總體電路結構框圖所示:

①硬件設計

硬件電路設計通過仿真軟件Proteus8.0進行原理圖的編輯，根據(jù)實驗要求及所給的元件設計出如下電路原理圖，并進行了仿真

時鐘及復位模塊

實驗所給的元件中直接已給出了AT89C51的最小系統(tǒng)板，但是我們在設計電路時還是需要畫出該部分電路,時鐘復位為能使單片機工作的最簡單的電路,又稱最小系統(tǒng)。具體實驗電路如下:

時鐘電路有12MHz的晶振及兩個2030PF的瓷片電容(無極性)連接在單片機的XTAL1及XTAL2連個端口;復位電路由10K的電阻, 10UF電解電容(有極性)以及按鍵開關組成，接在單片機的RST口。當系統(tǒng)出現(xiàn)故障錯誤，想讓系統(tǒng)恢復初始化狀態(tài)可以通過對按動按鍵開關實現(xiàn)對電容的充放電從而實現(xiàn)系統(tǒng)的復位。

蜂鳴器報警及LED顯示模塊

蜂鳴器用于當溫度傳感器的輸入的溫度數(shù)值大于認為設定的上限溫度或者小于下限溫度時，系統(tǒng)會給出相應的信號使得蜂鳴器發(fā)出聲音同時讓LED燈閃爍顯示，從聽覺和視覺上同時提出報警信號。電路圖如下:

蜂鳴器由一個PNP型的三極管驅動接在單片機的P1.0口,當P1. 0口輸出低電平是蜂鳴器發(fā)出聲音;LED燈正極通過1K的電阻上拉接Vcc,負極接在單片機的P1. 1口,當系統(tǒng)在P1.1口輸出低電平時LED燈亮。

LCD1602液晶屏顯示模塊

采用LCD-1602A液晶顯示器件，液晶顯示平穩(wěn)、省電、美觀，更容易實現(xiàn)要求，可操作性強，也易于讀數(shù)，采用RT1602兩行十六個字符的顯示，能同時顯示其它的信息如日期、時間、星期、溫度。

接一個滑動變阻上再與地相接，用以調整LCD-1602A的對比度。

DS18B20溫度傳感器模塊

DS18B20溫度傳感器是美國DALLAS半導體公司最新推出的一種改進型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測溫元件相比，它能直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實際要求通過簡單的編程實現(xiàn)9～12位的數(shù)字值讀數(shù)方式。DS18B20的性能特點如下：獨特的單線接口僅需要一個端口引腳進行通信；多個DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，實現(xiàn)多點組網(wǎng)功能；無須外部器件；可通過數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為3.0～5.5v；零待機功耗；溫度以9或12位二進制數(shù)字表示；用戶可定義報警設置；報警搜索命令識別并標志超過程序限定溫度（溫度報警條件）的器件；負電壓特性，電源極性接反時，溫度計不會因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作；

DS18B20采用3腳TO－92封裝或8腳SO或μSOP封裝，其其封裝形式如圖1-2所示。

電路圖如下：

接在單片機的P01.7口，DQ端接上拉電阻。

按鍵控制模塊

按鍵電路是用來實現(xiàn)調節(jié)設定報警溫度的上下限和查看上下報警溫度的功能。

電路圖如下：

②軟件設計

通過單片機編程軟件Keil4進行編程，程序部分通過一個主函數(shù)和自定義的三個#include“ds18b20. h”，#include“LCD1602.h”，#include“delay.h”頭文件,完成單片機的各項功能。

DS18B20獲取溫度程序流程圖

DS18B20的讀字節(jié)，寫字節(jié)，獲取溫度的程序流程圖如圖1-3所示。

圖1-3 DS18B20程序流程圖

按鍵程序設計

按鍵是用來設定上下限報警溫度的。具體的程序流程圖如圖1-4所示。

1-4按鍵程序流程圖

根據(jù)系統(tǒng)的設計框圖，查找相關資料,在Proteus 8. 0中畫出原理圖,在KEIL4軟件中編寫程序，然后將這兩個軟件結合,將寫好的程序在Proteus8.0中燒錄進單片機,然后開啟仿真開關,即可顯示設計效果,通過修改硬件電路的同時結合程序,實現(xiàn)實驗要求。然后開始焊接硬件電路,在多孔板上焊出相應的電路,用杜邦線將各個模塊與單片機最小系統(tǒng)板連接在一起得到最終電路,用燒錄軟件將程序燒錄進單片機，最終以實際電路的形式展現(xiàn)出成果。

實物接線圖如下圖所示：

上下限溫度調節(jié)功能

實物圖如下圖所示：