1 溫度測量部分方案
DS18B20是DALLAS公司生產的一線式數字溫度傳感器，它具有微型化、低功耗、高性能抗干擾能力、強易配處理器等優點，特別適合用于構成多點溫度測控系統，可直接將溫度轉化成串行數字信號（按9位二進制數字）給單片機處理，且在同一總線上可以掛接多個傳感器芯片，它具有三引腳TO-92小體積封裝形式，溫度測量范圍－55～＋125℃，可編程為9～12位A/D轉換精度，測溫分辨率可達0.0625℃，被測溫度用符號擴展的16位數字量方式串行輸出，其工作電源既可在遠端引入，業可采用寄生電源方式產生，多個DS18B20可以并聯到三根或者兩根線上，CPU只需一根端口線就能與多個DS18B20通信，占用微處理器的端口較少，可節省大量的引線和邏輯電路。從而可以看出DS18B20可以非常方便的被用于遠距離多點溫度檢測系統。
綜上，在本系統中我采用溫度芯片DS18B20測量溫度。該芯片的物理化學性很穩定，它能用做工業測溫元件，且此元件線形較好。在0—100攝氏度時，最大線形偏差小于1攝氏度。該芯片直接向單片機傳輸數字信號，便于單片機處理及控制。
2 主控制部分方案
AT89S51 是一個低功耗，高性能CMOS 8位單片機，片內含8k Bytes ISP(In-system programmable)的可反復擦寫1000次的Flash只讀程序存儲器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術制造，兼容標準MCS-51指令系統及80C51引腳結構，芯片內集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲單元，功能強大的微型計算機的AT89S51可為許多嵌入式控制應用系統提供高性價比的解決方案。AT89S51具有如下特點：40個引腳，4k Bytes Flash片內程序存儲器，128 bytes的隨機存取數據存儲器（RAM），32個外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5個中斷優先級2層中斷嵌套中斷，2個16位可編程定時計數器,2個全雙工串行通信口，看門狗（WDT）電路，片內時鐘振蕩器。
此外，AT89S51設計和配置了振蕩頻率可為0Hz并可通過軟件設置省電模式。空閑模式下，CPU暫停工作，而RAM定時計數器，串行口，外中斷系統可繼續工作，掉電模式凍結振蕩器而保存RAM的數據，停止芯片其它功能直至外中斷激活或硬件復位。同時該芯片還具有PDIP、TQFP和PLCC等三種封裝形式，以適應不同產品的需求。
由于系統控制方案簡單 ,數據量也不大 ,考慮到電路的簡單和成本等因素 ,因此在本設計中選用 A TMEL 公司的 A T89S51單片機作為主控芯片。主控模塊采用單片機最小系統是由于 A T89S51芯片內含有4 kB的 E2PROM ,無需外擴存儲器 ,電路簡單可靠 ,其時鐘頻率為 0～24 MHz ,并且價格低廉 ,批量價在 10元以內。
其主要功能特性：
兼容MCS-51指令系統 4k可反復擦寫(>1000次）ISP Flash ROM
32個雙向I/O口 4.5-5.5V工作電壓
2個16位可編程定時/計數器 時鐘頻率0-33MHz
全雙工UART串行中斷口線 128x8 bit內部RAM
2個外部中斷源 低功耗空閑和省電模式
中斷喚醒省電模式 3級加密位
看門狗（WDT）電路 軟件設置空閑和省電功能
靈活的ISP字節和分頁編程 雙數據寄存器指針
可以看出AT89S51提供以下標準功能：4K字節Flash閃速存儲器，128字節內部RAM，32個I/O口線，看門狗（WDT），兩個數據指針，兩個16位定時器/計數器，一個5向量兩級中斷結構，一個全雙工串行通信口，片內振蕩器及時鐘。同時, AT89S51可降至0Hz的靜態邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節電工作模式。空閑方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時/計數器，串行通信口及中斷系統繼續工作。掉電方式何在RAM中的內容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直接到一個硬件復位。
AT89S51引角功能說明
Vcc：電源電壓
GND：地
P0口：P0口是一組8位漏極開路型雙向I/O口，也即地址/數據總線復用口，作為輸出口用時，每位能驅動8個TTL邏輯門電路，對端口寫“1”可作為高阻抗輸入端口。在訪問外部數據存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉換地址（低8位）和數據總線復用，在訪問期間激活內部上拉電阻。在Flash編程時，P0口接收指令字節，而在程序校驗時，輸出指令字節，校驗時，要求外接上拉電阻。
P1口：P1是一個帶內部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對端口寫“1”,通過內部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。作輸入口使用時，因為內部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號校驗期間，P1接收低8位地址。表4-1為P1口第二功能。
P2口：P2是一個帶有內部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2的輸出緩沖級可驅動4個TTL邏輯門電路。對端口寫“1”,通過內部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時，因為內部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流I。在訪問８位地址的外部數據存儲器（如執行：MOVX @Ri 指令）時，P2口線上的內（也即特殊功能寄存器，在整個訪問期間不改變。Flash 編程或校驗時，P2也接收高位地址和其它控制信號。）
P3口：P3口是一組帶有內部上拉電阻的8位雙向I/O口。P3口輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對P3口寫入“1”時，它們被內部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。作輸入端口時，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流I。P3口除了作為一般的I/O口線外，更重要的用途是它的第二功能，P3口的第二功能如下表4-2。
RST：復位輸入。當振蕩工作時，RST引腳出現兩個機器周期上高電平將使單片機復位。WDT益出將使該引腳輸出高電平，設置SFR AUXR 的 DISRTO 位（地址8EH）可打開或關閉該功能。DISRTO 位缺省為RESET輸出高電平打開狀態。
ALE/PROG：當訪問外部程序存儲器或數據存儲器時，ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節。即使不訪問外部存儲器，ALE仍以時鐘振蕩頻率的1/6輸出的正脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目地，要注意的是：第當訪問外部數據存儲器時將跳過一個ALE脈沖。如有必要，可通過對特殊功能寄存器（SFR）區中的8EH單元的D0位置位，可禁止ALE操作。該位禁位后，只有一條MOVX 和MOVC指令ALE才會被激活。此外，該引腳伎被微弱拉高，單片機執行外部程序時，應設置ALE無效。
PSEN：程序儲存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當AT89S51由外部程序存儲器取指令（或數據）時，每個機器周期兩次PSEN有效，即輸出兩個脈沖。當訪問外部數據存儲器，高有兩次有效的PSEN信號。
EA/VPP：外部訪問允許。欲使CPU公訪問外部程序存儲器（地址0000H－FFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1被編程，復位時內部會鎖存EA端狀態。如EA端為高電平（接Vcc端），CPU則執行內部程序存儲器中的指令。Flash存儲器編程時,該引腳加上＋12V的編程電壓Vpp。
XTAL1：振蕩器反相放大器及內部時鐘發生器的輸入端。
XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。
AT89S51單片機內部構造及功能：
特殊功能寄存器：特殊功能寄存器的片內空間分存如下圖3-2所示。這些地址并沒有全部占用，沒有占用的地址不可使用，讀這些地址將得到一個隨意的數值。而寫這些地址單元將不能得到預期的結果。
中斷寄存器：各中斷允許控制位于IE寄存器，5個中斷源的中斷優先級控制位于IP寄存器。圖4-2為AUXR輔助寄存器。
雙時鐘指針寄存器：為方便地訪問內部和外部數據存儲器，提供了兩個16位數據指針寄存儲器：PD0位于SFR區塊中的地址82H、83H和DP1位于地址84H、85H，當SFR中的位DPS=0時選擇DP0,而DPS=1時選擇DP1。在使用前初始化DPS。
電源空閑標志：電源空閑標志（POF）在特殊功能寄存儲器SFR中PCON的第4位（PCON.4）,電源打開時POF置“1”,它可由軟件設置睡眠狀態并不為復位所影響。
存儲器結構：MCS-51單片機內核采用程序存儲器和數據存儲器空間分開的結構，均具有64KB外部程序和數據的尋址空間。
程序存儲器：如果EA引腳接地（GND），全部程序均執行外部存儲器。在AT89S51,假如接至Vcc（電源＋），程序首先執行從地址0000H－0FFFH（4KB）內部程序存儲器，再執行地址為1000H－FFFFH（60KB）的外部程序存儲器。
數據存儲器：在AT89S51的具有128字節的內部RAM，這128字節可利用直接或間接尋址方式訪問，堆棧操作可利用間接尋址方式進行，128字節均可設置為堆棧區空間。
看門狗定時器（WDT）：WDT是為了解決CPU程序運行時可能進入混亂或死循環而設置，它由一個14bit計數器和看狗復位SFR（WDTRST）構成。外部復位時，WDT默認為關閉狀態，要打開WDT，必按順序將01H和0E1H寫到WDTRST寄存器，當啟動了WDT，它會隨晶體振蕩器在每個機器周期計數，除硬件復位或WDT溢出復位外沒有其它方法關閉WDT，當WDT溢出，將使RST引腳輸出高電平的復位脈沖。引腳圖詳見圖4-4
