数字温度测量报警器的设计与实现
史雪峰
(亳州师范高等专科学校理化系邮编：236800 )
摘要：数字温度测量报警器是利用传感器检测温度，采用数字数码管显示当前温度，当温度低于下限温度或者高于上限温度时系统发出声报警，从而起到测量和报警的功能。本系统以AT89S51单片机作为主控系统，利用DS18B20数字温度传感器作为温度传感器件。通过四位共阳极数码管作为显示器件，通过单片机控制继温度显示温度。并可以设置温度上下限，当温度不在设置的温度范围内，蜂鸣器发出报警声。分析了温度传感器的工作原理。系统硬件电路以及软件部分的设计。实际测试表明，该方案切实可行并已在许多通信领域得到广泛应用。
关键词：单片机，温度报警，DS18B20，AT89S51
一、引言
在日常生活及工农业生产中经常要涉及到温度的检测及控制。像电力、化工、石油、冶金、航空航天、机械制造、粮食存储、酒类生产等领域内，温度常常是表征对象和过程状态的最重要的参数之一。比如，发电厂锅炉的温度必须控制在一定的范围之内；许多化学反应的工艺过程必须在适当的温度下才能正常进行；炼油过程中，原油必须在不同的温度和压力条件下进行分馏才能得到汽油、柴油、煤油等产品。没有合适的温度环境，许多电子设备就不能正常工作，粮仓的储粮就会变质霉烂，酒类的品质就没有保障。因此，各行各业对温度控制的要求都越来越高。可见，温度的测量是非常重要的。传统的测温元件有热电偶，热敏电阻还有一些输出模拟信号的温度传感器。而这些测温元件所测出的一般都是电压或电流，再将其转换成对应的温度，所以需要比较多的外部硬件支持。如果需要进行数字显示，就还需要进行A/ D转换，才能和主控制器进行通信，其硬件电路复杂、而且软件调试繁琐、制作成本高。故在本设计中将采用另外一种方案，即使用DS 18B20数字温度传感器作为测温元件。该数字温度传感器即是美国DA LLAS半导体公司继DS1820之后推出的一种改进型智能温度传感器。
本数字温度测量报警器的设计主要采用上述改进型智能温度传感器DS18B20作为检测元件,以AT89S51单片机作为主控系统，采用四位共阳极数码管作为显示器件，通过单片机控制继温度显示温度，并设置了超限报警功能，如果测得的温度超过了预设温度值，蜂鸣器将会发出报警信号，同时数码管正常显示温度值，按下复位键系统停止报警，系统将再次检测测得的温度值，若在预设范围内，数码管正常显示测得的温度值，否则产生报警信号。而且传感器DS 18B20是采用3线制与单片机相连，减少了外部的硬件电路，主控制器通过软件处理接收到的数据，从而使得整个系统具有低成本、易使用和稳定性高等特点。在通信以及其他相关领域有着不可忽视的美好前景！
二、温度传感器工作原理
DS18B20温度传感器采用3脚FR－35封装或8脚SOIC封装。其与传统的热敏电阻等测温元件相比，能直接读出被测温度值，并且可根据实际要求通过简单的编程实现9 ～12位的数字值读数方式。DS18B20的主要性能特点在于其负电压特性，当电源极性接反时，温度计不会因发热而被烧毁；同时，其还具有用户自定义的非易失性温度报警设置以及实现多点组网等强大功能！DS18B20 的具体测温原理图则如图1所示，图中低温度系数晶振的振荡频率受温度的影响很小，用于固定频率的脉冲信号送给减法计数器1；高温度系数晶振随温度变化其振荡频率明显改变，所产生的信号作为减法计数器2 的脉冲输入。图中还隐含着计数门，当计数门打开时，DS 18B20就对低温度系数振荡器产生的时钟脉冲进行计数，进而完成温度的测量，计数门的开启时间由高温度系数振荡器来确定，每次测量前，首先将－55 ℃所对应的一个基数分别置入减法计数器1、温度寄存器中，减法计数器1和温度寄存器被预置在－55 ℃所对应的一个基数值[1]。
减法计数器1对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当减法计数器1的预置值减到0 时，温度寄存器的值将加1，减法计数器1的预置值将重新被装入，减法计数器1重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直到减法计数器2计数到0 时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数值就是所测温度值。斜率累加器则用于补偿和修正测温过程中的非线性，其输出用于修正减法计数器的预置值，只要计数门仍未关闭就重复上述过程，直到温度寄存器值达到被测温度值。
图1 DS18B20测温原理图
由于DS18B20单线通信功能是分时完成的，它有很严格的时序概念，因此其读写时序非常重要[2]。当DS18B20 处于写存储器操作和温度A/ D 转换操作时，总线上必须有很强的上拉，上拉开启时间最大为10μs ，采用寄生电源供电方式时VDD 和GND 端需接地。另外，由于单线制只有一根线，因此发送接口必须是三态的。同时，系统对DS18B20 的各种操作必须按协议进行，其操作协议为：初始化DS18B20（发复位脉冲）→ROM 功能命令→发存储器操作命令→处理数据。
本系统单片机电路采用智能温度传感器DS18B20作为检测元件，此传感器可以直接读取被测温度值进行转换，采用独立按键的方式，使实现起来比较简单。此系统采用单片机AT89S51，温度传感器采用DS18B20，用4位LED 数码管传送数据实现温度显示。如图3.1为数字温度报警器系统结构框图：
图2 总体方框图 数码管显示 温度测量 模块
单片机复位 时钟振荡 报警点按键调整 主 控 制 器 报警模块
三、单片机工作原理分析
3.1 单片机芯片介绍[3]
AT89C2051是精简版的51单片机，精简掉了P0口和P2口，只有20引脚，但其内部集成了一个很实用的模拟比较器，特别适合开发精简的51应用系统，毕竟很多时候我们开发简单的产品时用不了全部32个I/O口，用AT89C2051更合适，芯片体积更小，而且AT89C2051的工作电压最低为2.7V，因此可以用来开发两节5号电池供电的便携式产品。
本文以ATMEL公司生产的51系列家族的AT89S51和AT89C2051两种单片机来讲解，两种单片机是目前最常用的单片机，其中AT89S51为标准51单片机，当然其功能比早期的51单片机更强大，支持ISP在系统编程技术，内置硬件看门狗。芯片共有40个引脚，引脚的排列顺序为从靠芯片的缺口（见右图）左边那列引脚逆时针数起，依次为1、2、3、4。。。40，其中芯片的1脚顶上有个凹点（见右图）。在单片机的40个引脚中，电源引脚2根，外接晶体振荡器引脚2根，控制引脚4根以及4组8位可编程I/O引脚32根。
①、主电源引脚（2根）
●VCC(Pin40)：电源输入，接＋5V电源
●GND(Pin20)：接地线
②、外接晶振引脚（2根）
●XTAL1(Pin19)：片内振荡电路的输入端
●XTAL2(Pin20)：片内振荡电路的输出端
③、控制引脚（4根）RST/VPP(Pin9)：复位
引脚，引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位。
●ALE/PROG(Pin30)：地址锁存允许信号
●PSEN(Pin29)：外部存储器读选通信号
●EA/VPP(Pin31)：程序存储器的内外部选通，接低电平从外部程序存储器读指令，如果接高电平则从内部程序存储器读指令。
④、可编程输入/输出引脚（32根）AT89S51单片机有4组8位的可编程I/O 口，分别位P0、P1、P2、P3口，每个口有8位（8根引脚），共32根。每一根引脚都可以编程，比如用来控制电机、交通灯、霓虹灯等。
3.2 单片机模块功能介绍
该模块有以下几个部分组成：
复位电路：为确保微机系统中电路稳定可靠工作，复位电路是必不可少的一部分，复位电路的第一功能是上电复位。一般微机电路正常工作需要供电电源为5V±5%，即 4.75～5.25V 。由于微机电路是时序数字电路，它需要稳定的时钟信号，因此在电源上电时，只有当VCC 超过4.75V 低于5.25V 以及晶体振荡器 稳定工作时，复位信号才被撤除，微机电路开始正常工作[4]。
目前为止，单片机复位电路主要有四种类型：
(1) 微分型复位电路；
(2) 积分型复位电路；
(3) 比较器型复位电路；
(4) 看门狗型复位电路。
3.3 振荡电路原理及分析： 晶振是晶体振荡器的简称，在电气上它可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络，电工学上这个网络有两个谐振点，以频率的高低分，其中较低 的频率是串联谐振，较高的频率是并联谐振。由于晶体自身的特性致使这两个频率的距离相当的接近，在这个极窄的频率范围内，晶振等效为一个电感，所以只要晶 振的两端并联上合适的电容它就会组成并联谐振电路。这个并联谐振电路加到一个负反馈电路中就可以构成正弦波振荡电路，由于晶振等效为电感的频率范围很窄， 所以即使其他元件的参数变化很大，这个振荡器的频率也不会有很大的变化,震荡电路的电路图如图4所示.
晶振有一个重要的参数，那就是负载电容值，选
择与负载电容值相等的并联电容，就可以得到晶振标
称的谐振频率[5]。
一般的晶振振荡电路都是在一个反相放大器（注
意是放大器不是反相器）的两端接入晶振，再有两个
电容分别接到晶振的两端，每个电容的另一端再接到 地，这两个电容串联的容量值就应该等于负载电容，请注意一般IC 的引脚都有等效输入电容，这个不能忽略。
图3 复位电路
图4 晶振电路
四、 数字温度测量报警器的设计
4.1 温度传感器DS18B20的引脚介绍
DS18B20温度传感器是美国DALLAS 半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能
直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编
程实现９～１２位的数字值读数方式。
TO －92封装的DS18B20的引脚排列见下图5，
其引脚功能描述见表4.1。
表4-1 DS18B20详细引脚功能描述 序号
名称 引脚功能描述 1
GND 地信号 2
DQ 数据输入/输出引脚。开漏单总线接口引脚。当被用着在寄生电源下，也可以向器件提供电源。 3
VDD 可选择的VDD 引脚。当工作于寄生电源时，此引脚必须接地。 DS18B20的性能特点如下：
●独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信；
●多个DS18B20可以并联在惟一的三线上，实现多点组网功能；
●无须外部器件；
●可通过数据线供电，电压范围为3.0~5.5Ｖ；
●零待机功耗；
●温度以９或１２位数字；
●用户可定义报警设置；
●报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件； ●负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。
4.2 数字温度测量报警器的电路实现
DS18B20采用３脚PR －35封装或８脚SOIC 封装，其内部结构框图如图5图5 DS18B20引脚图
所示。
图5 DS18B20内部结构
64位ROM 的结构开始８位是产品类型的编号，接着是每个器件的惟一的序号，共有48位，最后８位是前面56位的CRC 检验码，这也是多个DS18B20可以采用一线进行通信的原因。温度报警触发器ＴＨ和ＴＬ，可通过软件写入户报警上下限[6]。
DS18B20温度传感器的内部存储器还包括一个高速暂存ＲＡＭ和一个非易失性的可电擦除的EERAM 。高速暂存RAM 的结构为８字节的存储器，结构如图3-4所示。头２个字节包含测得的温度信息，第３和第４字节ＴＨ和ＴＬ的拷贝，是易失的，每次上电复位时被刷新。第５个字节，为配置寄存器，它的内容用于确定温度值的数字转换分辨率。DS18B20工作时寄存器中的分辨率转换为相应精度的温度数值。该字节各位的定义如图E 所示。低５位一直为１，ＴＭ是工作模式位，用于设置DS18B20在工作模式还是在测试模式，DS18B20出厂时该位被设置为０，用户要去改动，R1和Ｒ0决定温度转换的精度位数，来设置分辨率[7]。
表4—2 DS18B20字节定义
温度 LSB
温度 MSB
TH 用户字节1
TL 用户字节2
配置寄存器
保留
保留
保留
C
64位
ROM 和单线
接口 高速缓存 存储器与控制
温度传感器 高温触发器低温触发器TL
配置寄存器
8位CRC 发生器 Vdd I/O
由表4.2可见，DS18B20温度转换的时
间比较长，而且分辨率越高，所需要的温度
数据转换时间越长。因此，在实际应用中要
将分辨率和转换时间权衡考虑。
高速暂存ＲＡＭ的第６、７、８字节保留未
用，表现为全逻辑１。第９字节读出前面所
有８字节的CRC 码，可用来检验数据，从而保证通信数据的正确性。
当DS18B20接收到温度转换命令后，开始启动转换。转换完成后的温度值就以16位带符号扩展的二进制补码形式存储在高速暂存存储器的第１、２字节。单片机可以通过单线接口读出该数据，读数据时低位在先，高位在后，数据格式以0.0625℃／LSB 形式表示。
当符号位Ｓ＝０时，表示测得的温度值为正值，可以直接将二进制位转换为十进制；当符号位Ｓ＝１时，表示测得的温度值为负值，要先将补码变成原码，再计算十进制数值。表2是一部分温度值对应的二进制温度数据。
表4—3 DS18B20温度转换时间表 R1
R0 分辨率/位 温度最大转换时间/ms 0
0 9 93.75 0
1 10 187.5 1
0 11
375 1 1 12 750
DS18B20完成温度转换后，就把测得的温度值与RAM 中的TH 、T Ｌ字节内容作比较。若Ｔ＞TH 或T ＜TL ，则将该器件内的报警标志位置位，并对主机发出的报警搜索命令作出响应。因此，可用多只DS18B20同时测量温度并进行报警搜索[8]。
在64位ROM 的最高有效字节中存储有循环冗余检验码（CRC ）。主机ROM 的前56位来计算CRC 值，并和存入DS18B20的CRC 值作比较，以判断主机收到的ROM 数据是否正确。
4.3 数字数码显示模块
采用动态节能四位共阳极数码管显示，由
CRC
四个三极管驱动，三级管是位选，和数码管共
的那个阳串联控制开和管，数码管别的连段选，
和控制器连接。为什么要用三级管驱动，因为
它的功率相对大，并且数码管显示几段是不定
的，这里要通过足够的电流。由于不定，所以
每段要分别串联限流电阻。
4.4 报警系统
本报警系统中有三个独立式按键可以分别
调整温度计的上下限报警设置,电路中蜂鸣器
可以在被测温度不在上下限范围内时，发出报
警鸣叫声音，同时红色LED闪烁，实现报警
图4.9 报警系统电路图功能。
复位的实现是通过单片机的复位电路实现
上电复位加手动复位，使用比较方便，在程序跑飞时，可以手动复位，这样就不
用在重起单片机电源，就可以实现复位。
4.5 DS18B20的测温原理[9]
DS18B20 的测温原理4.4如所示，图中低温度系数晶振的振荡频率受温度的
影响很小〔1〕，用于产生固定频率的脉冲信号送给减法计数器1，高温度系数晶振
随温度变化其震荡频率明显改变，所产生的信号作为减法计数器2 的脉冲输入，
图中还隐含着计数门，当计数门打开时，DS18B20 就对低温度系数振荡器产生的
时钟脉冲后进行计数，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1 和温
度寄存器中，减法计数器1 和温度寄存器被预置在-55 ℃所对应的一个基数值。
减法计数器1 对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行减法计数，当减法计数器1
的预置值减到0 时温度寄存器的值将加1，减法计数器1 的预置将重新被装入，
减法计数器1 重新开始对低温度系数晶振产生的脉冲信号进行计数，如此循环直
到减法计数器2 计数到0 时，停止温度寄存器值的累加，此时温度寄存器中的数
值即为所测温度。图4.4中的斜率累加器用于补偿和修正测温过程中的非线性，
其输出用于修正减法计数器的预置值，只要计数门仍未关闭就重复上述过程，直
至温度寄存器值达到被测温度值，这就是DS18B20 的测温原理。
另外，由于DS18B20 单线通信功能是分时完成的，他有严格的时隙概念，因此读写时序很重要。系统对DS18B20 的各种操作必须按协议进行。操作协议为：初始化DS18B20（发复位脉冲）→发ROM 功能命令→发存储器操作命令→处理数据。各种操作的时序图与DS1820 相同。
五、系统软件设计
系统程序主要包括主程序，读出温度子程序，温度转换命令子程序，计算温度子程序，显示数据刷新子程序等。
5.1 主程序
5.2 读出温度子程序
读出温度子程序的主要功能是读出RAM中的9字节，在读出时需进行CRC校验，校验有错时不进行温度数据的改写。其程序流程图如图5.2所示。
图5.2 读温度流程图
5.3 温度转换命令子程序
温度转换命令子程序主要是发温度转换开始命令，当采用12位分辨率时转换时间约为750ms，在本程序设计中采用1s显示程序延时法等待转换的完成。温度转换命令子程序流程图如图5.3所示.
发DS18B20复位命令
发跳过ROM命令
发温度转换开始命令
结束
图5.3 温度转换流程图
5.4 计算温度子程序
计算温度子程序将RAM中读取值进行BCD码的转换运算，并进行温度值正负的判定，其程序流程图如图5.4所示。
图5.4 计算温度流程图
5.5 显示数据刷新子程序
显示数据刷新子程序主要是对显示缓冲器中的显示数据进行刷新操作，当最高显示位为0时将符号显示位移入下一位。程序流程图如图5.5。
图5.5 显示数据刷新流程图
五、小 结
本设计是利用数字温度传感器DS18B20作为温度传感器件，采用较为便宜，开始
温度零下?
温度值取补码置“—”标计算小数位温度BCD
计算整数位温度BCD
结束 置“+”标志
N
Y
温度数据移入显示寄存器
十位数0？
百位数0？ 十位数显示符号百
位数不显示 百位数显示数据（不显示符号）
结束 N
N
Y
Y
性能稳定的AT 89S51单片机作为主控芯片，用四位一体共阳极的数码管作为显示器件，蜂鸣器及报警电路器件构成了整个系统整体。
本设计的优点是价格较低、性能稳定、精确度较高、测量准确、方便携带、便于用在工农业等温度控制领域。其电源部分采用了比较普通的三端稳压器L7805,便于提供比较稳定的电源。另外,本系统采用了宽电源设计，可以用＋7 ～+12V的直流电源供电，也可以直接用＋5V 的直流电源。通过具体设计及实际测试，充分证明了该系统设计方案的可行性和有效性，各项性能指标均达到了预期的要求。传感器技术与单片机技术有机结合的综合体将会是现代通信的一个必然的趋势！
如果把单片机换成贴片的封装器件利于大规模的工业商业生产。在毕业设计过程中，巩固了在校期间内学过的知识，尤其是单片机和模拟电子方面的知识，同时通过这次毕业设计提高了单片机编程的能力，尤其是获得的软件调试经验，同时加强了我的实际编程能力，同时也让自己更加的知道了自己知识领域里的不足和缺陷。该温度测量报警器只是DS18B20在温度控制领域的一个简单实例，还有许多需要完善的地方，例如可以将测得的温度通过单片机与通讯模块相连接，以手机短消息的方式发送给用户，使用户能够随时对温度进行监控。此外，还能广泛地应用于其他一些工业生产领域，如建筑，仓储等行业。本温度报警系统可以应用于多种场合，像的温度、育婴房的温度、水温的测量报警。用户可灵活选择本设计的用途，有很强的实用价值。
致谢
在学校日子即将结束，我也将走入社会。在此毕业论文完成之际，我想感谢那些在我大学生活中深深影响我的老师、同学。
我要感谢指导过我的老师们，在学术上的精心指导和严格要求，在思想、学习和生活等各个方面的典范作用，在科研中创造的良好学术气氛，在系统研究和调试过程中给予的及时帮助。从老师们的身上我不仅学到了专业知识，学到了积极的人生态度和做人的道理，更重要的是明确了今后努力的方向。在此，我再一次对我敬爱的所有老师的培养和关怀表示诚挚的谢意！老师们培养出我的科研探索精神，吃苦耐劳精神，不断创新精神，将对我终身受益！
其次我要感谢在校期间来所有教授过我知识的老师们，是你们让我打下了坚实的基础，让我的大学生涯变得更为充实。
最后感谢我的家人和朋友，谢谢你们不断的支持和鼓励我，愿你们永远健健康康，快快乐乐。
在论文即将完成之际，再次向给予我帮助的老师们同学们说一声：您们辛苦了！
参考文献
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目录 目录 (1) 摘要 (3) 1引言 (1) 2火灾自动报警系统概述 (2) 3建筑概况 (3) 3.1建筑物概况 (3) 3.2系统保护对象分级 (3) 3.3报警区域和探测区域的划分 (4) 4火灾自动报警系统设计 (6) 4.1火灾自动报警系统基本形式选择 (6) 4.2火灾报警控制器的确定 (6) 4.3火灾探测器的确定及布置 (7) 4.4火灾自动报警系统的线制 (8) 4.5火灾自动报警系统的配套设备 (10) 4.5.1手动报警按钮 (10) 4.5.2火灾事故广播 (10) 4.5.3消防专用电话设置 (11) 4.5.4火灾自动报警系统常用模块 (11) 4.6消防联动系统 (12) 4.7供电与接地 (12)
5主要设备清单 (14) 6总结 (15) 参考文献 (16) 附录 (17)
摘要 火灾自动报警系统是人们为了早期发现通报火灾，并及时采取有效措施，控火和扑灭火灾，而设置在建筑物中或其它场所的一种自动消防设施，是人们同火灾作斗争的有力工具。为建筑物的安全提供了有力的保证。 本文对沈阳市某酒店进行了火灾自动报警系统设计。首先介绍了建筑概况，划分防火分区，根据规范进行了系统保护对象分级，划分了报警区域和探测区域，然后选择了火灾自动报警系统基本形式，确定了火灾报警控制器的型号，通过计算与校验，合理的布置了火灾探测器，确定了火灾自动报警系统的线制，进行了火灾自动报警系统的配套设备的选择，然后介绍了消防联动系统，确定了系统供电与接地装置，最后绘制了火灾自动报警系统平面图。 关键词：探测器；探测区域；火灾探测器；火灾报警控制器
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
河北农业大学 毕业论文﹙设计﹚开题报告 题目智能型温度测量控制系统-开题报告 学生姓名学号 所在院(系)信息工程学院 专业班级通信工程2010140 指导教师 2014年02月23日
题目基于单片机的温度控制系统设计 一、选题的目的及研究意义 温度的测量及控制对保证产品质量、提高生产效率、节约能源、生产安全、促进国民经济的发展起到非常重要的作用，是工业对象中主要的被控参数之一。在单片机温度测量系统中的关键是测量温度、控制温度和保持温度。在日常生活中，也可广泛实用于地热、空调器、电加热器等各种家庭室温测量及工业设备温度测量场合。随着微机测量和控制技术的迅速发展与广泛应用，以单片机为核心的温度采集与控制系统的研发与应用在很大程度上提高了生产生活中对温度的控制水平。近年来，温度的检测在理论上发展比较成熟，但在实际测量和控制中，如何保证快速实时地对温度进行采样，确保数据的正确传输，并能对所测温度场进行较精确的控制，仍然是目前需要解决的问题。这次毕业设计选题的目的主要是让生活在信息时代的我们，将所学知识应用于生产生活当中，掌握系统总体设计的流程，方案的论证，选择，实施与完善。通过对温度控制通信系统的设计、制作、了解信息采集测试、控制的全过程，提高在电子工程设计和实际操作方面的综合能力，初步培养在完成工程项目中所应具备的基本素质和要求。培养研发能力，通过对电子电路的设计，初步掌握在给定条件和要求的情况下，如何达到以最经济实用的方法、巧妙合理地去设计工程系统中的某一部分电路，并将其连接到系统中去。提高查阅资料、语言表达能力和理论联系实际的技能。 当今社会温度的测量与控制系统在生产与生活的各个领域中扮着越来越重要的角色，大到工业冶炼，物质分离，环境检测，电力机房，冷冻库，粮仓，医疗卫生等方面，小到家庭冰箱，空调，电饭煲，太阳能热水器等方面都得到了广泛的应用，温度控制系统的广泛应用也使得这方面研究意义非常的重要。 二、综述与本课题相关领域的研究现状、发展趋势、研究方法及应用领域等 国外对温度控制技术研究较早，始于20世纪70年代。先是采用模拟式的组合仪表，采集现场信息并进行指示、记录和控制。80年代末出现了分布式控制系统。目前正开发和研制计算机数据采集控制系统的多因子综合控制系统。现在世界各国的温度测控技术发展很快，一些国家在实现自动化的基础上正向着完全自动化、无人化的方向发展。我国对于温度测控技术的研究较晚，始于20世纪80年代。我国工程技术人员在吸收发达国家温度测控技术的基础上，才掌握了温度室内微机控制技术，该技术仅限于对温度的单项环境因子的控制。我国温度测控设施计算机应用，在总体上正从消化吸收、简单应用阶段向实用化、综合性应用阶段过渡和发展。在技术上，以单片机控制的单参数单回路系统居多，尚无真正意义上的多参数综合控制系统，与发达国家相比，存在较大差距。我国温度测量控制现状还远远没有达到工厂化的程度，生产实际中仍然有许多问题困扰着我们，存在着装备配套能力差，产业化程度低，环境控制水平落后，软硬件资源不能共享和可靠性差等缺点。在今后的温控系统的研究中会趋于智能化，集成化，系统的各项性能指标更准确，更加稳定可靠。应用领域非常的广泛，①冷冻库，粮仓，储罐，电信机房，电力机房，电缆线槽等测温和控制领域。 ②轴瓦，缸体，纺机，空调等狭小空间工业设备测温和控制。③汽车空调，冰箱，冷柜以及中低温干燥箱等。④太阳能供热，制冷管道热量计量，中央空调分户热能计量等。温度是一种最基本的环
北京电子科技学院 课程设计报告 ( 2010 – 2011年度第一学期) 名称：模拟电子技术课程设计 题目：温度测量控制系统的设计与制作 学号： 学生姓名： 指导教师： 成绩： 日期：2010年11月17日
目录 一、电子技术课程设计的目的与要求 (3) 二、课程设计名称及设计要求 (3) 三、总体设计思想 (3) 四、系统框图及简要说明 (4) 五、单元电路设计（原理、芯片、参数计算等） (4) 六、总体电路 (5) 七、仿真结果 (8) 八、实测结果分析 (9) 九、心得体会 (9) 附录I：元器件清单 (11) 附录II：multisim仿真图 (11) 附录III：参考文献 (11)
一、电子技术课程设计的目的与要求 （一）电子技术课程设计的目的 课程设计作为模拟电子技术课程的重要组成部分，目的是使学生进一步理解课程内容，基本掌握电子系统设计和调试的方法，增加集成电路应用知识，培养学生实际动手能力以及分析、解决问题的能力。 按照本专业培养方案要求，在学完专业基础课模拟电子技术课程后，应进行课程设计，其目的是使学生更好地巩固和加深对基础知识的理解，学会设计小型电子系统的方法，独立完成系统设计及调试，增强学生理论联系实际的能力，提高学生电路分析和设计能力。通过实践教学引导学生在理论指导下有所创新，为专业课的学习和日后工程实践奠定基础。 （二）电子技术课程设计的要求 1．教学基本要求 要求学生独立完成选题设计，掌握数字系统设计方法；完成系统的组装及调试工作；在课程设计中要注重培养工程质量意识，按要求写出课程设计报告。 教师应事先准备好课程设计任务书、指导学生查阅有关资料，安排适当的时间进行答疑，帮助学生解决课程设计过程中的问题。 2．能力培养要求 （1）通过查阅手册和有关文献资料培养学生独立分析和解决实际问题的能力。 （2）通过实际电路方案的分析比较、设计计算、元件选取、安装调试等环节，掌握简单实用电路的分析方法和工程设计方法。 （3）掌握常用仪器设备的使用方法，学会简单的实验调试，提高动手能力。 （4）综合应用课程中学到的理论知识去独立完成一个设计任务。 （5）培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。 二、课程设计名称及设计要求 （一）课程设计名称 设计题目：温度测量控制系统的设计与制作 （二）课程设计要求 1、设计任务 要求设计制作一个可以测量温度的测量控制系统，测量温度范围：室温0～50℃，测量精度±1℃。 2、技术指标及要求： （1）当温度在室温0℃～50℃之间变化时，系统输出端1相应在0～5V之间变化。 （2）当输出端1电压大于3V时，输出端2为低电平；当输出端1小于2V时，输出端2为高电平。 输出端1电压小于3V并大于2V时，输出端2保持不变。 三、总体设计思想 使用温度传感器完成系统设计中将实现温度信号转化为电压信号这一要求，该器件具有良好的线性和互换性,测量精度高,并具有消除电源波动的特性。因此，我们可以利用它的这些特性，实现从温度到电流的转化；但是，又考虑到温度传感器应用在电路中后，相当于电流源的作用，产生的是电流信号，所以，应用一个接地电阻使电流信号在传输过程中转化为电压信号。接下来应该是对产生电压信号的传输与调整，这里要用到电压跟随器、加减运算电路，这些电路的实现都离不开集成运放对信号进行运算以及电位器对电压调节，所以选用了集成运放LM324和电位器；最后为实现技术指标（当输出端1电压大于3V时，输出端2为低电平；当输出端1小于2V时，输出端2为高电平。输出端1电压小于3V并大于2V时，输出端2保持不变。）中的要求，选用了555定时器LM555CM。 通过以上分析，电路的总体设计思想就明确了，即我们使用温度传感器AD590将温度转化成电压信号，然后通过一系列的集成运放电路，使表示温度的电压放大，从而线性地落在0～5V这个区间里。最后通过一个555设计的电路实现当输出电压在2与3V这两点上实现输出高低电平的变化。
综述 “ 火灾”，是指在时间或空间上失去控制的燃烧所造成的灾害。在各种灾害中，火灾是最经常、最普遍地威胁公众安全和社会发展的主要灾害之一。人类能够对火进行利用和控制，是文明进步的一个重要标志。火，给人类带来文明进步、光明和温暖。但是，失去控制的火，就会给人类造成灾难。所以说人类使用火的历史与同火灾作斗争的历史是相伴相生的，人们在用火的同时，不断总结火灾发生的规律，尽可能地减少火灾及其对人类造成的危害。 在我国，火灾危害之烈，损失之巨，不亚于地震和洪水的危害。近年来，我国城市火灾频频，深圳、广州、上海、长沙、石河子、吉林、浙江等地发生的特大火灾所造成的危害及后果，给人们留下了极其深刻的印象，火灾给国家和人民的生命财产造成了巨大的损失。 火灾自动报警系统能在火灾的初期，将燃烧产生的烟雾，热量和光辐射等物理量通过温度传感器和感光探测器转换成电信号传到火灾报警控制器并能迅速监测火情，通知人们及时疏散。火灾自动报警系统可作为城市消防系统的单元，通过城市消防专用网与城市消防报警中心联网，及时将报警信息传递到消防报警中心，城市消防报警中心会自动查找到火灾发生的位置，并为消防队员制定消防路线图，以便消防队员可以迅速抵达火灾地点。火灾自动报警系统能对火灾进行实时监测和准确报警，有着防止和减少火灾危害、保护人身安全和财产安全的重要意义，有着很大的经济效益和社会效益。 随着电子产品在人类生活中的使用越来越广泛，由此引起的火灾也越来越多，在我们生活的四周到处潜伏着火灾隐患。智能化火灾报警系统已并非传统意义上的简单的报警设备，而是融入了计算机技术、电子技术、自动控制技术、传感器的应用等各领域知识。伴随着科学技术的不断进步，火灾报警系统必将得到更快的发展。
题目名称：基于NTC热敏电阻的温度测量与控 制系统设计 摘要：本系统由TL431精密基准电压，NTC热敏电阻(MF-55)的温度采集，A/D和D/A转换，单片机STC89C51为核心的最小控制系统，LCD1602的显示电路等构成。温度值的线性转换通过软件的插值方法实现。该系统能够测量范围为0~100℃，测量精度±1℃,并且能够记录24小时内每间隔30分钟温度值，并能够回调选定时刻的温度值，能计算并实时显示24小时内的平均温度、温度最大值、最小值、最大温差，且有越限报警功能。由于采用两个水泥电阻作为控温元件，更有效的增加了温度控制功能。 关键词： NTC TL431 温度线性转换 Abstract: The system is composed of TL431 as precise voltage,the temperature acauisition circuit with NTC thermistors (MF-55), the transform circuit of A/D and D/A, the core of the minimum control system with STC89C51, 1the display circuit usingLCD1602, etc. Get the temperature of the linear transformation by the software method. The range of the measure system is 0 ~ 100 ℃, measurement accuracy + 1 ℃.It can record 24 hours of each interval temperature by per 30 minutes selected of temperature.The time can be calculated and real-time display within 24 hours of the average temperature, maximum temperature and minimum temperature, maximum value, and each temperature sensor has more all the way limit alarm function. Due to the two cement resistance as temperature control components, the more effective increase the temperature control function. Keyword: NTC TL431 temperature linear conversion
一绪论 (2) 二设计要求 (2) 四设计原理及电路图 (4) 4.1报警电路原理图 (4) 4.2数码管显示原理图 (4) 4.3光电转换设计原理图 (5) 五器件清单及简单介绍 (5) 5.1光耦 (5) 5.2 555芯片 (6) 5.2.1 555芯片连线图 (6) 5.2.2 555芯片工作表 (7) 5.3 74LS32译码器 (7) 5.3.1 ；74LS32译码器译码表 (7) 5.3.2 ；74LS32引脚接线图 (7) 5.4 74LS48译码器 (8) 5.4.1电路接线图 (8) 5.4.2 74LS48引脚图 (8) 5.4.3 74LS48译码表 (8) 六控制系统实现 (9) 七proteus仿真电路图 (10) 7.1无光遮挡的情况下数码管显示状态 (10) 7.2当通道1被遮挡时，数码管的显示状态 (10) 7.3当通道2被遮挡时，数码管的显示状态 (11) 7.4当通道全部被遮挡时，数码管的显示状态 (11) 八设计心得 (12) 九参考资料 (12)
一绪论 随着社会科学技术的迅速发展，人们对报警器的性能提出了越来越高的要求。传统的报警器通常采用触摸式、开关报警器等。这类报警器具有性能稳定、实用性强等特点，但是也具有应用范围窄等缺点。而且安全性能也不是很好。光电报警就很好的改善了这点。如今，光电报警器已经广泛应用到工农业生产、自动化仪表、医疗电子设备等领域本实验的设计借助于模拟电路和数字逻辑电路，采用模块化的设计思想，使设计变得简单、方便、灵活性强。电路简单容易实现，工作稳定，因此得到了广泛的应用。 本文设计了一种光电式报警器，该报警器通过感光器件组成的光电转换电路，可以探测出光线是否被阻挡的信息，并通过把光信号转换成电信号来把这种信息传递至后面的数码显示电路以及声光报警电路以实现控制数码管显示与报警器报警的功能。其中声光报警部分通过555定时器组成的多谐振荡器来控制蜂鸣器发出鸣叫声和发光二极管发出光亮来代替报警效果。整个设计利用了部分数字逻辑电路，能实现在报警过程中同时显示对应路数的功能。且该报警器的设计采用模块化结构，即：光电转换模块、报警模块和显示模块。各单元电路功能结构相对独立，可扩充性强，具有很高的经济利用价值。 二设计要求 1设计一个光电传感器，采用光耦电阻，当有物体遮挡光电传感器所设置的通道时，报警器会自动发出声音，数码管并显示相应遮挡的通道位置（设通道代码分别为1，2，3），当所设计的光电传感器通道一被遮挡时，报警器发出响声，数码管显示1，当所设计的光电传感器通道二被遮挡时，报警器发出声响，同时数码管显示2，当通道三被遮挡时也一样，当光电传感器没有物体遮挡所设计的通道时，报警器不发出声响，数码管不显示。 2设计主要材料 光耦，555芯片，74LS32译码器，74LS48译码器
实验三十二温度传感器温度控制实验 一、实验目的 1.了解温度传感器电路的工作原理 2.了解温度控制的基本原理 3.掌握一线总线接口的使用 二、实验说明 这是一个综合硬件实验，分两大功能：温度的测量和温度的控制。 1.DALLAS最新单线数字温度传感器DS18B20简介 Dallas 半导体公司的数字化温度传感器DS1820是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量，如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。与前一代产品不同，新的产品支持3V～5.5V的电压围，使系统设计更灵活、方便。 DS18B20测量温度围为 -55°C～+125°C，在-10～+85°C围,精度为±0.5°C。DS18B20可以程序设定9～12位的分辨率，及用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然保存。 DS18B20部结构 DS18B20部结构主要由四部分组成：64位光刻ROM、温度传感器、非挥发的温度报警触发器TH和TL、配置寄存器。DS18B20的管脚排列如下: DQ为数字信号输入/输出端；GND为电源地；VDD为外接供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。 光刻ROM中的64位序列号是出厂前被光刻好的，它可以看作是该DS18B20的地址序列码。64位光刻ROM的排列是：开始8位（28H）是产品类型标号，接 着的48位是该DS18B20自身的序列号，最后8位是前面56位的循环冗余校验 码（CRC=X8+X5+X4+1）。光刻ROM的作用是使每一个DS18B20都各不相同，这样 就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20的目的。 DS18B20中的温度传感器可完成对温度的测量，以12位转化为例:用16位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以0.0625℃/LSB形式表达，其中S为符号位。 Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0 232221202-12-22-32-4 Bit15 Bit14 Bit13 Bit12 Bit11 Bit10 Bit9 Bit8 S S S S S 262524这是12位转化后得到的12位数据，存储在18B20的两个8比特的RAM中，二进制中的
触摸式报警器 摘要：本实验针对触摸报警器选择用NE555芯片组成单稳态触摸报警器，并选择了一种相对来说较简单的设计方案，进行由上而下层次化的设计，先定义和规定各个模块的结构，再对模块内部进行详细设计。最后将设计好的模块组合调试，并在Protel 99软件上仿真通过。 关键词：NE555芯片 Protel 99软件单稳态输出高电平有效 Abstract:This experiment in touch alarm with NE555 chip composition choice single state touch alarm, and choose a relatively more simple design, by go up and down the hierarchical structure design, first definition and regulations of each module structure, and then within the detailed design module. Finally the design good modules, and debugging in 99 software simulation through Protel Keywords:NE555 chipProtel 99software single state output high level effective
目录 1前言 (3) 2总体方案设计 (4) 2.1方案一 (2) 2.2方案二 (3) 2.3方案比较 (5) 3实现方案 (6) 3.1总体方案分析 (6) 3.2实验原理图分析 (6) 4主要元器件的基本介绍 (7) 4.1NE555芯片引脚及功能 (7) 5 proteus与protel的仿真 (10) 5.1protel的软件简述 (10) 5.2protues的软件简述 (10) 5.3protues软件仿真 (11) 5.4实验调节 (11) 5.5实验结果分析 (12) 6组装与调试 (13) 7心得体会 (14) 8谢辞 (15) 9 参考文献 (16) 10附录 (17)
摘要：随着传感器在生产生活中更加广泛的应用，一种新型的数字式温度传感器实现对温度的测试与控制得到了更快的开发。本文设计了一种基于单片机AT89C52的温度检测及报警系统。该系统将温度传感器DS18B20接到单片机的一个端口上，单片机对温度传感器进行循环采集。将采集到的温度值与设定的上下限进行比较，当超出设定范围的上下限时，通过单片机控制的报警电路就会发出报警信号，从而实现了本次课程设计的要求。该系统设计和布线简单、结构紧凑、体积小、重量轻、抗干扰能力较强、性价比高、扩展方便，在工农业等领域的温度检测中有广阔的应用前景。本次课程设计的测量范围为0℃--99℃，测量误差为±2℃。 关键字：温度传感器、单片机、报警、数码管显示 一、概述 本次设计可以应用到许多我们用过的软件设计，将前面所学的知识融汇在一起实现温度监测及其报警的功能，来提醒农民当前大棚内温度是否适合农作物的生长。 电子技术是在十九世纪末、二十世纪初开始发展起来的新兴技术，在二十世纪发展最迅速，应用最广泛，成为近代科学技术发展的一个重要标志。 随着电子技术的飞速发展，电子技术在日常生活中得到了广泛的应用，各类转换电路的不断推出以及电子产品的快速更新，电子技术已成为世界发展和人们生活中必不可少的工具。 本次课设应用Protues软件设计一个温度检测报警系统，用温度传感器DS18B20采集大棚内的温度，当大棚内的温度高于30℃。或低于15℃。时，电路发出报警信号并显示当前温度，达到提醒农民的效果。 本次课设要求设计一个温度监测报警显示电路，要求温度范围：0℃--99℃；测量误差为±2℃；报警下限温度为：15℃；报警上限温度为：30℃。 二、方案论证 设计一个用于温室大棚温度监测系统。大棚农作物生长时，其温度不能太低，也不能太高，太低或太高均不适合农作物生长。该系统可实时测量、显示大棚的温度，当大棚温度超过农作物生长的温度范围时，报警提醒农民。 方案一： 方案一原理框图如图1所示。 图1 大棚温度检测系统的原理框图 方案二： 方案二原理框图如图2所示。
《电子技术》课程设计报告 题目温度测量与控制电路 学院（部）电子与控制工程学院 专业电子科学与技术 班级 学生姓名郭鹏 学号 13 指导教师（签字） 前言 随着数字时代的到来，人们对于温度的测量与控制的要求越来越高，用传统的水银或酒精温度计来测量温度,不仅测量时间长、读数不方便、精度不够高而且功能单一,已经不能满足人们在数字化时代的要求。于是我们提出，测温电路利用温度传感器监测外界温度的变化,通过放大器将温度传感器接收到的信号进行放大，放大到比较有利于我们测量的温度范围,然后利用A/D转换器实现模拟信号到数字信号的转换,最后通过编程让FPGA实现8位二进制数与BCD码之间的转化,实现温度的显示；并利用比较器来实现对放大电压信号的控制，从而实现对温度的控制；再者还加载了报警装置，使它的功能更加完善，使用更加方便。
本设计是采用了温度的测量、信号放大、A/D转换、温度的显示、温度的控制、报警装置六部分来具体实现上述目的。 目录 摘要与设计要求 (4) 第一章：系统概述 (5) 第二章：单元电路设计与分析 (5) 1) 方案选择 (5) 2)设计原理与参考电路 (6) 1 放大电路 (6) 2 低通滤波电路 (7) 3 温度控制电路 (8) 4 报警电路 (9) 5 A/D转换器 (10)
6 译码电路 (11) 第三章：系统综述、总体电路图 (14) 第四章：结束语 (15) 参考文献 (15) 元器件明细表 (15) 收获与体会，存在的问题等 (16) 温度测量与控制电路 摘要： 利用传感器对于外界的温度信号进行收集，收集到的信号通过集成运算放大器进行信号放大，放大后的信号经过A/D转换器实现模拟信号与数字信号间的转换，再通过FPGA编程所实现的功能将转换后的数字信号在数码管上显示出来，实现温度测量过程。放大的信号可以与所预定的温度范围进行比较，如果超出预定范围，则自动实现声光报警功能，实现温度控制过程。 关键字：温度测量温度控制信号放大 A/D转换声光报警 设计要求： 1. 测量温度范围为200C～1650C，精度 0.50C； 2. 被测量温度与控制温度均可数字显示； 3. 控制温度连续可调； 4. 温度超过设定值时，产生声光报警。
一、任务技术指标 设计一个环境温度监测报警电路，通过对温度报警电路的设计、安装和调试，掌握温度报警电路的工作原理和运算放大器在实际电子电路中的应用。 基本要求： 1.当温度在15℃～30℃范围内（允许误差±1℃）时，报警器不发声。 2.当温度高于30℃时，报警器发出两种频率交替的“滴—嘟、滴—嘟”声响。 3.当温度低于15℃时，报警器发出间歇式声响。 4.可用5～15V 直流稳压电源供电。 5.在保证性能的前提下，尽量减少功耗，降低成本。 二、总体设计思想 1.基本原理 温度报警器是通过对温度有一定的感应的电阻的阻值的变化，转变为相应的电压的变化，从而通过一系列的电路产生相应信号，输入报警器，从而报警器发出不同的声响。 设计电路的时候，首先要有一个能够测外界温度的电路，测温电路用电阻组成，其中有一个就是对环境温度有感应的热敏电阻（要知道它的温度系数），它和其他电阻组成一个支路，另外还要有两个支路，都是用定值电阻组成的，事先就把相应的温度转换相应的电压，从而用不同阻值的电阻分压，这样就可以产生两个固定的温度，可以作为温度的上下限。 然后，把它们的比较结果作为输入进差动放大电路，进行一定倍数的电压放大，在把差动电路的输出作为滞回比较器的输入，这是为了稳定以下输出，把稳定的信号输入报警器中。这样就可以制作出来一个完整的温度报警器。 温度报警器由感知外部温度的桥式测温电路，差动放大电路，滞回比较器及报警器组成。测温电路由电阻组成，其中有一个就是对环境温度有感应的热敏电阻，它和其他电阻组成一个支路，另外还要有两个支路，都是用定值电阻组成的，事先就把相应的温度转换相应的电压，从而用不同阻值的电阻分压，这样就可以产生两个固定的温度，可以作为温度的上下限。然后，把它们的比较结果作为输入进差动放大电路，进行一定倍数的电压放大，在把差动电路的输出作为滞回比较器的输入，这是为了稳定输出，把稳定的信号输入报警器中。这就是一个完整的温度报警电路。 2.系统框图
基于单片机的温度测量控制系统设计
目录 1引言 (2) 1.1问题的提出…………………………………………………………… (2) 1.1.1什么是温度控制…………………………………………………………… (2) 1.2设计目的…………………………………………………………… (2) 2设计方案 (3) 2.1硬件设计方案…………………………………………………………… (3) 2.2软件设计方案…………………………………………………………… (3) 3硬件设计 (5) 3.1主控制部分AT89S51的设计方案 (5) 3.2温度采集模块…………………………………………………………… (7) 3.3显示模块…………………………………………………………… (7) 4软件设计 (9) 4.1温度采集…………………………………………………………… (9) 4.2键盘输入…………………………………………………………… (10) 4.3 LCD显
示…………………………………………………………… (11) 5总结 (12) 6参考文献 (15) 附录1设计原理图 (14) 附录2设计程序 (15)
1引言 1.1问题的提出 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,因而设计一种较为理想的温度控制系统是非常有价值的。 1.1．1什么是温度控制 温度控制系统由温控器和热电偶组成，热电偶检测温度并转换成电信号传给温控器，温控器根据所设定的温度发出控制信号，温度高于设定温度上限停止加热系统或开启降温系统，低于设定温度下线停止降温系统或开启加热系统。 1.2设计目的 本设计以AT89C51单片机为核心的温度控制系统的工作原理和设计方法。温度信号由温度芯片DS18B20采集，并以数字信号的方式传送给单片机。由键盘输入预设温度，比较实际环境温度与预设温度再由单片机做出相应的处理已以达到温度控制的目的。
课程实训报告 《单片机技术开发》 专业：机电一体化技术 班级： 104201 学号： 10420134 姓名：杨泽润 浙江交通职业技术学院机电学院 2012年5月29日
目录 一、DS18B20温度测量与控制实验目的…………………… 二、DS18B20温度测量与控制实验说明…………………… 三、DS18B20温度测量与控制实验框图与步骤…………………… 四、DS18B20温度测量与控制实验清单…………………… 五、DS18B20温度测量与控制实验原理图………………… 六、DS18B20温度测量与控制实验实训小结………………
1.了解单总线器件的编程方法。 2.了解温度测量的原理，掌握DS18B20 的使用。
本实验系统采用的温度传感器DS18B20是美国DALLAS公司推出的增强型单总线数字温度传感器。 Dallas 半导体公司的数字化温度传感器DS1820是世界上第一片支持“一线总线”接口的温度传感器。现场温度直接以“一线总线”的数字方式传输，大大提高了系统的抗干扰性。适合于恶劣环境的现场温度测量，如：环境控制、设备或过程控制、测温类消费电子产品等。与前一代产品不同，新的产品支持3V～5.5V的电压范围，使系统设计更灵活、方便。DS18B20测量温度范围为-55°C～+125°C，在-10～+85°C范围内,精度为±0.5°C。DS18B20可以程序设定9～12位的分辨率，及用户设定的报警温度存储在EEPROM中，掉电后依然 保存。 DS18B20 内部结构 DS18B20 内部结构主要由四部分组成：64 位光刻ROM、温 度传感器、非挥发的温度报警触发器TH 和TL、配置寄存器。 DS18B20 的管脚排列如下: DQ 为数字信号输入/输出端；GND 为电源地；VDD 为外接 供电电源输入端（在寄生电源接线方式时接地）。 光刻ROM 中的64 位序列号是出厂前被光刻好的，它可以 看作是该DS18B20 的地址序列码。64 位光刻ROM 的排列是： 开始8 位（28H）是产品类型标号，接着的48 位是该DS18B20 自身的序列号，最后8 位是前面56 位的循环冗余校验码 （CRC=X8+X5+X4+1）。光刻OMR 的作用是使每一个DS18B20 都各不相同，这样就可以实现一根总线上挂接多个DS18B20 的目 的。 DS18B20 中的温度传感器可完成对温度的测量，以12 位转化为例:用16 位符号扩展的二进制补码读数形式提供，以0.0625℃/LSB形式表达，其中S 为符号位。 这是12 位转化后得到的12 位数据，存储在18B20的两个8 比特的RAM 中，二进制中的前面5 位是符号位，如果测得的温度大于0，这5 位为0，只要将测到的数值乘于0.0625 即可得到实际温度；如果温度小于0，这5 位为1，测到的数值需要取反加 1 再乘于0.0625 即可得到实际温度。
' 单片机课程设计报告 智能家居报警系统 姓名： 班级： 学号： 指导老师： 日期： 摘要 } 智能家居是人们的一种居住环境，其以住宅为平台安装有智能家居系统，实现家庭生活更加安全，节能，智能，便利和舒适。 本小组设计的是基于STC89C52的智能家居报警系统，其主要模块包括单片机主控制系统、检测模块、密码锁模块、显示模块、报警模块等。 其主要通过人体热释红外感应获取室内人员信息，通过温度传感器获取室内温度，并发送信号到单片机，以输入密码的方式确定目标身份，并通过蜂鸣器、LED灯、语音报警、GSM 短信报警的全方位方式联合来警示输错三次密码者或发生火灾。 本系统还可以不仅大大提高系统安全性及智能性，也方便用户的使用。相信在不久的将来，在物联网产业的不断推动下,智能家居将真正走进寻常百姓的家中，人们也将真正享受到智能家居的舒适生活。 【关键词】AT89C52单片机检测密码门禁报警 目录 1.前言 (3) 2.方案选择与论证 (3) · 主控单元的选择 (3) 温度传感器模块的选择 (3) 远红外检测模块的选择 (4)
密码键盘的选择 (4) 显示模块的选择 (5) 3.总体电路设计 (5) 总体设计框图 (5) 总体电路图 (6) 4.。 5.单元电路设计 (6) 密码存储模块 (7) 检测模块 (7) 人体热释感应模块 (7) 温度探测模块 (8) 液晶显示模块 (9) 报警模块 (10) 蜂鸣器及LED报警 (10) * GSM报警 (11) 语音报警 (11) 5. 焊接与调试 (13) 电路焊接 (13) 电路调试 (14) 6.收获与体会 (15) 参考文献 附录：附录A：任务分配表 ~ 附录B：部分实物图 致谢 1.前言 智能家居是现代社会最热门的话题之一，它的目标是通过网络等信息通信技术手段实现对家居电器等的智能控制，使其能够按照人们的设定工作运行，而不论距离的远近。正是因为通信技术、计算机技术、网络技术、控制技术的迅猛发展与提高，促使了家庭实现了生活现代化，居住环境舒
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 -
1 前言 温度和湿度的检测和控制是许多行业的重要工作之一，不论是货品仓库、生产车间，都需要有规定的温度和湿度，然而温度和湿度却是最不易保障的指标，针对这一情况，研制可靠且实用的温度和湿度检测与控制系统就显得非常重要。 温湿度的检测与控制是工业生产过程中比较典型的应用之一，随着传感器在生产和生活中的更加广泛的应用。在生产中，温湿度的高低对产品的质量影响很大。由于温湿度的检测控制不当，可能使我们导致无法估计的经济损失。为保证日常工作的顺利进行，首要问题是加强生产车间温度与湿度的监测工作，但传统的方法过于粗糙，通过人工进行检测，对不符合温度和湿度要求的库房进行通风、去湿和降温等工作。这种人工测试方法费时费力、效率低，且测试的温度及湿度误差大，随机性大。目前，在低温条件下(通常指100℃以下)，温湿度的测量已经相对成熟。利用新型单总线式数字温度传感器实现对温度的测试与控制得到更快的开发。但人们对它的要求越来越高，要为现代人工作、科研、学习、生活提供更好的更方便的设施就需要从数字单片机技术入手，一切向着数字化，智能化控制方向发展。 对于国外对温湿度检测的研究，从复杂模拟量检测到现在的数字智能化检测越发的成熟，随着科技的进步，现在的对于温湿度研究，检测系统向着智能化、小型化、低功耗的方向发展。在发展过程中，以单片机为核心的温湿度控制系统发展为体积小、操作简单、量程宽、性能稳定、测量精度高，等诸多优点在生产生活的各个方面实现着至关重要的作用。 温湿度传感器除电阻式、电容式湿敏元件之外，还有电解质离子型湿敏元件、重量型湿敏元件（利用感湿膜重量的变化来改变振荡频率）、光强型湿敏元件、声表面波湿敏元件等。湿敏元件的线性度及抗污染性差，在检测环境湿度时，湿敏元件要长期暴露在待测环境中，很容易被污染而影响其测量精度及长期稳定性。 2002年Sensiron公司在世界上率先研制成功SHT10型智能化温度/温度传感器，体积与火柴头相近。它们不仅能准确测量相对温度，还能测量温度和露点。测量相对温度的围是0～100%，分辨力达0.03%RH，最高精度为±2%RH。测量温度的围是-40℃～