目录
1．课程设计目的 (2)
2．课程设计的主要内容和任务分析 (2)
3．控制系统的总体要求 (2)
4．温度报警控制系统硬件部分设计分析 (3)
4.1 温度传感器DSl8B20 (3)
4.2 AT89C51单片机简介 (9)
4.3 74HC138功能介绍 (11)
4.4 74HC377功能介绍 (12)
4.5 74HC245功能介绍 (12)
4.6 温度报警控制系统电路图 (13)
5．温度报警控制系统软件部分设计分析 (14)
5.1 程序实现功能 (14)
5.2 程序流程图 (14)
5.3温度报警控制程序 (17)
6. 系统调试 (17)
课程设计体会 (18)
参考文献 (18)
附件 (19)
温度报警控制系统设计
1．设计目的：
1、通过温度报警控制系统的设计，了解数字式温度传感器DS18B20的工作原理及其控制方法；
2、通过温度报警控制系统的设计，掌握单片机AT89C51的结构原理及其控制指令的应用，熟练应用AT89C51完成一个系统的控制；
3、通过温度报警控制系统的设计，使学生了解一个控制系统设计的基本步骤，程序设计的基本方法，培养学生分析问题和解决问题的能力，将理论联系到实践中去，提高我们的动脑和动手的能力，通过课程设计，还可以使学生树立正确的世界观，培养实事求是、严肃认真、具有高度责任感的工作作风；
4、学习完成控制系统的硬件设计、软件设计、仿真调试的过程。
2．课程设计的主要内容和任务分析
任务：以单片机AT89C51作为核心,基于数字式温度传感器DS18B20的功能，设计一个具有LED显示功能、按键功能、温度检测功能及控制操作功能的控制系统。
内容：设计基于DS18B20的数字式烤箱温度控制系统，控制电路主要包括，led显示电路、按键电路、温度检测电路及控制电路。控制程序主要包括主程序、读出温度子程序、按键子程序、显示子程序、控制子程序等。要求能检测、显示烤箱温度，并控制烤箱温度在一可设定区域。
3．控制系统的总体要求：
1．对烤箱温度进行检测及控制。温度显示范围：0゜C~+99゜C，精度误差在
1゜C以内。
2．温度控制在设置的上下限范围。
3．能设置并保存温度上、下限值，并可随时修改。
4．LED数码管直读显示实测温度，设置温度上限温度，下限温度（用键控制设定温度）。
5．温度超出上、下限值时，报警；根据所测温度所在的界限控制烤箱是否加热。
6．启/停键用以启动和停止加热，上电复位后，不论启动还是停止状态，人机界面显示烤箱内温度值，同时也要求显示界面区分停止和运行状态。
4．温度报警控制系统硬件部分设计分析:
4.1 温度传感器DSl8B20
由美国DALLAS半导体公司生产的DSl8B20型单线智能温度传感器，属于新一代适配微处理器的智能温度传感器，可广泛用于工业、民用、军事等领域的温度测量及控制仪器、测控系统和大型设备中，例如多路温度测控仪、中央空调、大型冷库、恒温装置等。此外巧妙利用DSl8B20内部64位激光ROM中具有惟一性的48位产品序号，还可设计成专供大型宾馆客房或军事仓库使用的保密性极佳的电子密码锁。DSl8B20的电源电压范围均扩展到+3～+5.5V，DSl8B20还能对温度分辨力进行编程，选择9位~12位模式下工作，在12位模式下的最高分辨力可达0.0625℃。
4.1.1 DS18B20的性能特点
（1）DSl8B20采用DALLAS公司独特的“单线(1-Wire)总线”专有技术，通过串行通信接口(I/O)直接输出被测温度值(9位二进制数据，含符号位)。
（2）在测温范围是-55~+125℃时，测量误差不超过±2℃，在-10~+85℃范围内，可确保测量误差不超过±0.5℃。温度／数字量转换时间的典型值仅需93.75ms，比DS1820有很大的提高.
（3）内含64位经过激光修正的只读存储器ROM，扣除8位产品系列号和8位循环冗余校验码CRC之后，产品序号占48位。出厂前就作为DSl8B20惟一的产品序号，存入其ROM中。在构成大型温控系统时，允许在单线总线上挂接多片DSl8B20。
4.1.2 DS18B20的工作原理
DSl8B20的原理与DS1820的原理是一样的。DS18B20继承了DS1820的所有优点。DS18B20采用3脚PR—35封装或8脚SOIC封装，引脚排列如图1－1所示。I/O为数据输入／输出端(即单线总线)，它属于漏极开路输出，外接上拉电阻后，常态下呈高电平。U DD是可供选用的外部+5V电源端，不用时需接地。GND为地，NC 为空脚。其内部框图如图1－2所示。主要包括7部分：①寄生电源；②温度传感器；
③64位激光(laser)ROM与单线接口；④高速暂存器，即便笺式RAM，用于存放中间数据；⑤T H触发寄存器和T L触发寄存器，分别用来存储用户设定的温度上、下限t H、t L值；⑥存储与控制逻辑；⑦8位循环冗余校验码(CRC)发生器。下面分别介绍各部分的工作原理。
（a）（b）
图1－1 DS1820/DS18B20的引脚排列
(a) PR—35封装(b) SOIC封装
图1－2 DS18B20的内部框图
（1）测温电路原理
DSl8B20内部测温电路框图如图1－4 所示。低温度系数振荡器用于产生稳定的频率?0,高温度系数振荡器则相当于T／?转换器，能将被测温度t转换成频率信号?0图中还隐含着计数门，当计数门打开时，DSl8B20就对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲?0进行计数，进而完成温度测量。计数门的开启时间由高温度系数振荡器来决定。每次测量前，首先将-55℃所对应的基数分别置入减法计数器、温度寄存器中。在计数门关闭之前若计数器已减至零，温度寄存器中的数值就增加0.5℃。然后，计数器依斜率累加器的状态置入新的数值，再对时钟计数，然后减至零，温度寄存器值又增加0.5℃。只要计数门仍未关闭，就重复上述过程，直至温度寄存值达到被测温度值。这就是DSl8B20的测温原理。斜率累加器能对振荡器的非线性予以补偿，提高测量准确度。
需要指出，温度值本应为9位(其中，符号占一位)，但因符号位又被扩展成高8位，故实际以16位补码的形式读出。其中，高8位代表符号，“0”表示t>0℃，“1”表示t<0℃；低8位则以0.5℃／LSB。
图1－3 内部测温电路框图
表1—1 温度—数据的对应关系
温度/℃数字输出（二进制）数字输出（十六进制）
+125 0000 0111 1101 0000 07D0H
+85 0000 0101 0101 0000 0550H
+25.0625 0000 0001 1001 0001 0191H
+10.125 0000 0000 1010 0010 00A2H
+0.5 0000 0000 0000 1000 0008H
0 0000 0000 0000 0000 0000H
-0.5 1111 1111 1111 1000 FFF8H
-10.125 1111 1111 0101 1110 FF5EH
-25.0625 1111 1110 0101 1111 FE6FH
-55 1111 1100 1001 0000 FC90H
温度与数据的对应关系见表1—1。欲测量华氏温度(0F)，需进行下述换算：t（0F）=9/5（0C）+32 （1—1）
DS18B20中温度字节中的位定义
低八位232221202－12－22－32－4
高八位S S S S S 262524
DSl8B20型单线智能温度传感器典型的测温误差在0～70℃范围内，DSl8B20的上、下限测温误差分别为+0.5℃、-0.5℃，而典型产品的误差仅为±0.25℃。
（4）高速暂存器(简称暂存器)
它由便笺式RAM、非易失性电擦写E2RAM所组成，后者用来存储t H和t L值。
图1－4 暂存器的操作命令流程图
数据先写入RAM，经校验后再传给E2RAM。便笺式RAM占9个字节，第0、1字节是测量出的温度信息，第2、3字节分别是t H 、t L值，第4、5字节不用。第6、7字节为计数寄存器，可用于提高温度分辨力。第8字节用来存储上述8字节的循环冗余校验码。详见表3—2。暂存器的命令集见表3—3。6条命令分别为温度转换、读暂存器、写暂存器、复制暂存器、重新调出E2RAM、读电源供电方式。
表1—2 暂存器的内容
便笺式RAM 字节E2RAM
温度低字节0
温度高字节 1
报警上限/用户定义字
节1 2 报警上限/用户定义字
节1
报警下限/用户定义字
节2 3 报警下限/用户定义字
节2
保留 4
保留 5
计数余数值 6
每度计数值7
CRC 8
表1—3 暂存器命令集
指令说明约定代码发生约定代码后单线
总线
温度转换启动DSl8B20进行
温度转换44H 主CPU读DSl8B20的“忙状态”
读暂存器读暂存器9个字节
的内容BEH 主CPU读9个字节的
数据
写暂存器将数据写入暂存器
的TH和TL字节4EH
主CPU给DSl8B20发出两个字节的数据
复制暂存器把暂存器的TH、
TL字节写入E2RAM中48H
主CPU读DSl8B20
的“忙状态”
重新调E2RAM
把E2RAM中的
TH、'FL字节分别
调入暂存器TH、
TL字节
B8H
主CPU读DSl8B20
的“忙状态”
读电源供电
方式启动DSl8B20发送
电源供电方式的信
号给主CPU
B4H
主CPU读DSl8B20
的“电源状态”
（5）初始化
对DSl8B20的操作是首先进行初始化，然后执行ROM操作命令，再执行暂存器操作命令，最后完成数据处理。
（6）报警信号
在完成温度转换之后，DSl8B20就把测得的温度值，同t H、t L作比较。若t>t H或t 用报警搜索命令即可识别正在报警的DSl8B20，并且读出其序号，而不必考虑其他未报警的DSl8B20。 4.2 AT89C51 单片机简介 AT89C51 是一种带4K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM）的低电压，高性能CMOS8 位微处理器（俗称单片机）。该器件采用ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51 指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8 位CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL 的AT89C51 是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 AT89C51 单片机管脚如图所示。 图1-5 AT89C51 管脚 各管脚功能： VCC：供电电压。 GND：接地。 P0 口：P0 口为一个8 位漏级开路双向I/O 口，每脚可吸收8TTL 门电流。当P1 口的管脚第一次写1 时，被定义为高阻输入。P0 能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH 编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH 进行校验时，P0输出原码，此时P0 外部必须被拉高。 P1 口：P1 口是一个内部提供上拉电阻的8 位双向I/O 口，P1 口缓冲器能接收 输出4TTL门电流。P1 口管脚写入1 后，被内部上拉为高，可用作输入，P1 口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH 编程和校验时，P1 口作为第八位地址接收。 P2 口：P2 口为一个内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P2 口缓冲器可接收，输出4 个TTL 门电流，当P2 口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2 口当用于外部程序存储器或16 位地址外部数据存储器进行存取时，P2 口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。P2 口在FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST 脚两个机器周期的高电平时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH 编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE 脉冲。如想禁止ALE 的输出可在SFR8EH 地址上置0。此时，ALE 只有在执行MOVX，MOVC 指令是ALE 才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE 禁止，置位无效。 /PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN 有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN 信号将不出现。 /EA/VPP：当/EA 保持低电平时，则在此期间外部程序存储（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1 时，/EA 将内部锁定为RESET；当/EA 端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH 编程期间，此引脚也用于施加12V 编程电源（VPP）。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。 4.3 74HC138功能介绍 74HC138有３个输入A0、A1、A3,它们共有８种状态组合，即可译出８个输出信号Y0－Y7. 引脚图及直值表如下示： 图1-6 74HC138引脚图 表 1-5 74HC138真值表 4.4 74HC377功能介绍 74HC377引脚及真值表如下图所示，当允许控制端（1脚）为低电平时，在时钟端(CP)脉冲上升沿作用下，输出端（Q）与数据端（D）相一致。当CLK为高电平或低电平时，D对Q没有影响。 图 1- 7 74 HC 37 7引脚图表 1-6 74HC377真值表 4.574HC245功能介绍 74HC245引脚图及其真值表如下图所示。 图1-8 74HC245引脚图表1-7 74HC245真值表 4.6温度报警控制系统电路图 5．温度报警控制系统软件部分设计分析: 5.1 程序实现功能 开机显示当前温度，并进入停止运行烤箱状态。按下SW1选择显示上、下限温度。若进入上、下限温度显示则可修改上、下限值（程序默认值上限为60摄氏度，下限为10摄氏度，并且上限永比下限值高5摄氏度以上）。SW2为加1摄氏度键，SW3为减1摄氏度键。若当前温度低于下限值，LED2亮并自动进入运行烤箱状态（加热）。若当前温度在上、下限值之间，则手动选择是否加热。SW4为运行键。运行状态下LED1亮。在运行状态下，若当前温度高于上限值则自动停止运行。此外，运行状态下按住SW1显示设置的上限值，按住SW2显示设置的下限值。 5.2 程序流程图 5.2.1 测温程序流程图 初始化传感器跳过读序号列号启动温度转换初始化传感器跳过读序号列号 读取温度寄存器(前 两个寄存器值为温度) 读取低位 读取高位 高位左移8位 高位与低位相或 组合成温度值 返回检测温度值 5.2.2 主程序流程图 5.2.3运行子程序流程 5.2.4 运行时按键功能程序 当前温度赋给temp 温度>=上限？ 温度在上下限之间？ 温度<=下限? 停止加热，报警 加热，运行灯亮 报警，自动加热 结束 Y Y Y N N N 5.2.5 加减键子程序流程 5.3温度报警控制程序 该系统的控制程序见附件1。 6. 系统调试 该系统的调试结果如下： 开机显示当前温度，并进入停止运行烤箱状态。LED 数码管显示实时温度。 当按一下SW1（选择键）选择显示上限温度，此时按SW2（加键）、SW3（减键）可加减上限温度设定值；再按一SW1选择显示下限温度，按SW2、SW3可加减该下限温度设定值；再按一下SW1，恢复显示当前温度。SW4为运行烤箱的启动\停止控制键。SW1的选择只是在烤箱停止运行时有效，即当按SW4停止运行烤箱时，可进行以上操作；当按SW4启动烤箱时，只能显示上下限的温度值，而不能修改温度值（运行状态下按住SW1显示设置的上限值，按住SW2显示设置的下限值）。 若进入上、下限温度显示则可修改上、下限值（程序默认值上限为60摄氏度，下限为10摄氏度，并且上限永比下限值高5摄氏度以上）。SW2为加1摄氏度键，SW3为减1摄氏度键。 若当前温度低于下限值，系统的指示灯LED2亮（警报）并自动进入运行烤箱状态（加热），当前温度高于下限值时，指示灯LED2灭（取消警报）。在运行状态下，若当前温度高于上限值指示灯LED2亮并自动停止运行，温度低于下限值灯灭。 若当前温度在上、下限值之间，则手动选择是否加热。SW4为运行键。运行状态下指示灯LED1亮。 按键释放? 按下SW2? 按下SW3? 输入值+1℃ 输入值-1℃ 显示修改后的数值 显示修改后的数值 返回输入值 Y Y N N N Y 7．课程设计体会： 通过两个星期的实训，我对8051的结构及编程语言有了更多的认识，更深的了解了8051的工作方式，并能对硬件调试时出现的一些故障进行合理的分析与改正，保证控制系统的正常控制要求外，我们还尽量使设计的系统符合实际的需求。通过对控制系统的控制要求的分析，理解控制其控制思想，构思、编写控制程序，并通过调试，修改，使其具备系统要求的功能。 这次的课程设计让我把理论知识用在实践中，实现了理论和实践相结合，从中更懂得理论的是实践的基础，实践有能检验理论的正确性，让我受誉非浅，同时提高了自己的发现问题，分析问题与解决问题的能力。对我以后参加工作或者继续学习将会产生巨大的帮助和影响。 8. 参考文献： 1. 赖麒文8051单片机C语言彻底应用科学出版社2005 2. 陈龙三8051单片机C语言控制与应用清华大学出版社1998 3.钟富昭8051单片机典型模块设计与应用人民邮电出版社2007 4. 百度百科DS18B20 https://www.doczj.com/doc/083905103.html,/view/1341776.htm 附件1：总程序 #include #include #include //LED选择端口起始地址 #define led_sel XBYTE[0xc000] //LED数据端口起始地址 #define led_data XBYTE[0xe000] //按键端口起始地址 #define key_addr XBYTE[0xA000] //定义数码管内容 char code table[22]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07, 0x7F,0x6F,0x39,0x00,0x40,0x76,0x70,0x38, 0x21,0x30,0x18,0x0c,0x06,0x03}; //LED数码管数字内容: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, //8, 9, c, 空, -, H , 卜, L, //运行时当前温度下的动态显示 //定义传感器转换所用到内容 unsigned char code table2[16]={0,0,1,1,2,3,3,4,5,5,6,6,7,8,8,9}; //定义各个变量 //标志状态变量 unsigned int tr1=0,tr0=0,fan; unsigned char flag; //运行标志0为运行,1为停止 //上限,下限,当前温度 unsigned int Th,Tl,Tm,Tn; //定义温度传感器通讯端口为P1.0 sbit DQ = P1^0; sbit fan1 = P1^5; sbit lgh1=P1^6; sbit lgh2=P1^7; //------------------各个子程序------------------ void delay(unsigned int i)//测温用到的延时 { while(i--); } /*******************************************************************/ /* 初始化ds18b2子函数* */ /*******************************************************************/ void Init_DS18B20(void)//初始化传感器函数 { unsigned char x=0; DQ = 1; //DQ复位 delay(8); //稍做延时 DQ = 0; //单片机将DQ拉低 delay(80); //精确延时大于480us DQ = 1; //拉高总线 delay(14); x=DQ; //稍做延时后 //如果x=0则初始化成功x=1则初始化失败 delay(20); } /*******************************************************************/ /* 读字节子函数*/ /*******************************************************************/ unsigned char ReadOneChar(void)//读一个字节 { unsigned char i=0; unsigned char dat = 0; for (i=8;i>0;i--) { DQ = 0; // 给脉冲信号 dat>>=1; DQ = 1; // 给脉冲信号 if(DQ) dat|=0x80; delay(4); } return(dat); } /********************************************************************/ /* 写字节子函数*/ /********************************************************************/ void WriteOneChar(unsigned char dat)//写一个字节 { unsigned char i=0; 温度报警器 一、摘要:本文通过采用热敏电阻作为敏感元件的温度报警器的设计与制作，阐明了该装置进行设计与制作的具体过程及方法。这种温度报警器结构简单，由温度控制开关和报警器两部分组成，可操作性强，应用广泛。工作时，温度测量范围为0～100oＣ。当温度达到预定值时，利用热敏电阻的特性，采集电压信号，驱动报警装置，立刻发出报警信号，从而防止因温度升高而带来的不必要的损失。 二、绪论： 温度是一个十分重要的物理量，对它的测量与控制有十分重要的意义。随着现代工农业技术的发展及人们对生活环境要求的提高，人们也迫切需要检测与控制温度。 温度控制电路在工农业生产中有着广泛的应用。日常生活中也可以见到，如电冰箱的自动制冷，空调器的自动控制等等。利用热敏电阻器和音乐集成电路制作一个温度报警器，也可以演示自动控制电路的工作原理。电路的触发端接在热敏电阻器和微调电阻器的中间，当环境温度升高时，热敏电阻器的阻值减小，电路的触发端电压升高，触发音乐集成电路工作。调节微调电阻器的阻值，可以改变电路报警时的温度。 现代信息技术的三大基础是信息采集(即传感器技术)、信息传输(通信技术)和信息处理(计算机技术)。传感器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温度传感器被广泛用于工农业生产、科学研究和生活等领域，数量高居各种传感器之首。因此传感器在此温度报警器的制作中起了重要的作用。 三、温度报警器基本介绍 1、温度报警器的功能 现代社会是信息化的社会，随着安全化程度的日益提高，机房一一作为现代化的枢纽，其安全工作已成为重中之重，机房内一旦发生故障，将导致整个系统的瘫痪，造成巨大的损失和社会影响；敏探公司研发出机房超温报警系统，功能 目录 一、设计任务与设计要求 (1) 二、设计原理 (1) 2.1 主要硬件介绍 (1) 2.1.1 DS18B20数字温度传感器 (1) 2.1.2 AT89C51单片机芯片 (3) 2.2 系统原理结构 (3) 三、设计方案 (4) 3.1 硬件部分 (4) 3.1.1 温度测量模块 (4) 3.1.2 LED数码管显示模块 (4) 3.1.3 按键模块 (5) 3.1.4 系统整体结构仿真图 (5) 3.2 软件部分 (5) 3.2.1DS18B20传感器程序 (5) 3.2.2键盘读取及确认程序 (7) 3.2.3DS18B20操作流程图 (8) 四、调试与性能分析 (9) 4.1 proteus仿真结果 (9) 4.2实物测试 (9) 4.2.1正常情况 (9) 4.2.2报警状态 (10) 五、心得体会 (10) 六、成品展示 (11) 七、附录部分 (12) 附件一、电路设计原理图 (12) 附件二、系统设计原始代码程序 (13) 一、设计任务与设计要求 本设计主要利用单片机AT89C51 芯片和以美国MAXIM/DALLAS半导体公司的单总线温度传感器DS18B20相结合来实现装置周围温度的采集，其中以单片机AT89C51 芯片为核心，辅以温度传感器DS18B20和LED数码管及必要的外围电路，构成一个结构简单、测温准确、具有一定控制功能的温度监视警报装系统。 功能要求： 添加温度报警功能，通过4个按键来设置温度的上下限值，当用DS18B20 测得的温度不在所设置的温度范围内，蜂鸣器开始鸣报。 二、设计原理 2.1 主要硬件介绍 2.1.1 DS18B20数字温度传感器 DS18B20 数字温度传感器提供9~12 位摄氏温度的测量，拥有非易失性用户可编程最高与最低触发点告警功能。DS18B20 通过单总线实现通信，单总线通常是DS18B20连接到中央微控制器的一条数据线（和地）。它能够感应温度的范围为-55℃~+125℃，在-10℃~+85℃的测量的精度是±0.5℃，而且DS18B20 可以直接从数据线上获取供电（寄生电源）而不需要一个额外的外部电源。 DS18B20 使用DALLAS 独有的单总线（1—wire）协议使得总线通信只需要一根控制线，控制线需要一个较小的上拉电阻，因为所有的期间都是通过三态或开路端口连接在总线上的（DS18B20 是这种情况）。在这种总线系统中，微控制器（主器件）识别和寻址挂接在总线上具有独特64 位序列号的器件。因为每个器件拥有独特的序列号，因此挂接到总线上的器件在理论上是不受限制的，单总线（1-wire）协议包括指令的详细解释和“时隙”。这个数据表包含在单总线系统（1-WIRE BUS SYSTEM）部分。DS18B20 的另外一个特征是能够在没有外部供电的情况下工作。当总线为高的时候，电源有上拉电阻通过DQ 引脚提供，高总线信号给内部电容（Cpp）充电，这就使得总线为的时候给器件提供电源，这种从单总线上移除电源的方法跟寄生电源有关，作为一种选择，DS8B20 也可以采用引脚VDD 通过外部电源给器件供电。 DS18B20 引脚定义： (1) GND为电源地； (2) DQ为数字信号输入/输出端； (3)VDD 为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地） 图2.1.1 DS18B20 引脚排列图 温度采集报警系统的设计院系电子信息工程学院专业电子信息工程班级 1 姓名孙黄超 摘要 温度采集广泛应用于人民的生产和生活中，使用温度计来采集温度，这样不仅采集精度低、实时性差，而且操作人员的劳动强度大。为了解决这一问题，本文介绍了一种采用集成温度传感器DS18B20作为检测元件，AT89C51作为CPU的温度监控系统。利用数字温度传感器DS18B20与AT89C51单片机结合来测量温度，利用相应的显示器显示温度值。利用仿真工具Proteus进行单片机应用系统的虚拟设计与仿真调试。在Keil μVision3开发环境下进行C51语言程序开发。本课题主要有键盘输入模块、传感器采集模块、显示模块、报警模块、CPU处理模块、电源供电及复位模块组成。本文介绍了该温度采集报警系统的硬件和软件设计。 关键字：数据采集、传感器、AT89S51单片机、仿真调试 目录 摘要 ............................................................................................................... I 目录 ............................................................................................................. II 1 引言 .. (1) 1.1 研究背景及意义 (1) 1.2 国内外研究现状 (1) 2 温度采集报警系统原理说明 (1) 3 硬件设计 (3) 3.1 总体方案设计 (3) 3.2 主要模块设计 (3) 3.2.1 晶振电路 (3) 3.2.2 复位电路 (4) 3.2.3 按键操作电路 (4) 3.2.4 显示电路 (5) 3.2.5 报警电路 (5) 3.2.6 温度传感器选择........................................... (5) 3.2.7 实现温度采集报警系统的整体流程图 (6) 4 软件设计 (7) 4.1 温度采集传感系统的任务 (7) 4.2 Proteus的界面实现 (7) 4.3 在KeilμVision4平台下进行编程 (8) 5 系统调试与实验 (9) 6 总结 (11) 7 参考文献 (12) 8 附录 (13) 单片机原理与应用 课程设计报告 课程设计名称：温度报警器设计 专业班级：13计转本 学生姓名：张朝柱肖娜 学号：20130566140 20130566113 指导教师：高玉芹 设计时间：2016-11—2017-12 成绩： 信电工程学院 摘要 2009年6月14日随着时代的进步和发展，单片机技术已经普及到我们生活、工作、科研、各个领域，已经成为一种比较成熟的技术。 本文主要介绍了一个基于AT89C52单片机的测温系统，详细描述了利用液晶显示器件传感器DS18B20开发测温系统的过程，重点对传感器在单片机下的硬件连接，软件编程以及各模块系统流程进行了详尽分析，特别是数字温度传感DS18B20的数据采集过程。对各部分的电路也一一进行了介绍,该系统可以方便的实现实现温度采集和显示，并可根据需要任意设定上下限报警温度，它使用起来相当方便，具有精度高、量程宽、灵敏度高、体积小、功耗低等优点，适合于我们日常生活和工、农业生产中的温度测量，也可以当作温度处理模块嵌入其它系统中，作为其他主系统的辅助扩展。DS18B20与AT89C52结合实现最简温度检测系统，该系统结构简单，抗干扰能力强，适合于恶劣环境下进行现场温度测量，有广泛的应用前景。 关键词：单片机AT89C51；DS18B20温度传感器；液晶显示LCD1602。 目录 1绪论 (1) 1.1温度报警器简介 (1) 1.2温度报警器的背景与研究意义 (1) 1.3温度报警器的现状及发展趋势 (1) 2 系统整体方案设计 (2) 2.1 设计目标 (2) 2.2系统的基本方案 (2) 2.2.1 系统方案选择 (2) 2.2.2 各模块方案选择 (3) 2.3主要元器件介绍 (3) 2.3.1 STC89C52的简介 (3) 2.3.2 DS18B20的简介 (4) 3 系统的硬件设计与实现 (5) 3.1 系统硬件概述 (5) 3.2主要单元电路的设计 (5) 3.2.1键盘扫描模块电路的设计 (5) 3.2.2单片机控制模块电路的设计 (5) 3.2.3报警模块电路的设计 (6) 3.2.4 LCD1602显示模块电路的设计 (7) 4 系统的软件设计与实现 (8) 4.1 KEIL软件介绍 (8) 4.2系统程序设计流程图 (8) 4.2.1 主程序软件设计 (8) 4.2.2 按键软件设计 (9) 4.2.3 密码设置软件设计 (9) 4.2.4 开锁软件设计 (10) 5 系统仿真设计 (12) 5.1 Proteus 软件介绍 (12) 5.2 Proteus 仿真图 (12) 5.3 硬件调试 (13) 5.4 调试结果 (13) 6 结论 (14) 苏州科技大学电子与信息工程学院 模拟电子技术 课程设计报告 课设名称温度上下限报警电路 学生姓名学号 班级电气0922 同组姓名 指导教师 2011年12月 苏州科技大学机电工程系 模拟电子技术 课程设计报告 1.设计课题： 设计课题名称为：温度上下限报警电路.。 2.课程设计目的： （1）学习有关软件的使用，并能够熟练的运用。 （2）理论联系实际，来锻炼我们的动手能力，提高我们实践的能力。 （3）会运用EDA工具对所作出的理论设计进行模拟仿真测试,进一步完善理论设计 （4）通过查阅手册和文献资料,熟悉常用电子器件的类型和特性,并掌握合理选用元器件的原则（5）掌握模拟电路的安装\测量与调试的基本技能,熟悉电子仪器的正确使用方法,能力分析实验中出现的正常或不正常现象(或数据)独立解决调试中所发生的问题 （6）学会撰写课程设计报告 （7）培养实事求是,严谨的工作态度和严肃的工作作风. （8）完成一个实际的电子产品；进一步提高分析问题、解决问题的能力。 3．系统知识介绍 比较器，利用他的门限电压来控制什么情况下，三极管的应用，二极管的特性，还有利用调节电阻来作为温度的上升或降低。 4．电路方案与系统、参数设计； （1）电路系统设计：利用调节电阻来作为温度的上升或降低，从而实现在门限电压的周围跳动，使对应的发光二极管导通，门限电压也通过电阻来调节，从而实验一定范围内的温控报警器。 （2）电路功能框图: 此部分电路用设置温度的上下限，通过调节R4来控制温度。 放大电路/报警输出电路 其放大电路主要控制三极管的，当输出为高时此时电压升高，说明电阻减小，即温度升高（到门限值时），红灯亮。当输出为低电压时，说明电阻增大，即温度降低（到门限时）绿灯亮。 （3）元器件与参数设计：电压比较器，来控制输出情况，使三极管选择对应的二极管，选择一个绿的一个红的从而可以很好的判断温度高了还是低了。 （4）电路图与器材清单表 1、LM358 运放 2、红色、绿色发光二极管 3、三极管 4、10K 可变电阻 5、5K 可变电阻 6、27Ω电阻 7、1Ｋ电阻 8、1.5Ｋ电阻 9、5.1K电 阻10、18K 电阻11、47K 电阻 （5）电路仿真：得到了预期的结果。 5．设计总结 （1）对于课题的选择，大家都选择和我们所学的理论相联系的课题，温度上下限报警器，期中好多都是我们所学的小的知识点的叠加。 （2）选择这个课题后，我们能很好的运用所学的知识来完成，对我们的实践技能是一个很好的锻炼。 （3）进度与时间:2011年12月29日~ 2012年1 月日 （4）建议就是尽可能的将线缩短，这样可以减少干扰，以至于得到更好的实验结果。6．主要参考文献 （1）陈尔绍电子控制电路实例电子工业出版社2004年 （2）戈素贞模拟电子技术基础与应用实例北京航空航天大学出版社2007年 目录 1．课程设计目的 (2) 2．课程设计的主要内容和任务分析 (2) 3．控制系统的总体要求 (2) 4．温度报警控制系统硬件部分设计分析 (3) 4.1 温度传感器DSl8B20 (3) 4.2 AT89C51单片机简介 (9) 4.3 74HC138功能介绍 (11) 4.4 74HC377功能介绍 (12) 4.5 74HC245功能介绍 (12) 4.6 温度报警控制系统电路图 (13) 5．温度报警控制系统软件部分设计分析 (14) 5.1 程序实现功能 (14) 5.2 程序流程图 (14) 5.3温度报警控制程序 (17) 6. 系统调试 (17) 课程设计体会 (18) 参考文献 (18) 附件 (19) 温度报警控制系统设计 1．设计目的： 1、通过温度报警控制系统的设计，了解数字式温度传感器DS18B20的工作原理及其控制方法； 2、通过温度报警控制系统的设计，掌握单片机AT89C51的结构原理及其控制指令的应用，熟练应用AT89C51完成一个系统的控制； 3、通过温度报警控制系统的设计，使学生了解一个控制系统设计的基本步骤，程序设计的基本方法，培养学生分析问题和解决问题的能力，将理论联系到实践中去，提高我们的动脑和动手的能力，通过课程设计，还可以使学生树立正确的世界观，培养实事求是、严肃认真、具有高度责任感的工作作风； 4、学习完成控制系统的硬件设计、软件设计、仿真调试的过程。 2．课程设计的主要内容和任务分析 任务：以单片机AT89C51作为核心,基于数字式温度传感器DS18B20的功能，设计一个具有LED显示功能、按键功能、温度检测功能及控制操作功能的控制系统。 内容：设计基于DS18B20的数字式烤箱温度控制系统，控制电路主要包括，led显示电路、按键电路、温度检测电路及控制电路。控制程序主要包括主程序、读出温度子程序、按键子程序、显示子程序、控制子程序等。要求能检测、显示烤箱温度，并控制烤箱温度在一可设定区域。 3．控制系统的总体要求： 1．对烤箱温度进行检测及控制。温度显示范围：0゜C~+99゜C，精度误差在 目录 一、选题背景及研究意义 二、总体设计 2.1控制部分 2.2测量部分 2.3显示部分 2.4报警部分 三、硬件设计 四、软件设计 五、总结与展望 一、选题背景及研究意义 温度是一种最基本的环境参数，人民的生活与环境的温度息息相关，在工业生产过程中需要实时测量温度，在农业生产中也离不开温度的测量，因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义。 温度是一个十分重要的物理量，对它的测量与控制有十分重要的意义。随着现代工农业技术的发展及人们对生活环境要求的提高，人们也迫切需要检测与控制温度：如大气及空调房中温度的高低，直接影响着人们的身体健康；粮仓温度的检测，防止粮食发霉，最大限度地保持粮食原有新鲜品质，达到粮食保质保鲜的目的;工业易燃品的存放。 测温技术在生产过程中，在产品质量控制和监测以及节约能源等方面发挥了着重要作用。本实验设计实现了工业测温基本功能，同时，在设计实验过程中，运用到单片机、模电、数电、传感器和C++程序设计等知识，这既能加强我们的理论知识与实践的结合，也能够提高我们应用交叉学科知识进行综合设计的能力。 二、总体设计 总体设计框图： 2.1控制部分 控制部分是采用单片机STC89C52。 2.1.1 STC89C52简介 STC89C52是一种带8K字节闪烁可编程可檫除只读存储器的低电压，高性能COMOS8的微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL搞密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。 单片机总控制电路如下图4—1： 2.1.2 复位操作 复位操作有上电自动复位相按键手动复位两种方式。 上电自动复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的，其电路如图4-2（a）所示。这佯，只要电源Vcc的上升时间不超过1ms，就可以实现自动上电复位，即接通电源就成了系统的复位初始化。 按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种。其中，按键电平复位是通过使复位端经电阻与Vcc电源接通而实现的，其电路如图4-2（b）所示；而按键脉冲复位则是利用RC微分电路产生的正脉冲来实现的， 其电路如图4-2（c）所示： 温度控制报警器第一章：序论 1.1温控警报器的原理 1.2温控警报器的广泛运用 1.3温控警报器的主要功能介绍 第二章：主要元器件的介绍 2.1温度传感器的原理 2.2温度传感器的发展及运用 2.3单片机的选用及其功能介绍 2.3.1单片机引脚介绍 2.3.2单片机工作原理 2.4 DS18B20温度传感器的介绍 2.4.1引脚介绍 2.4.2DS19B20的内部结构 2.4.3DS18B20的工作原理 2.4.4DS18B20的测温原理 2.4.5DS18B20的ROM命令 2.5四位数码管工作原理 第三章：温控警报器系统硬件主要模块 3.1单片机的最小系统 3.2温度采集模块 3.3温度显示模块 3.4键盘输入控制模块 3.5输出报警模块 第四章：单片机程序设计 4.1温度采集程序 4.2温度显示程序 4.3键盘输入程序 4.4输出报警程序 总结 致谢 参考文献 附录A 总电路图 附录B 元器件清单 附录C 温控报警器总程序 第一章 1.1温控报警器的工作原理 本温控报警器由一个DS18B20温度传感器采集外部温度，然后将采集到的温度信息传送到单片机内，单片机通过处理，将信息输出到数码管上，使数码管显示当前温度传感器采集到的温度，我们通过外设键盘，可设置报警的温度范围，如果传感器采集到的温度高于设置的温度，或者低于设置的温度，单片机自动处理，输出一个警报信号，发出叫声并且红灯闪烁！ 1.2温控警报器的运用 温控警报器用于防火 在炎热的夏天或者是干燥的冬天，火灾都都是人们不可小视的灾难，因此预防火患可以提高人们生活的安全性，我们将温控报警器安置在恰当的位置，如果温度过高，温控报警器就自动报警，让人们知道哪里哪里可能即将发生火灾，人们好尽快的将火灾灭杀在襁褓之中，极大的减小了火灾的可能！ 温控警报器在电子产品上得运用 电子产品由于过于精密，很多电子产品只能工作于一定的温度条件下，如果环境温度高于或者是低于某个温度值，产品的性能就达不到最好，对于一些精密的测量，就会有很大的影响，反之，如果用温控警报器加以监控，就可以知道这些电子产品的工作是否正常，测量的值是否该加以修正，或者该去改变这些电子产品的工作环境！比如：温度通过影响电源中的电容和半导体元器件，进而影响到电源的性能：温度变化会引起输出电压变化，即通常讲的温飘。温度对AC/DC电源影响大是因为大部分AC/DC 电源都大量使用铝电解电容（如滤波电容、储能电容、启动电容），铝电解电容除了容量大、耐高压外无任何优点，若电脑电源使用质量差的铝电解电容，可能发生低温不启动、高温容易坏（铝电解电容中电解液干枯所致）。温度对DC/DC电源影响不大也是因为电容，DC/DC电源中不是使用铝电解而大多使用钽电容、瓷片电容等，当然他们的价格也不会是同一个档次。温度对电容的影响如下：一般情况下，电容的寿命随温度的升高而缩短，最明显的是电解电容器。一个极限工作温度为85℃的电解电容器，在温度为20℃的条件下工作时，一般可以保证180000小时的正常工作时间，而在极限温度 1 绪论 温度是一个十分重要的物理量，对它的测量与控制又十分重要的意义。随着现代工农业技术的发展及人们对生活环境要求的提高，让人们也迫切需要检测与控制温度。 温度报警器广泛应用于工农业生产以及日常生活中：环境温度检测，机房温度监测及报警，蔬菜大棚、花窖、鱼塘水温监测，工厂用的烘箱、电炉，汽车低温报警（提示司机路面结冰），实验室，冷库、仓库温度监测及报警等等，其研究具有一定的学术价值和广泛的市场前景。 1.1 温度报警器概述 现代社会是信息化的社会，随着安全化程度的日益提高，机房作为现代化的枢纽，其安全工作已成为重中之重，机房内一旦发生故障，将导致整个系统的瘫痪，造成巨大的损失和社会影响。 造成高温火灾有：电气线路短路、过载、接触电阻过大等引发高温或火灾；静电产生高温或火灾；雷电等强电侵入导致高温或火灾；最主要是机房内电脑、空调等用电设备长时间通电工作，导致设备老化，空调发生故障，而不能降温；因此机房内所属的电子产品发热快，在短时间内机房温度升高超出设备正常温度，导致系统瘫痪或产生火灾，这时超温报警系统就发挥应有的功能。 1.2 温度报警器技术状况 现代信息技术的三大基础是信息采集(即传感器技术) 、信息传输(通信技术)和信息处理(计算机技术)。传感器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温度传感器被广泛用于工农业生产、科学研究和生活等领域，数量高居各种传感器之首。因此传感器在此温度报警器的制作中起了重要的作用。 (1) 传统的分立式温度传感器(含敏感元件) ；主要是能够进行非电量和电量之间转换。 (2) 模拟集成温度传感器/控制器。 (3) 智能温度传感器。目前，国际上新型温度传感器正从模拟式向数字式、由集成化向智能化、网络化的方向发展。 课程设计说明书 题目：温度测量与报警系统设计 姓名： 学号： 指导教师： 专业年级： 所在学院和系： 完成日期： 课程名称：机电一体系统设计 目录 1绪论 (1) 1.1 背景 (1) 1.1 设计要求 (1) 1.3 设计任务 (1) 2系统总体方案设计 (2) 2.1 设计思想 (2) 2.2 方案论证 (2) 2.2.1 电源模块 (2) 2.2.2 温度检测模块 (3) 2.2.3 控制模块 (3) 2.2.4 显示模块 (3) 2.2.5 报警模块 (4) 2.2.6 按键模块 (4) 2.3 芯片选择 (4) 2.3.1电源模块 (4) 2.3.2 温度检测模块 (4) 2.3.3 控制模块 (5) 2.3.4 显示模块 (5) 3系统硬件设计 (6) 3.1 单片机最小系统 (6) 3.2 传感检测电路 (6) 3.3 显示模块 (7) 3.4 报警模块 (8) 3.5 按键模块 (8) 3.6 总电路 (8) 3.6.1 绘图软件简介 (8) 3.6.2 电路原理图 (9) 3.6.3 电路PCB图 (10) 4系统软件设计 (12) 4.1 程序设计思路 (12) 4.2 主程序流程图 (12) 4.3 获取温度程序流程图 (13) 4.4 报警程序流程图 (14) 4.5 显示程序流程图 (15) 4.6 数据处理程序流程图 (15) 4.7 编程软件简介 (16) 5总结 (17) 参考文献 (18) 附录A (19) 附录B (20) 附录C (21) 1绪论 1.1 背景 温度温度是工业生产中主要的被控参数之一，与之相关的各种温度控制系统广泛应用于冶金、化工、机械、食品等领域。温度控制是工业生产过程中经常遇到的过程控制,有些工艺过程对其温度的控制效果直接影响着产品的质量；同时，温度超过了系统工作正常范围将直接影响系统的寿命，甚至损坏系统；甚至可以说任何一个系统都必须工作在一定的温度范围内，因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。 自18世纪工业革命以来，工业的飞速发展离不开温度参量在控制系统中的应用。在冶金、钢铁、石化、水泥、玻璃、医药等等行业，可以说几乎80%的工业部门都不得不考虑着温度的因素。在工业生产中人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制,常用的控制电路根据应用场合和所要求的性能指标有所不同, 在工业企业中,如何提高温度控制对象的运行性能一直以来都是控制人员和现场技术人员努力解决的问题。这类控制对象惯性大,滞后现象严重,存在很多不确定的因素,难以建立精确的数学模型,从而导致控制系统性能不佳,甚至出现控制不稳定、失控现象。 1.1 设计要求 设计要求：实现温度的测量与控制。 测温范围：0~1000C；测量精度：0.10C； 设有上、下限报警温度；数码显示； 1.3 设计任务 设计任务：硬件设计（元器件选择、电路原理图与电路板图绘制等）、软件设计。 单片机原理及应用 课程设计报告书 题目：基于DS18B20的温度测量及报警系统设计姓名：崔银海 学号：1210702103 专业：电子信息工程 指导老师：沈兆军曹瑞 设计时间：2015年 6月 /信息工程学院 目录 1 引言 (1) 1.1 设计意义 (1) 1.2 系统功能要求 (1) 2 方案设计 (1) 3 硬件设计 (6) 3.1单片机最小系统 (6) (1).时钟电路 (7) (2).复位电路 (8) (1). DS18B20介绍 (9) 4 软件设计 (13) 4.1主程序模块 (13) 5 系统调试 (16) 2）proteus仿真图 (17) 高温报警低温报警： (17) 6 设计总结 (18) 7参考文献 (18) 8 附录A；源程序 (19) 9 附录B；电路原理总图、作品实物图片 (28) 基于DS18B20的温度测量及报警系统设计 1 引言 1.1 设计意义 温度是一个很重要的物理量，它直接影响化学反应、发酵、煅烧、浓度、蒸馏、结晶以及空气流动等物理及化学过程。温度控制失误就可能引起生产安全、质量和产量等一系列问题。温度测量无论是在工业生产过程中，还是在日常生活中都起着非常重要的作用。传统的温度采集方法不仅费时费力，而且精度差，而单片机的出现使得温度的采集和数据处理问题能够得到很好的解决。特别是在环境恶劣或温度较高等场合下，为了保证生产过程正常安全地进行，提高产品的质量和数量，以及减轻工人的劳动强度、节约能源，要求对加热炉内温度进行测量、显示、报警及控制，使之达到工艺标准，以单片机为核心设计的温度测量系统，可以对温度进行实时测量，并将温度数据进行显示和报警以及进行相应控制。 1.2 系统功能要求 本设计是对温度进行实时监测与控制，设计的温度控制系统实现了基本的温度控制功能：当温度低于设定下限温度时，蜂鸣器报警，同时红灯亮，模拟加热过程，使温度上升；当温度高于设定上限温度时，蜂鸣器报警，同时绿灯亮，模拟制冷过程，使温度下降；温度在上下限温度之间时，蜂鸣器和红绿灯不动作；LCD1602实时时显示温度，精确到小数点一位；通过独立按键可以设置温度的控制范围。 2 方案设计 2.1 系统方案选择 采用数字温度芯片DS18B20测量温度，输出信号全数字化。便于单片机控制及处理，省去传统测温方法的很多外围电路。且该芯片的性能比较稳定，线形较好，在0—100°C时，最大线性偏差小于1°C。DS18B20采用了单总线的数据传输，由DS18B20和微控制器STC89C52构成的温度测量装置，它直接输出温度的数字信号，可直接与单片机连接。这样，测温系统的结构就比较简单，体积也不大。采用51单片机控制，软件编程的自由度很 模拟电路基础课程设计报告 温度报警电路的设计与仿真 姓名：FD 学号：----- 背景与简介： 本项目的目标是设计一个温度监测与报警电路。人们的生活 与坏境温度息息相关，物理、化学、生物等科学都离不开温度，太阳能热水器、电力、石油、农业大棚经常需要对环境温度进行检测，并根据实际的要求对温度进行控制。例如，在醋和酒等的酿造生产中必须对发酵过程的温度进行检测与控制；许多太阳能热水器中，需要通过温度检测来控制其水泵运作；在农业大棚中，通过温度检测来判断 是否合适农作物种植与生长；许多电子设备都有额定温度单位, 合适的温度会使电子产品造成故障等等。 已知条件： 温度为25C时，所有电阻的阻值为400Q 温度每上升1C, Rt的阻值下降0.01 Q 2.数字电压表：2V满量程，3位半 3.发光二极管：正常发光时正向电流为2~10mA 设计要求： 1.温度为0C时，数字电压表的指示为0.000V 2.温度为100C时，数字电压表的指示为1.000V 3.温度低于30C或高于40C时，点亮发光二极管报警 4 .温度监测与报警误差＜士2C 分析： 1.由已知条件知：Rt与温度T的关系为： Rt=400.25Q -0.01T ;没有 由于Multisim12.0软件里面没有热敏电阻，根据上面的关系式，把Rt 替换成一只399.25 Q与一个1 Q的电位器串联，从而模拟由于温度改变引起的Rt的阻值变化。 2.根据设计要求1和2: 温度为0C时，数字电压表的指示为0.000V,即Rt=400.25 Q时, 电压表示数为0.000V;温度为100C时，数字电压表的指示为1.000V, 即 Rt=399.25 Q时，电压表示数为1.000V; 3.根据设计要求3: 温度低于30C或高于40C时，点亮发光二极管报警，即电压小于0.3V或大于0.4V时，输出逻辑高电平，使发光二极管应导通；则此时显然因选用的比较器为窗口比较器。 4.根据设计要求4: 温度监测与报警误差＜士2C,则所选用运放应具有低失调。 系统方案设计与仿真： 一：系统框图 温度监测报警系统 目录 毕业论文（设计）任务书.................................................................................................... - 1 - 摘要.................................................................................................................................... - 6 - 关键词.................................................................................................................................... - 7 - 第一章绪论 (1) 1.1 课题背景 (1) 1.2 课题研究的目的和意义 (1) 1.3 温度检测系统在国内外状况 (1) 第二章硬件系统的总体设计方案 (3) 2.1 总体设计方案 (3) 2.2 温度检测及参数 (3) 2.2.1 温度检测 (3) 2.2.2 温度参数 (4) 2.3 A/D转换模块 (4) 2.4 传感器 (5) 2.4.1传感器的简介 (5) 2.4.2 AD590性能特点与内部结构 (5) 2.5 温度显示电路 (8) 2.6 单片机简介 (9) 2.6.1 AT89C51特性 (9) 2.6.2 引脚图 (10) 2.6.3 管脚说明 (10) 2.6.4 复位键控制模块 (12) 2.7 报警电路 (12) 第三章软件设计 (13) 第四章系统的仿真与实现 (15) 4.1 概述 (15) 4.2 功能特点 (15) 4.3 电路功能仿真 (16) 温度计的设计 一、设计内容和要求 本设计主要介绍了用单片机和数字温度传感器DS18B20相结合的方法来实现温度的采集，以单片机AT89C51芯片为核心，辅以温度传感器DS18B20和LED数码管及必要的外围电路，构成了一个单片机数字温度计。其主要研究内容包括两方面，一是对系统硬件部分的设计，包括温度采集电路和显示电路；二是对系统软件部分的设计，应用C语言实现温度的采集与显示。通过利用数字温度传感器DS18B20进行设计，能够满足实时检测温度的要求，同时通过LED数码管的显示功能，可以实现不间断的温度显示，并带有复位功能。 本次设计的主要思路是利用51系列单片机，数字温度传感器DS18B20和LED数码显示器，构成实现温度检测与显示的单片机控制系统，即数字温度计。通过对单片机编写相应的程序，达到能够实时检测周围温度的目的。 通过对本课题的设计能够熟悉数字温度计的工作原理及过程，了解各功能器件(单片机、DS18B20、LED)的基本原理与应用，掌握各部分电路的硬件连线与程序编写，最终完成对数字温度计的总体设计。根据实验要求实现测温范围在-55~128 o C的LED数码管显示。 本次设计的主要要求： （1）根据设计需要，选用AT89C51单片机为核心器件； （2）温度检测器件采用DS18B20数字式温度传感器，利用单总线式连接方式与单片机的串行接口P0.0引脚相连； （3）显示电路采用8个LED数码管显示器接P1口并行显示温度值，数码管由P2口(P2.2~P2.3)选通，动态显示。 （4）给出全部电路和源程序。 二、课程设计的目的和意义 数字温度计与传统的温度计相比，具有读数方便，测温范围广，测温准确，其输出温度采用数字显示，主要用于对测温比较准确的场所，或科研实验室使用。 温度计是常用的热工仪表，常用于工业现场作为过程的温度测量。在工业生产过程中，不仅需要了解当前温度读数，而且还希望能了解过程中的温度变化情况。随着工业现代化的发展，对温度测量仪表的要求越来越高，而数字温度表具有结构简单，抗干扰能力强，功耗小，可靠性高，速度快等特点，更加适合于工业过程中以及科学试验中对温度进行在线测量的要求。近年来，数字温度表广泛应用在各个领域，它与模拟式温度表相比较，归纳起来有如下特点。⑴准确度高，⑵测量范围宽、灵敏度高，⑶测量速度快，⑷使用方便、操作简单，⑸抗干扰能力强，⑹自动化程度高，⑺读数清晰、直观方便。 数字温度计的高速发展，使它已成为实现测量自动化、提高工作效率不可缺少的仪表。数字化是当前计量仪器仪表发展的主要方向之一。而高准确度数字温度计的出现，又使温度计进入了精密标准测量领域。与此相适应，测量的可靠性、准确性显得越来越重要。 三、课程设计的总体方案和思路 根据系统的设计要求，选择DS18B20作为本系统的温度传感器，选择单片机AT89C51为测控系统的核心来完成数据采集、处理、显示、报警等功能。选用数字温度传感DS18B20，省却了采样/保持电路、运放、数/模转换电路以及进行长距离传输时的串/并转换电路，简化了电路，缩短了系统的工作时间，降低了系统的硬件成本。 该系统的总体设计思路如下：温度传感器DS18B20把所测得的温度发送到AT89C51单 嵌入式系统课程设计 ： 班级： 学号： 目录： 一．系统要求 二．设计方案 三．程序流程图 四．软件设计 五．课程总结与个人体会 一、系统要求 使用STM32F103作为主控CPU设计一个温度综合测控系统，具体要求： 1、使用热敏电阻或者部集成的温度传感器检测环境温度，每0.1秒检测一次温度，对检测到的温度进行数字滤波（可以使用平均法）。记录当前的温度值和时间。 2、使用计算机，通过串行通信获取STM32F103检测到的温度和所对应的时间。 3、使用计算机进行时间的设定。 4、使用计算机进行温度上限值和下限值的设定。 5、若超过上限值或者低于下限值，则STM32进行报警提示。 二、设计方案 本次课程设计的要使用STM32F103设计一个温度测控系统，这款单片机集成了很多的片上资源，功能十分强大，我使用了以下部分来完成课程设计的要求： 1、STM32F103置了3个12位A/D转换模块，最快转换时间为1us。本次课程设计要求进行温度测定，于是使用了其中一个ADC对片上温度传感器的部信号源进行转换。当有多个通道需要采集信号时，可以把ADC配置为按一定的顺序来对各个通道进行扫描转换，本设计只采集一个通道的信号，所以不使用扫描转换模式。本设计需要循环采集电压值，所以使用连续转换模式。 2、本次课程设计还使用到了DMA。DMA是一种高速的数据传输操作，允许在外部设备和储存器之间利用系统总线直接读写数据，不需要微处理器干预。使能ADC的DMA接口后，DMA控制器把转换值从ADC 数据寄存器(ADC_DR)中转移到变量ADC_ConvertedValue中，当DMA 传输完成后，在main函数中使用的ADC_ConvertedValue的容就是ADC转换值了。 3、STM32部的温度传感器和ADCx_IN16输入通道相连接，此通道把传感器输出的电压值转换成数字值。STM部的温度传感器支持的温度围：-40到125摄氏度。利用下列公式得出温度 温度(°C) = {(V25 - VSENSE) / Avg_Slope} + 25 式中V25是 VSENSE在25摄氏度时的数值（典型值为1.42V） Avg_Slope是温度与VSENSE曲线的平均斜率（典型值为4.3mV/C） 利用均值法对转换后的温度进行滤波，将得到的温度通过串口输出。 河南理工大学自动化专业 单片机应用与仿真报告 学院： 班级： 姓名： 学号： 指导老师： 基于STC89C51的温度报警器设计 (14级自动化2班学号) 摘要：温度是日常生活中无时不在的物理量，温度的控制在各个领域都有积极的意义。很多行业中都有大量的用电加热设备，如用于热处理的加热炉，用于融化金属的坩锅电阻炉及各种不同用途的温度箱等，采用单片机对它们进行控制不仅具有控制方便、简单、灵活性大等特点，而且还可以大幅度提高被控温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量。因此，智能化温度控制技术正被广泛地采用。 关键词：温度控制单片机智能化控制 0引言 温度是一个十分重要的物理量，对它的测量与控制有十分重要的意义。随着现代工农业技术的发展及人们对生活环境要求的提高，人们也迫切需要检测与控制温度。温度控制电路在工农业生产中有着广泛的应用。日常生活中也可以见到，如电冰箱的自动制冷，空调器的自动控制等等。在工业生产中，温度、压力、流量和液位是四种最常见的过程变量。其中，温度是一个非常重要的过程变量。例如：在冶金工业、化工工业、电力工业、机械加工和食品加工等许多领域，都需要对各种加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉的温度进行监控。然而，用常规的监控方法，潜力是有限的，难以满足较高的性能要求。采用单片机来对它们进行监控不仅具有监控方便、简单和灵活性大的优点，而且可以大幅度提高被测温度的技术指标，从而能够大大提高产品的质量和数量。因此，单片机对温度的监控问题是一个工业生产中经常会遇到的监控问题。现代社会是信息化的社会，随着安全化程度的日益提高，而通过温度报警器及时报警，避免不必要的损失。 1 STC89C51芯片特性 1.1简介 STC89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中，A TMEL 的89C51是一种高效微控制器。STC89C51单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 1.2电路图 STC89C51电路图如图1所示。 图1 STC89C51电路图 1.3芯片擦除 整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持ALE 管脚处于低电平10ms 来完成。在芯片擦操作中，代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。 此外，89C51设有稳态逻辑，可在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下，CPU停止工作，但RAM ，定时器，计数器，串口和中 基于51单片机的温度报警器 摘要 如今火灾频频发生，比如电气线路短路、过载、接触电阻过大等 引发高温火灾；静电产生高温火灾；雷电等强电侵入导致高温火灾； 最主要是机房内电脑、空调等用电设备长时间工作，导致设备老化， ABSTRACT Now fire happen frequently, such as electrical wiring short circuit, overload, large contact resistance, high temperature fire; Electrostatic generation high temperature fire; And so on high voltage caused by lightning intruded into the lead to high temperature fire; The main electrical equipment such as computers, air conditioning is the telecom room to work long hours, a and wide out alarm signal by single-chip microcomputer, to prevent unnecessary loss. Key words: AT89C52D,S18B20,Digital tube 目录 第一章设计背景及要求 ................................................................................................ - 1 -1.1设计意义 .................................................................................................................... - 1 -1.2设计要求 .................................................................................................................... - 2 -1.2.1基本功能 ................................................................................................................. - 2 -1.2.2扩展功能 ................................................................................................................. - 2 -1.3总体设计方案 ............................................................................................................ - 2 -1.3.1数字温度计设计方案论证 ..................................................................................... - 2 -1.3.2单片机的选择 ......................................................................................................... - 3 - - 11 - 附录 ................................................................................................................................ - 30 -附录一分组表 .............................................................................................................. - 30 -附录二程序代码 .......................................................................................................... - 30 -附录三实物图 .............................................................................................................. - 36 -温度报警器
温度监测报警系统设计报告
温度采集报警系统的设计。
单片机课程设计报告——温度报警器
温度上下限报警电路
温度报警控制系统
温度检测和报警系统方案
温度控制报警器设计
温度报警器
温度测量与报警系统设计.
温度报警课程设计报告
温度报警器仿真
温度监测报警系统
温度计的设计报告
嵌入式系统课程设计汇本(温度检测报警系统)
基于STC89C51的温度报警器设计
基于单片机的温度报警器
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