU访问的时候， 8位数据和低8位地址分时在P0口的总线上传输[3]。P1口(P1。0～P1。7，1~8 脚)。P2口(P2。0～P2。7，21～28 脚)：P2口的性质与P1口一样。当经过片外寄存器的时候，它就会送出第8～16位地址；P3口(P3。0～P3。7，10～17 脚)： P3口与P0～P2具有相同的基本功能。

图1 STC89C52单片机结构图 

图2 STC89C52单片机管脚图

1。3 温度传感器方案选择

使用DS18B20温度传感器，它拥有体积小、性价比高、受外界环境影响小、测量精密的优点[4]，而且可以很好的满足本设计模块要求能够实现测量温度值的直接读取需求。

1。4 DS18B20温度传感器简介

DS18B20测温芯片由美国DALLAS公司发行的，其能够在-55℃到125℃直接工作，而且该芯片拥有多种多样的封装形式，小巧精致的优点。此次设计过程当中将单片机的P4。0口与温度传感器的输出脚直接相接，与电源之间接上拉电阻。DS18B20芯片封装如图3所示。内部结构如图4所示。

图3 DS18B20芯片封装图

图4 内部结构图

图5电路总体设计方案

1。5 DS18B20工作原理

DS18B20的测量原理以及读写时序跟DS1820大相径庭，但是由于分辨率存在着些许的差异导致它们所采集的数据精度也变得不尽相同，而且它在很大程度上减少了温度转换的时候所需要的延时时间长度。外界环境温度的改变对DS18B20中低温晶振的振荡频率干扰非常的有限，但是随着外界温度的变化高温度系数晶振的振荡频率就会随之发生显而易见的变化。放于零下55摄氏度条件下给计数器1以及温度寄存器设定一个基值。通过计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法运算，一旦它内部的基值经过运算到0的时候，温度寄存器的数值+1，计数器1的数值会恢复回在零下55摄氏度的基值，将由计数器1产生的脉冲信号输送到计数器2[5]。并进行新的一轮计数，一旦计数器2计数为零的时候，温度寄存器的数值就不会再增加，这个累计值就是当前所测量的温度度数。本次论文所设计的测温整体方案如图5所示。文献综述