基于单片机的温度显示报警系统设计
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1引言 (1)1.1 单片机的应用背景 (1)2 总体设计方案 (2)2.1 功能简介 (2)2.2 设计思路 (2)2.3 芯片器材 (3)3 硬件设计 (3)3.1 AT89C51 (3)3.1.1 AT98C51引脚图 (3)3.1.2 AT89C51结构特点 (5)3.2 温度获取 (5) (7)3.3 时钟电路 (8)3.4 温度显示电路 (8)3.5报警电路 (10) (10)4 程序设计 (10)4.1 程序流程图 (11)4.2 初始化子程序 (11)4.3 读子程序 (12)4.4 写子程序 (13)4.5 数据处理子程序 (13)4.6 显示子程序 (15)4.7报警子程序 (17)5 实验仿真 (18) (18)6 总结 (19)参考文献 (20)附录 (21)1引言1.1 单片机的应用背景目前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。
导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通信与数据传输,工业自动化过程的实时控制和数据处理,广泛使用的各种智能IC卡,民用豪华轿车的安全保障系统,录象机、摄像机、全自动洗衣机的控制,以及程控玩具、电子宠物等等,这些都离不开单片机,更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗机械了。
世面上主要的单片机类型有Motorola 单片机、Microchip 单片机、东芝单片机、8051单片机、Atmel 单片机等。
此次课设中用到的是ATMEL公司,下面着重介绍一下ATMEL公司的单片机。
ATMEL 公司是世界上著名的高性能低功耗非易失性存储器和数字集成电路的一流半导体制造公司。
ATMEL 公司最令人注目的是它的EEPROM 电可擦除技术闪速存储器技术和质量高可靠性的生产技术。
在CMOS 器件生产领域中,ATMEL 的先进设计水平优秀的生产工艺及封装技术一直处于世界的领先地位。
这些技术用于单片机生产,使单片机也具有优秀的品质在结构性能和功能等方面都有明显的优势,ATMEL 公司的单片机是目前世界上一种独具特色。
学生毕业设计(论文)报告毕业设计(论文)任务书专业班级姓名实践单位名称:实践岗位名称:岗位职责:岗位能力要求:一、课题名称:智能温度控制系统二、主要技术指标(或基本要求):本设计使用单片机作为核心进行控制。
单片机具有集成度高,通用性好,功能强,特别是体积小,重量轻,耗能低,可靠性高,抗干扰能力强和使用方便等独特优点,在数字化、智能化方面有广泛的用途。
温度显示基本范围0.00℃—99.99℃。
精度误差小于0.01℃。
所测温度值由四位数码管显示。
可以设定温度的上下限报警功能。
三、主要工作内容:本设计的研究重点是设计一种基于单片机的数字温度计控制系统。
设计采用数字温度传感器DS18B20,此传感器读取被测量温度值,并进行转换。
将转换后的数据送到单片机处理,再通过数码管显示出来。
同时,手动设置温度的上下限值,当实时温度超出时,对应的工作指示灯亮。
四、主要参考文献:______________________________________________________________杨素行.模拟电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,2006:77-78.阎石著.数字电子技术基础[M].北京:高等教育出版社,2006:23-26.李全利,仲伟峰,徐军著.单片机原理及应用[M]. 北京:清华大学出版社2006:46-48.何立民著.单片机高级教程[M].北京:航空航天大学出版社,2000:55-57.杨路明著.C语言程序设计教程[M].北京:邮电大学出版社,2005:124-132.马忠梅,籍顺心,张凯等.单片机的C语言应用程序设计[M].北京:航天航空大学出版社,2007:28-45.学生(签名)年月日指导教师(签名)年月日教研室主任(签名)年月日系主任(签名)年月日毕业设计(论文)开题报告随着现代经济和社会的发展,信息化程度越来越高,智能化的测控仪器仪表应用越来越广范。
其中基于单片机的温度测控系统广范应用于工业、军事、消防等领域,因此这个题目具有很强的现实意义。
基于51单片机的温度报警系统设计温度报警系统是一种常见的安全监控系统,它可以监测环境温度,并在温度达到设定阈值时发出警报。
本文将介绍一个基于51单片机的温度报警系统的设计。
一、系统设计目标和功能本系统的设计目标是实时监测环境温度,并在温度达到预设阈值时发出警报。
具体功能包括:1.温度采集:通过温度传感器实时采集环境温度。
2.温度显示:将采集到的温度值通过数码管显示出来。
3.温度比较:将采集到的温度值与预设的阈值进行比较。
4.报警控制:当温度超过预设的阈值时,触发警报控制器。
5.报警指示:通过蜂鸣器或者LED灯等方式进行报警提示。
二、硬件设计本系统的硬件设计包括主控部分和外围部分。
1. 主控部分:使用51单片机作为主控芯片,通过AD转换器和温度传感器实现温度数据采集。
采用片内RAM和Flash存储器对数据进行处理和存储。
2.外围部分:包括数码管显示和报警指示。
使用数码管模块将温度值进行显示,使用LED灯或者蜂鸣器进行报警指示。
三、软件设计本系统的软件设计包括程序的编写和算法的设计。
1.程序编写:使用C语言编写单片机的程序。
程序主要包括温度采集、温度比较、报警控制和报警指示等功能。
2.算法设计:根据采集到的温度值与预设阈值进行比较,判断是否触发警报控制器。
同时,根据警报控制器的状态,控制报警指示的开关。
四、系统测试完成硬件和软件设计后,需要进行系统测试以验证系统的正确性和稳定性。
1.硬件测试:对硬件电路进行测试,包括电源、信号传输和外围器件等方面。
测试时需要注意电源的稳定性,信号的准确性和外围部件的工作状态。
2.软件测试:进行程序的运行测试,检查各功能是否正常运行。
特别关注温度采集和比较、报警控制和报警指示等功能。
五、系统性能分析对系统的性能进行分析,包括温度采集的准确性、报警控制的响应时间和报警指示的稳定性等方面。
1.温度采集准确性:主要受温度传感器的精度和ADC转换的准确性影响。
在设计中要选择合适的传感器和ADC。
基于STC89C51单片机的温度控制报警系统设计摘要:本文基于STC89C51单片机设计了一种温度控制报警系统,通过温度传感器检测环境温度,并根据设定的温度范围控制风扇运转并发出报警信号,以实现室内温度自动控制。
本文介绍了系统硬件设计、软件设计以及测试实验,并通过实验数据验证了系统的可行性和稳定性。
关键词:STC89C51单片机;温度控制;报警系统;温度传感器一、引言随着科技的不断发展,自动化控制技术在各个领域得到广泛应用。
温度自动控制是其中的一个重要应用方向。
在家庭、工厂以及医院等场所,温度的合理控制对于人们的身体健康和环境的稳定运转都有着重要的影响。
因此,设计一种基于STC89C51单片机的温度控制报警系统具有重要的研究价值和应用前景。
二、系统设计2.1 系统功能本系统主要功能为:实时检测环境温度,根据设定的温度范围控制风扇运转,并发出报警信号以实现室内温度自动控制。
2.2 系统硬件设计本系统主要硬件设计包括:温度传感器模块、LED指示灯、蜂鸣器、风扇以及STC89C51单片机。
温度传感器模块采用DS18B20型号,通过单总线接口与单片机相连,用于检测室内温度。
LED指示灯用于显示系统状态,包括运行状态和报警状态。
蜂鸣器用于发出报警信号。
风扇用于控制系统温度,实现温度自动控制。
STC89C51单片机负责系统的数据采集、运算和控制。
2.3 系统软件设计本系统的软件设计分为两部分:系统初始化和主程序部分。
系统初始化包括:串口初始化、温度传感器初始化、LED指示灯初始化、蜂鸣器初始化、风扇初始化等,主要用于对系统各个硬件进行初始化设置。
主程序部分包括:温度采集、温度判断、风扇控制和报警控制等。
主要通过程序实现室内温度的采集和判断,并根据设定温度范围控制风扇和报警控制信号等。
三、实验结果在实际测试中,将系统置于模拟室内环境中进行测试,测试数据显示本系统能够实现温度自动控制,并在温度超出设定范围时发出报警信号。
报告评分批改老师《现代电子综合实验》课程设计报告基于单片机的温度检测控制系统设计学生姓名 学 号专 业 班 级同组学生 提交日期 年 月 日指导教师目录2一、实验目的 .....................................................................................2二、实验要求 .....................................................................................2三、实验开发环境及工具 ...........................................................................2四、按键扫描和液晶显示功能实现 ...................................................................24.1矩阵键盘电路 ...............................................................................4.1.1矩阵键盘电路简介 .....................................................................224.1.2矩阵式按键扫描原理 ...................................................................24.1.3 按键扫描子程序设计思想及流程图 ......................................................34.2 LCD1602显示电路 ..........................................................................34.2.1 LCD1602模块简介 ....................................................................34.2.2 LCD1602模块引脚说明 .................................................................4.2.3 LCD1602控制方式及指令 ..............................................................344.2.4 LCD1602液晶显示子程序设计思想及流程图 ..............................................5五、基于单片机的温度检测控制系统设计过程 .........................................................55.1 系统整体电路框图及功能说明 ................................................................55.2 DS18B20数字温度传感器电路 ..............................................................55.2.1 单总线通信方式简介 ..................................................................65.2.2 DS18B20简介 ......................................................................5.2.3 DS18B20读写操作 ..................................................................665.3 声光报警及控制电路 ........................................................................75.4 软件设计 ..................................................................................5.4.1 主程序设计流程图 ....................................................................775.4.2 DS18B20子程序设计思想及流程图 ...................................................85.4.3 声光报警子程序设计思想及流程图 .....................................................9七、 实验过程及实验结果 ...........................................................................9八、实验中遇到的问题及解决方法 ...................................................................10附件 ............................................................................................一、实验目的(1). 掌握单片机应用系统的设计方法与步骤;(2).掌握硬件电路各功能模块的工作原理、应用电路与编程方法;(3).熟练掌握单总线的应用及编程;(4). 掌握基于单片机的温度检测控制系统的设计与实现。
基于AT89C51单片机温湿度显示报警系统设计1 引言1.1 选题背景20世纪末,电子技术获得了飞速的发展,在其推动下,现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域,有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高,同时也使现代电子产品性能进一步提高,产品更新换代的节奏也越来越快[1]。
目前,单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。
下面是单片机的主要发展趋势[2]。
单片机应用的重要意义还在于,它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法[3]。
从前必须由模拟电路或数字电路实现的大部分功能,现在已能用单片机通过软件方法来实现了。
这种软件代替硬件的控制技术也称为微控制技术,是传统控制技术的一次革命[4]。
单片机模块中最常见之一的是传感器,温湿度显示报警系统是一种基于单片机的用数字电路技术实现温湿度控制的装置,在实践社会生产当中拥有广泛的应用。
1.2 目的和意义随着社会的发展,人们对时间和环境中的温度及湿度的要求越来越高,尤其在日常的生活中和人们的生活和健康有着紧密的联系,特别是当人们乘坐公共交通工具时,温湿度以及实时时间和人们的出行都有着密切的联系。
温湿度控制在日常生活中使用比较普遍, 如各种仪器控制箱、温室或生产车间的温度湿度控制、空调列车车厢空气环境的控制等[5]。
常见的低端产品多采用机械指针式或水银柱式温湿度计, 体积小、质量轻、价格低、安装简便。
但是, 此类产品测量精度低, 没有LED 显示屏, 不能向智能化方向发展, 不利于进行功能扩展,如不能自动报警[6]。
目前,虽然在工业生产中和科研实验中通过对温湿度测量来进行自动控制的设备越来越普及,应用场合也越来越多。
但是,随之而来的问题是如何能够测得精确的温湿度以保证自动控制设备能够正确地发出控制指令来控制生产过程。
另一方面,如果温度或者湿度过高过低可能会对一些设备中的一些半导体元器件造成损坏[7]。
基于单片机温度报警器的设计温度报警器是一种常见的安全设备,用于监测环境温度并在温度超过设定阈值时发出警报。
基于单片机的温度报警器可以实现温度监测、报警和数据记录等功能,具有灵敏度高、可靠性好、成本低等优点。
下面将描述一种基于单片机的温度报警器的设计。
设计思路:本设计采用温度传感器、单片机、蜂鸣器和LCD液晶显示器等组成,实现温度监测和报警功能。
温度传感器用于测量环境温度,将温度值传输给单片机进行处理;单片机负责对温度值进行比较和判断,当温度超过设定阈值时,通过控制蜂鸣器发出警报声,并在LCD显示器上显示温度值和警报信息。
硬件设计:1.温度传感器:可以选择数字温度传感器,如DS18B20。
将温度传感器连接到单片机的数字引脚上,通过引脚读取传感器输出的数字信号。
2.单片机:可以选择常见的8位单片机,如STC89C52、单片机具有较强的处理能力和丰富的IO资源,可以用于读取和处理温度传感器数据,并控制蜂鸣器和LCD显示器。
3.蜂鸣器:选择合适的蜂鸣器,并将其连接到单片机的IO引脚上。
当温度超过设定阈值时,单片机将IO引脚置高,使蜂鸣器发出警报声。
4.LCD液晶显示器:选择适配器单片机的LCD显示器,通过单片机的IO引脚与单片机连接。
当温度超过设定阈值时,将警报信息显示在LCD上。
软件设计:1.硬件初始化:设置单片机相关IO引脚为输入输出模式,初始化温度传感器和LCD显示器。
2.温度采集:通过单片机的数字引脚读取温度传感器输出的数字信号,并进行相应的数据转换,得到环境温度值。
3.温度监测:将环境温度值与设定的阈值进行比较,若温度超过阈值则触发报警。
4.报警处理:当温度超过设定阈值时,通过设置单片机的IO引脚,控制蜂鸣器发出警报声,并在LCD显示器上显示警报信息。
5.数据记录:可以选择将温度数据保存到EEPROM中,方便后续查询和分析。
总结:基于单片机的温度报警器是一种简单但实用的安全设备,通过温度传感器和单片机的配合,可以实现对环境温度的实时监测和报警功能。
基于单片机的温度检测系统的设计一、引言随着科技的发展和社会的进步,温度检测在各个领域中起着至关重要的作用。
为了实现对温度变化的准确监测和控制,本文将介绍一种基于单片机的温度检测系统的设计方案。
二、系统概述本系统通过采集环境温度数据,并通过单片机进行处理和控制,实现对温度的实时监测和报警功能。
三、硬件设计3.1传感器选择在温度检测系统中,传感器是获取环境温度信息的关键部件。
本系统选择了精度高、稳定性好的数字温度传感器DS18B20作为温度采集装置。
3.2单片机选择单片机是系统的核心控制部分,负责采集传感器数据、处理数据并输出相应信号。
为了满足系统的实时性和稳定性要求,本系统选择了常用的S T M32系列单片机作为控制器。
3.3电路设计基于上述选择的传感器和单片机,我们设计了相应的电路接口和连接方式,确保传感器能够正常采集数据,并将数据传输给单片机进行处理。
四、软件设计4.1系统架构本系统采用分层架构设计,包括传感器数据采集层、数据处理层和用户界面层。
每一层都有相应的功能模块,实现温度数据的采集、处理和显示。
4.2数据采集和处理系统通过定时中断方式,周期性地读取传感器数据,并通过计算得到温度值。
采集到的数据经过滤波和校正处理后,传递给用户界面层进行显示。
4.3用户界面为了方便用户操作和监测温度变化,系统设计了简洁直观的用户界面。
用户可以通过L CD显示屏上的菜单操作,查看温度数值和设置相关参数,同时系统还具备温度报警功能。
五、系统测试与结果分析5.1硬件测试在硬件实现完毕后,进行了必要的硬件测试。
通过测量不同环境下的温度,并与实际温度进行比对,验证了系统的准确性和可靠性。
5.2软件测试系统软件的测试主要包括功能测试和性能测试。
通过模拟实际使用场景,测试了系统在不同条件下的温度检测和报警功能是否正常。
六、总结与展望本文介绍了基于单片机的温度检测系统的设计方案。
通过合理的硬件选型和软件设计,实现了对温度数据的实时监测和报警功能。
基于51单片机的温度报警器设计引言:温度报警器是一种用来检测环境温度并在温度超过设定阈值时发出警报的装置。
本文将基于51单片机设计一个简单的温度报警器,以帮助读者了解如何利用单片机进行温度监测和报警。
一、硬件设计硬件设计包括传感器选择、电路连接以及报警装置的设计。
1.传感器选择温度传感器的选择非常重要,它决定了监测温度的准确性和稳定性。
常见的温度传感器有热敏电阻(如NTC热敏电阻)、热电偶以及数字温度传感器(如DS18B20)。
在本设计中,我们选择使用DS18B20数字温度传感器,因为它具有高精度和数字输出的优点。
2.电路连接将DS18B20与51单片机连接,可以采用一根三线总线(VCC、GND、DATA)的方式。
具体连接方式如下:-将DS18B20的VCC引脚连接到单片机的VCC引脚(一般为5V);-将DS18B20的GND引脚连接到单片机的GND引脚;-将DS18B20的DATA引脚连接到单片机的任意IO引脚。
3.报警装置设计报警装置可以选择发出声音警报或者显示警报信息。
在本设计中,我们选择使用蜂鸣器发出声音警报。
将蜂鸣器的一个引脚连接到单片机的任意IO引脚,另一个引脚连接到单片机的GND引脚。
二、软件设计软件设计包括温度读取、温度比较和报警控制的实现。
1.温度读取通过51单片机的IO引脚和DS18B20进行通信,读取DS18B20传感器返回的温度数据。
读取温度数据的具体步骤可以参考DS18B20的通信协议和单片机的编程手册。
2.温度比较和报警控制将读取到的温度数据和设定的阈值进行比较,如果温度超过阈值,则触发报警控制。
可以通过控制蜂鸣器的IO引脚输出高电平或低电平来控制蜂鸣器是否发出声音警报。
三、工作原理整个温度报警器的工作原理如下:1.首先,单片机将发出启动信号,要求DS18B20开始温度转换。
2.单片机等待一段时间,等待DS18B20完成温度转换。
3.单片机向DS18B20发送读取信号,并接收DS18B20返回的温度数据。
基于51单片机的温度警报器的设计温度警报器是一种能够实时监测温度并在温度超过设定阈值时发出警报的装置。
本设计基于51单片机,通过温度传感器、LCD显示屏、蜂鸣器等元件实现温度监测和报警功能。
设计方案如下:1.硬件设计:a.温度传感器:选择一款常见的温度传感器,如DS18B20,通过数据线连接到单片机的GPIO口,实时获取温度数据。
b.LCD显示屏:使用16x2LCD显示屏,通过I2C接口与单片机连接,用于显示当前温度和报警信息。
c.蜂鸣器:选择一个合适的蜂鸣器,通过单片机的GPIO口控制,用于发出声音报警信号。
d.电源电路:为单片机和其他电路提供稳定的电源,可以选择直流电源或电池供电。
2.软件设计:a.初始化:对单片机进行初始化设置,包括IO口初始化、LCD初始化、温度传感器初始化等。
b.温度采集:通过温度传感器不断采集温度数据,并将其显示在LCD 屏幕上。
c.温度判断:获取当前温度值,并与设定的阈值进行比较。
如果高于阈值,进入报警状态。
d.报警处理:当温度超过设定阈值时,触发蜂鸣器发出声音报警信号,并在LCD上显示相应警告信息。
同时,可以选择触发其他动作,如发送短信或邮件通知。
e.报警解除:当温度恢复正常后,蜂鸣器停止报警,LCD屏幕上显示正常温度信息。
通过以上硬件和软件设计,我们可以实现一个基于51单片机的温度警报器。
该警报器能够实时监测环境温度,当温度超过设定阈值时,蜂鸣器会发出声音报警,并在LCD显示屏上显示相应报警信息。
当温度恢复正常后,报警器会自动停止报警,并显示正常温度信息。
除了基本的功能,还可以根据需求进行一些扩展。
比如,可以添加按钮控制来设置温度阈值,或者增加温度记录功能,实时记录温度变化并保存。
总之,基于51单片机的温度警报器设计具有可扩展性和实用性,可以满足不同环境的需求。
基础课程设计(论文)基于单片机的温度显示报警系统设计专业:电气工程及其自动化指导教师:任守华小组成员:刘春秋(20114073143)许玖红(20114073159)王锐(20114073105)葛传宇(20114073126)刘冠兵(20114012006)信息技术学院电气工程系2011年11月16前言本文主要设计一种基于AT89S52单片机的温度显示报警系统,在此设计中主要从硬件软件两大方面来进行。
本文又分为四大设计来进行:系统整体方案,主要介绍了本设计的整体方案思想,即以单片机为核心,根据DS18B20温度传感器检测外界温度并转化为数字信号进行处理,把数据传输到显示模块,实现温度的显示,并对温度实施监测,当温度超过给定的最高温度或者低于给定的最低温度时,通过单片机处理发出报警信号;系统的硬件设计,硬件方面按照单片机最小系统电路、显示硬件电路、键盘硬件电路、温度传感器硬件电路、温度执行控制硬件电路、串行通信接口电路、温度报警电路以及给整个系统供电的开关电源电路等八个模块分别进行设计,各个模块电路通过主机电路控制,协调一致的进行工作,完成对被测物体的温度控制;系统的软件设计,软件方面按照软件模块、主程序模块、数据采集模块、中断处理模块、显示模块、报警模块和温度调节等八部分进行设计,软件的设计在很大程度上决定了测控系统的性能,为了满足系统的要求,编制软件达到易理解性、易维护性、实时性、准确性和可靠性;调试和仿真,从硬件、软件的调试到仿真,完成设计的最终要求,当温度过高或者过低时就进行报警。
作者2014年10月摘要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具有不一般的价值与意义。
在现代化的工业生产中,电流、电压、温度、压力、流量、流速和开关量都是常用的主要被控参数。
因此,单片机对温度的控制问题是一个工业生产中经常会遇到的问题。
将这个问题地解决,能很好地提升生产效率,节约资源,降低生产成本。
本文从硬件和软件两方面介绍了MCS-51单片机温度控制系统的设计思路,对硬件原理图和程序框图作了简捷的描述该设计结构简单,控制算法新颖,控制精度高,有较强的通用性。
采用MCS-51单片机来对温度进行控制,不仅具有控制方便、组态简单和灵活性大等优点,而且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和数量。
关键词:单片机温度控制数字PID控制目录前言 (II)摘要 (III)1 绪论............................................ - 1 -2 系统整体设计方案................................ - 1 -2.1 单片机的选择............................... - 2 -2.2 温度传感器的选择........................... - 3 -2.3液晶的选择................................. - 5 -3 系统硬件设计.................................... - 6 -3.1 单片机的最小系统硬件电路的设计............ - 6 -3.2 显示硬件电路的设计........................ - 10 -3.3 键盘硬件电路的设计........................ - 13 -3.4 温度传感器的硬件电路设计.................. - 13 -3.5 温度控制执行电路设计...................... - 17 -3.6 串行通信接口电路......................... - 18 -3.7 电源电路的设计........................... - 19 -3.8 温度报警系统电路.......................... - 20 -4 系统软件设计................................... - 21 -4.1 软件模块.................................. - 22 -4.2主程序软件设计 ............................ - 22 -4.3 数据采集软件设计.......................... - 23 -4.4 中断处理软件设计.......................... - 24 -4.5显示软件设计.............................. - 25 -4.6 报警的软件设计............................ - 26 -4.7 温度部分软件设计.......................... - 27 -4.8软件抗干扰措施............................ - 28 -5 调试和仿真..................................... - 29 -5.1 系统的调试................................ - 29 -5.2 温度报警系统的仿真....................... - 29 -6 总结........................................... - 32 - 致谢............................................. - 34 - 附录一程序源代码............................... - 35 - 附录二系统的原理图............................. - 46 - 附录三单片级温度实时监控报警系统流程图 ......... - 47 - 参考文献......................................... - 48 -1 绪论在实际生产、生活等各个领域中,温度是一种最基本的环境参数,是环境因素不可或缺的一部分,与人们的生活环境与温度息息相关,温度测控技术也在各个领域应用越来越广泛。
温度及时精确的控制和检测显得尤为重要,要求也越来越高,温度检测并报警在现代的生活、生产特别在设施农业中得到了越来越广泛的应用。
比如,农业上土壤各个层面上的温度将会影响植物的生长;在医院的监护中也用到温度的测量。
在工业中,料桶里外上限温度要求不一,热处理中工件各个部位的温度对工件形成后的性能至关重要。
现代电子工业的飞速发展对自动测试的要求越来越高。
近几年来,许多数字温度传感器相继问世。
如AD公司的AD系列温度传感器,Dallas半导体公司的DS18X20系列温度传感器等,这些新型温度传感器的问世大大简化了温度检测装置的设计方案,稳定性高,并且能够直接将温度转换为数字值,便于计算机综合处理。
DSl8B20是美国达拉斯公司生产的一款产品,是一线式数字化传感器。
工作电源可在远端引入,也可采用寄生电源方式产生。
低功耗、微型化、抗干扰能力很强,可根方式产生。
低功耗、微型化、抗干扰能力很强,可根据实际要求通过简单的编程实现数字读数方式,便于与微处理器进行接口。
电路简单,实现起来比较容易,几乎适用于所有类型的单片机。
本文设计了基于DS18B20单总线数字温度传感器的多点温度检测报警系统。
2 系统整体设计方案本文介绍了一款由单片机AT89S52和新型的智能集成温度传感器DSl8B20以及LCD显示器等实现的温度测量、显示及报警系统。
同时在设计方面做了功能的扩展增加了键盘,键盘是用来调时和温度查询,功能较强,可以设置上下限报警温度,且测量准确、误差小。
单片机根据DSl8820,DSl302读来的数据利用软件算法来进行处理,经过转化,从而把数据传输到显示模块,实现温度的显示。
对温度实施监测,即当温度超过给定的最高温度或者低于给定的最低温度时,系统通过发光二极管发光和蜂鸣器进行报警提示。
由系统的结构框图,可以看出整个温度控制系统的电路组成主要由数字电路和模拟电路两部分的结合,就可以完成对被测物体的温度控制,进而实现温度显示和报警。
本设计以单片机为核心由主控模块、输入通道、输出通道、保护电路、电源电路组成等。
硬件总体结构框图如下图所示。
由结构框图可见,温度控制系统以单片机为核心,并扩展外部存储器构成主控模块。
被测对象的温度由单片机根据DS18B20温度传感器检测外界温度并转化为数字信号进行处理,经过转化,从而把数据传输到显示模块,实现温度的显示。
对温度实施监测,即当温度超过给定的最高温度或者低于给定的最低温度时,通过单片机处理发出报警信号并驱动相应的电机工作,系统通过发光二极管发光和蜂鸣器进行报警提示。
其系统框图如下所示:图 2.1温度报警系统原理框图传感器检测转化成数字信号送给单片机处理,一方面将被测对象的温度通过控制面板上的液晶显示器显示出来;另一方面将该温度值与设定的温度值进行比较,根据其偏差值的大小,最后通过控制继电器来驱动电机工作,进而达到对被测物体温度进行控制的目的,如果实际测得的温度值超过或低于系统设定的极限安全温度,保护电路会做出反应同时报警电路报警提示,从而保护被测物体。
单片机快速、准确的进行温度采集、数据处理、显示和控制主要是时钟电路提供的时钟频率,使单片机正常的协调处理各项任务。
各个器件工作的电源电压主要有电源电路提供。
则温度的设定范围就通过矩阵键盘进行设定,并且温度的设定范围可以人为的重复修改,使被测物体在正常的温度范围下工作,而采集的温度值和设定的温度值要能直观的看到就要通过相应的显示电路显示到相应的界面上,如液晶、数码管、点阵等。
其中保护电路就是保护被测物体避免被损坏。
单片机控制模块式式整个设计的核心,而单片机作为单片机控制模块的核心,乃至整个系统设计的核心,它的选择变得尤为重要。
2.1 单片机的选择选择单片机并不是一味地选择功能越多,价格昂贵的,而是要结合整个设计来进行权衡,保证整个设计进行起来方便、稳定、便宜,争取做到不浪费,从而得到最优的选择。
2.1.1 单片机AT89C52AT89C52是一个低电压,高性能CMOS 8位单片机,片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统,片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元,AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。