### 基于单片机高级温度检测报警系统设计
#### 概述
本文档旨在详细介绍一种基于单片机的高级温度检测报警系统的构建方法及其关键组成部分。此系统结合了智能温度传感器DS18B20与单片机AT89C2051的核心优势，实现了对温度的有效监测与报警功能。
#### 系统硬件电路构成
**1. 温度传感器**: DS18B20是一种智能温度传感器，不仅具备温度测量功能，还能设定控制温度，并将二进制温度值转换为十进制显示。因其独特的一线接口方式，使得与其他微处理器的连接变得非常便捷。
**2. 单片机**: AT89C2051作为核心处理单元，负责读取DS18B20的温度值并通过RS-485串口通信将其传送给计算机。AT89C2051是一款低电压、高性能的8位CMOS微处理器，具有2K字节的闪速可编程可擦除只读存储器(EEPROM)。
**3. RS-485串口通信**: 为了克服RS232串行通讯接口的局限性（如易受干扰、传输距离短等），本系统采用了RS-485串行通信标准，其支持更远距离的数据传输，最高可达1200米，且传输速率可达100kb/s，适合于高速、远距离的通讯需求。
**4. 计算机**: 主要负责接收来自单片机的数据，实现温度显示、报警以及控制等功能。
#### 系统工作原理
该温度监测系统采用单总线技术，其中AT89C2051单片机作为主机，DS18B20智能温度传感器作为从设备。单片机通过RS-485总线与PC机通讯，PC机则负责实时监控管理。系统采用Max705组成上电复位和看门狗电路，确保系统的稳定运行。
#### 智能温度传感器DS18B20的性能特点和原理
**3.1 性能特点**
- **单线接口方式**: DS18B20采用独特的单线接口，仅需一条信号线即可实现与微处理器的双向通讯。
- **测温范围广泛**: 测温范围为-55℃~+125℃，固有测温误差为±1℃。
- **支持多点组网**: 可以并联多个DS18B20实现多点测温，但数量不宜超过8个，以免影响供电电源电压稳定性。
- **工作电源灵活**: 支持3.0~5.5V直流供电，也可以通过数据线寄生电源供电。
- **无需外围元件**: 在使用过程中无需任何额外的外围元件。
**3.2 测温原理**
DS18B20采用两个不同温度系数的振荡器来实现精确测温。高温度系数晶振的振荡频率会随着温度变化而显著改变，产生的信号作为计数器2的脉冲输入；计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数。通过这种方式，DS18B20能够准确测量温度并将结果以9~12位的数字量形式串行传送。
#### 单片机AT89C2051的原理和特点
**4.1 原理**
AT89C2051是一种低电压、高性能的8位CMOS微处理器，内含2K字节的闪速可编程可擦除只读存储器(EEPROM)。该单片机支持多种时钟源，包括外部晶体振荡器或内部时钟发生器，并可通过软件选择。
**4.2 特点**
- **低功耗**: 采用CMOS技术，具有较低的工作电流消耗。
- **闪速存储器**: 内置的EEPROM可以多次编程和擦除，方便软件更新。
- **丰富的I/O端口**: 提供足够的输入/输出端口，便于连接各种外设。
- **强大的定时/计数器功能**: 内置定时/计数器模块，可用于定时控制或外部事件计数。
- **中断管理系统**: 支持中断机制，可以有效处理突发性事件。
- **可编程串行通信**: 具备可编程的串行通信接口，支持异步全双工串行通信。
基于单片机AT89C2051和智能温度传感器DS18B20构建的高级温度检测报警系统不仅结构简单、智能化程度高，而且具有良好的实用性和可靠性，非常适合应用于需要对温度进行精确控制和监测的场合。
