图4 系统程序流程图
2.1 系统程序流程图
系统程序流程图如图4所示。
2.2 温度部分软件设计
DS18B20的一线工作协议流程是：初始化→ROM操作指令→存储器操作指令→数据传输。其工作时序包括初始化时序、写时序和读时序。故主机控制DS18B20完成温度转换必须经过三个步骤：每一次读写之前都要对DS18B20进行复位，复位成功后发送一条ROM指令，最后发送RAM指令，这样才能对DS18B20进行预定的操作。复位要求主CPU将数据线下拉500微秒，然后释放，DS18B20收到信号后等待16～60微秒左右，后发出60～240微秒的存在低脉冲，主CPU收到此信号表示复位成功。程序主要函数部分如下：
（1）初始化函数
//读一个字节函数
ReadOneChar(void)
{unsigned char i=0; <br/>unsigned char dat = 0; <br/>for (i=8;i>0;i--) <br/>{ DQ = 0; // 给脉冲信号 <br/>dat>>=1; <br/>DQ = 1; // 给脉冲信号 <br/>if(DQ) <br/>dat|=0x80; <br/>delay(4);}
return(dat);}
//写一个字节函数
WriteOneChar(unsigned char dat)
{unsigned char i=0; <br/>for (i=8; i>0; i--) <br/>{DQ = 0; <br/>DQ = dat&0x01; <br/>delay(5); <br/>DQ = 1; <br/>dat>>=1;}}
（2）读取温度并计算函数
ReadTemperature(void)
{unsigned char a=0; <br/>unsigned char b=0; <br/>unsigned int t=0; <br/>float tt=0; <br/>Init_DS18B20(); <br/>WriteOneChar(0xCC); // 跳过读序号列号的操作 <br/>WriteOneChar(0x44); // 启动温度转换 <br/>Init_DS18B20(); <br/>WriteOneChar(0xCC); //跳过读序号列号的操作 <br/>WriteOneChar(0xBE); //读取温度寄存器等（共可读9个寄存器） 前两个就是温度 <br/>a=ReadOneChar(); <br/>b=ReadOneChar(); <br/>t=b; <br/>t<<=8; <br/>t=t|a; <br/>tt=t*0.0625; <br/>t= tt*10+0.5; //放大10倍输出并四舍五入---此行没用 <br/>（3）主程序部分见前 <br/>return(t);}
三. 结束语
AT89C2051单片机体积小、重量轻、抗干扰能力强、对环境要求不高、价格低廉、可靠性高、灵活性好。即使是非电子计算机专业人员，通过学习一些专业基础知识以后也能依靠自己的技术力量来开发所希望的单片机应用系统。 本文的温度控制系统只是单片机广泛应用于各行各业中的一例，相信读者会依靠自己的聪明才智使单片机的应用更加广泛化。另外对本例子可以作一些扩展，单片机的应用越来越广泛,由于单片机的运算功能较差,往往需要借助计算机系统,因此单片机和PC机进行远程通信更具有实际意义。目前此设计已成功应用于钻井模拟器实验室室温控制。
本文作者创新观点：采用的单片机AT89C2051性价比高，而且温度传感器DS18B20转化温度的方法非常简洁且精度高、测试范围较广。
参考文献
[1]林伸茂.8051单片机彻底研究基础篇 北京：人民邮电出版社 2004
[2]范风强等.单片机语言C51应用实战集锦 北京：电子工业出版社 2005
[3]谭浩强.C语言程序设计（第二版） 北京：清华大学出版社 1999
[4]夏路易等.电路原理图与电路板设计教程 北京：北京希望电子出版社 2002
[5]赵晶.Protel99高级应用 北京：人民邮电出版社 2000
[6]聂毅.单片机定时器中断时间误差的分析及补偿[J] 微计算机信息 2002,18(4):37~38
摘 要: 单片机在检测和控制系统中得到广泛的应用, 温度则是系统常需要测量、控制和保持的一个量。 本文从硬件和软件两方面介绍了AT89C2051单片机温度控制系统的设计，对硬件原理图和程序框图作了简洁的描述。
关键词: 单片机AT89C2051;温度传感器DS18B20;温度;测量
引言
单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛,并且在很多电子产品中也将其用到温度检测和温度控制。为此在本文中作者设计了基于atmel公司的AT89C2051的温度测量系统。这是一种低成本的利用单片机多余I/O口实现的温度检测电路, 该电路非常简单, 易于实现, 并且适用于几乎所有类型的单片机。
一.系统硬件设计
系统的硬件结构如图1所示。
1.1数据采集
数据采集电路如图2所示, 由温度传感器DS18B20采集被控对象的实时温度, 提供给AT89C2051的P3.2口作为数据输入。在本次设计中我们所控的对象为所处室温。当然作为改进我们可以把传感器与电路板分离，由数据线相连进行通讯，便于测量多种对象。
DS18B20是DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器，具有3引脚TO－92小体积封装形式；温度测量范围为－55℃～＋125℃,可编程为9位～12位A/D转换精度，测温分辨率可达0.0625℃，被测温度用符号扩展的16位数字量方式串行输出，支持3V～5.5V的电压范围，使系统设计更灵活、方便；其工作电源既可在远端引入，也可采用寄生电源方式产生；多个DS18B20可以并联到3根或2根线上，CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信，占用微处理器的端口较少，可节省大量的引线和逻辑电路。以上特点使DS18B20非常适用于远距离多点温度检测系统。分辨率设定，及用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然保存。DS18B20使电压、特性有更多的选择，让我们可以构建适合自己的经济的测温系统。如图2所示DS18B20的2脚DQ为数字信号输入/输出端；1脚GND为电源地；3脚VDD为外接供电电源输入端。
AT89C2051（以下简称2051）是一枚8051兼容的单片机微控器，与Intel的MCS-51完全兼容，内藏2K的可程序化Flash存储体，内部有128B字节的数据存储器空间，可直接推动LED，与8051完全相同，有15个可程序化的I/O点，分别是P1端口与P3端口（少了P3.6）。
1.2接口电路
图2 单片机2051与温度传感器DS18B20的连接图
接口电路由ATMEL公司的2051单片机、ULN2003达林顿芯片、4511BCD译码器、串行EEPROM24C16（保存系统参数）、MAX232、数码管及外围电路构成, 单片机以并行通信方式从P1.0～P1.7口输出控制信号,通过4511BCD译码器译码，用2个共阴极LED静态显示温度的十位、个位。
串行EEPROM24C16是标准I2C规格且只要两根引脚就能读写。由于单片机2051的P1是一个双向的I/O端口，所以在我们在设计中将P1端口当成输出端口用。由图2可知，P1.7作为串性的时钟输出信号与24C16的第6脚相接，P1.6则作为串行数据输出接到24C16的第5脚。P1. 4和P1.5则作为两个数码管的位选信号控制，在P1.4=1时，选中第一个数码管（个位）；P1.5=1时，选中第二个数码管（十位）。P1.0～P1.3的输出信号接到译码器4511上作为数码管的显示。此外，由于单片机2051的P3端口有特殊的功能，P3.0（RXD）串行输入端口，P3.1（TXD）串行输出端口，P3.2（INTO）外部中断0，P3.3（INT1）外部中断1P3.4，（T0） 外部定时/计数输入点，P3.5（T1）外部定时/计数输入点。由图2可知，P3.0和P3.1作为与MAX232串行通信的接口；P3.2和P3.3作为中断信号接口；P3.4和P3.5作为外部定时/记数输入点。P3.7作为一个脉冲输出，控制发光二极管的亮灭。
由于在电路中采用的共阴极的LED数码管，所以在设计电路时加了一个达林顿电路ULN2003对信号进行放大，产生足够大的电流驱动数码管显示。由于4511只能进行BCD十进制译码，只能译到0至9，所以在这里我们利用4511译码输出我们所需要的温度。
1.3报警电路简介
图3 温度在七段数码管上显示连接图
本文中所设计的报警电路较为简单，由一个自我震荡型的蜂鸣器（只要在蜂鸣器两端加上超过3V的电压，蜂鸣器就会叫个不停）和一个发光二极管组成（如图3所示）。在这次设计中蜂鸣器是通过ULN2003电流放大IC来控制。在我们所要求的温度达到一定的上界或者下界时（在文中我们设置的上界温度是45℃，下界温度是5℃），报警电路开始工作，主要程序设计如下：
main()//主函数
{unsigned char i=0; <br/>unsigned int m,n; <br/>while(1) <br/>{i=ReadTemperature();//读温度}
if(i>0 && i<=10) //如果温度在0到10度之间直接给七段数码管赋值
{P1=designP1[i];}
else//如果温度大于10度
{m=i%10;//先给第一个七段数码管赋值 <br/>D1=1; <br/>D2=0; <br/>P1=designP1[m]; <br/>n=i/10;//再给第二个七段数码管赋值 <br/>D1=0; <br/>D2=1; <br/>P1=designP1[n]; <br/>if(n>=4&&m>=5)%%(m<=5)//判断温度的取值范围，如果大于45或小于5度，则蜂鸣器叫，发光二极管闪烁 <br/>{ int a,b; <br/>Q1=1;//蜂鸣器叫 <br/>for(a=0;a<1000;a++)//发光二极管闪烁 <br/>for(b=0;b<1000;b++) <br/>Q2=1; <br/>for(a=0;a<1000;a++) <br/>for(b=0;b<1000;b++) <br/>Q2=0;}}}
课程设计论文的写作是一个系统而详细的过程，它要求作者对所设计的课程有深入的理解和分析，并能够清晰地阐述设计理念、目标、内容、方法以及评估方式等。以下是一篇课程设计论文的基本写作框架和要点：
一、引言
背景介绍：简要说明课程设计的背景，包括课程所属的学科领域、课程设计的初衷和目的等。
研究意义：阐述课程设计的重要性，包括对学生学习、教师教学以及学科发展的意义。
研究现状：概述当前相关领域的研究现状，指出存在的问题或不足之处。
二、课程设计概述
课程目标：明确课程设计的主要目标，包括知识目标、技能目标和情感态度目标等。
设计理念：阐述课程设计的基本理念，如以学生为中心、注重实践应用、培养创新能力等。
课程结构：介绍课程的总体结构，包括课程模块、章节划分、学时分配等。
三、课程内容设计
主题选择：详细说明课程内容的选择依据和原则，确保课程内容符合课程目标和学生需求。
知识点安排：列出课程的主要知识点，并说明它们之间的逻辑关系和先后顺序。
案例与实例：提供与课程内容相关的案例和实例，以帮助学生更好地理解和应用所学知识。
四、教学方法与手段
教学方法：介绍所采用的教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法、项目式学习等，并说明其优缺点和适用范围。
教学手段：阐述所使用的教学手段，如多媒体教学、在线学习平台、实验室实践等，以及它们对教学效果的提升作用。
互动与反馈：说明如何设计课堂互动环节和收集学生反馈，以不断优化教学方法和手段。
五、课程评估与反馈
评估方式：介绍课程评估的主要方式，如考试、作业、课堂表现、实践项目等，并说明其评估标准和权重。
反馈机制：阐述如何建立有效的反馈机制，以便及时了解学生的学习情况和问题，并采取相应的改进措施。
持续改进：说明如何根据评估结果和反馈意见对课程进行持续改进和优化。
六、结论与展望
结论：总结课程设计的主要成果和亮点，强调其对学生学习、教师教学以及学科发展的积极影响。
展望：对未来课程设计的方向和发展趋势进行展望，提出可能的改进方向和新的研究点。
七、参考文献
列出在课程设计过程中参考的主要文献和资料，包括书籍、期刊文章、网络资源等。确保引用的文献真实可靠，格式规范。
写作注意事项
明确主题：确保论文主题明确、集中，紧密围绕课程设计展开。
逻辑清晰：论文结构要清晰，逻辑要连贯，各部分之间要有紧密的联系。
语言准确：使用准确、简洁的语言进行表述，避免使用模糊或含糊不清的措辞。
数据可靠：引用的数据和事实要可靠、准确，确保论文的权威性和可信度。
格式规范：遵循学校或期刊的论文格式要求，包括字体、字号、行距、页眉页脚等。
通过以上框架和要点的指导，相信你可以写出一篇结构清晰、内容详实、逻辑严密的课程设计论文。
课程设计论文的写作是一个系统性的过程，旨在展示你对某一课程或教学模块的设计思路、实施过程、成果评估及反思。以下是一个基本的写作框架和步骤，供你参考：
一、标题与摘要
标题：简洁明了地概括你的课程设计主题，如“《XX课程创新教学设计与实践》”。
摘要：简要介绍课程设计的背景、目的、主要内容、采用的方法、主要成果及结论。摘要应精炼，让读者快速了解论文的核心内容。
背景介绍：阐述课程设计的背景，包括该领域的发展现状、存在的问题以及课程设计的必要性。
研究目的与意义：明确课程设计的目的，即希望通过这次设计解决什么问题或达到什么效果，并阐述其理论和实践意义。
文献综述：回顾与课程设计相关的研究成果，总结前人的经验和不足，为你的设计提供理论支撑和参考。
课程目标：明确课程设计的教学目标，包括知识目标、技能目标和情感态度目标。
教学内容：阐述课程设计的主要教学内容，包括知识点、技能点及其之间的逻辑关系。
教学方法与手段：介绍你采用的教学方法（如讲授法、讨论法、案例分析法等）和教学手段（如多媒体教学、实验教学、在线学习平台等），并说明其选择依据和预期效果。
教学流程：详细描述课程设计的整体教学流程，包括课前准备、课堂实施、课后巩固等环节的具体安排。
教学准备：介绍教学前的准备工作，如教材选择、教案编写、教学资源准备等。
教学实施：详细记录教学过程中的关键步骤、学生反应、教师调整等，可结合具体案例进行说明。
学生作业与反馈：展示学生的作业或作品，分析学生完成情况，并收集学生的反馈意见。
评估方法：介绍你采用的评估方法，如考试、作业、课堂表现、同伴评价等，并说明其评估标准和权重。
评估结果：展示评估结果，包括学生的成绩分布、能力表现等，并分析评估结果反映的问题。
教学反思：对课程设计、实施及评估过程进行反思，总结成功经验、存在问题及改进措施。
结论：总结课程设计的主要成果和贡献，强调其对教学质量的提升和学生发展的促进作用。
展望：展望课程设计的未来发展方向，提出进一步改进和完善的建议。
逻辑清晰：整篇论文应逻辑清晰、条理分明，各部分之间要有明确的逻辑联系。
数据详实：在描述课程实施和评估结果时，要提供详实的数据和案例支持你的观点。
语言规范：注意论文的语言表达要规范、准确、简洁明了，避免使用口语化或模糊不清的词汇。
格式规范：按照学校或期刊的要求统一论文的格式，包括字体、字号、行距、页眉页脚等。
二、引言
三、课程设计思路
四、课程实施
五、课程评估与反思
六、结论与展望
七、参考文献
列出论文中引用的所有文献，确保格式规范、准确无误。
写作注意事项：
希望这个框架和步骤能帮助你顺利完成课程设计论文的写作。
课程设计论文的写作通常遵循一定的结构和规范，以确保内容的逻辑性和条理性。以下是一个关于如何撰写课程设计论文的基本指南：
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一、引言
简要介绍课程设计的背景和意义。
阐述课程设计的目的、任务以及预期达到的教学效果。
简要介绍论文的主要内容和结构安排。
二、课程设计概述
对所设计的课程进行简要介绍，包括课程名称、所属学科、学时安排等。
分析课程设计的必要性和重要性，以及它在学科体系中的地位和作用。
三、课程设计理念与思路
阐述课程设计的基本理念，如以学生为中心、注重实践、培养创新能力等。
介绍课程设计的主要思路，包括课程设计的方法、原则、步骤等。
四、课程设计内容
详细描述课程设计的内容，包括课程目标、教学内容、教学方法、教学评估等方面。
分析课程内容的科学性、合理性和实用性，以及它对学生能力培养的作用。
五、课程实施与效果评估
介绍课程实施的过程，包括教学组织、教学方法的应用、教学资源的利用等。
阐述课程实施中遇到的问题和解决方法，以及课程实施的效果。
对课程实施效果进行评估，包括学生的学习成果、教师的教学效果等。
六、课程设计的特色与创新点
分析课程设计的特色和创新点，如教学内容的创新、教学方法的创新等。
阐述这些特色和创新点对于提高教学效果和学生能力培养的作用。
七、结论与展望
总结课程设计的主要成果和收获，包括课程设计理念的实现、教学内容的完善、教学方法的创新等方面。
分析课程设计中存在的问题和不足，提出改进和优化的建议。
展望课程设计的未来发展方向和趋势，为未来的课程设计提供有益的参考。
八、参考文献
列出在课程设计过程中参考的书籍、期刊、网络资源等文献，遵循一定的引用格式要求。
在撰写课程设计论文时，需要注意以下几点：
论文应具有一定的逻辑性和条理性，内容应紧凑、连贯、清晰。
论文应具有一定的深度和广度，能够全面反映课程设计的过程和成果。
论文应注重实证分析，通过数据、案例等方式来支持观点和结论。
论文应遵守学术规范和引用格式要求，确保内容的准确性和可靠性。
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