基于单片机设计的温度报警系统

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Word 资料 单片机设计的温度报警器

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摘要 ........................................................................ 3

1、引言...................................................................... 4

2 设计内容及性能指标 ........................................................ 5

3 系统方案比较、设计与论证 .................................................. 5

3.1 主控制器模块 ........................................................ 5

3.2 温度测量 ............................................................ 6

3.3 设置温度 ............................................................ 7

3.3 显示模块 ............................................................ 7

3.4 电源选取 ............................................................ 7

4 系统器件选择 .............................................................. 8

5 硬件实现及单元电路设计 ..................................................... 9

5.1 主控制模块 .......................................................... 9

5.2 显示模块电路 ........................................................ 9

5.3 数码管显示驱动电路 ................................................. 10

图6 驱动电路 ........................................................... 10

5.4 温度传感器(DS18B20)电路 ............................................ 11

5.4.1 DS18B20基本介绍 ............................................. 11

5.4.2 DS18B20控制方法 ............................................. 11

5.4.3 DS18B20供电方式 ............................................. 12

5.6 蜂鸣器、发光二极管报警电路 ......................................... 12

6 系统软件设计 ............................................................. 13

6.1 程序结构分析 ....................................................... 13

6.2 系统程序流图 ....................................................... 14

6.2.1 DS18B20初始化程序流程图 ..................................... 15

6.2.2 读温度子程序流程图 ........................................... 16

7 系统的安装与调试 ......................................................... 16

7.1 安装步骤 ............................................................ 16

7.2 电路的调试 ......................................................... 16

7.3 本章小结 ........................................................... 17

结 论..................................................................... 17

参考文献.................................................................... 17

附录1 整体电路原理图 ...................................................... 18

附录2 部分源程序 ......................................................... 19

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摘要

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STC89C52单片机的温度报警系统，详细描述了利用温度传感器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，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温度采集和显示，并可根据需要任意设定报警温度，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、农业生产中的温度控制，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STC89C52结合实现最简温度控制系统，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的控制，有广泛的应用前景。

关键词：单片机；温度控制；STC89C52；DS18B20；

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1、引言

随着科技的不断发展，现代社会对各种信息参数的准确度和精确度的要求都有了几何级的增长，而如何准确而又迅速的获得这些参数就需要受制于现代信息基础的发展水平。在三大信息信息采集(即传感器技术)、信息传输(通信技术)和信息处理(计算机技术)中，传感器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温度传感器技术，在我国各领域已经引用的非常广泛，可以说是渗透到社会的每一个领域，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温度报警装置具有重要的意义。

测量温度的关键是温度传感器，温度传感器的发展经历了三个发展阶段：

①传统的分立式温度传感器

②模拟集成温度传感器

③智能集成温度传感器。

目前的智能温度传感器(亦称数字温度传感器)是在20世纪90年代中期问世的，它是微电子技术、计算机技术和自动测试技术(ATE)的结晶，特点是能输出温度数据及相关的温度控制量，适配各种微控制器(MCU)。社会的发展使人们对传感器的要求也越来越高，现在的温度传感器正在基于单片机的基础上从模拟式向数字式，从集成化向智能化、网络化的方向飞速发展，并朝着高精度、多功能、总线标准化、高可靠性及安全性、开发虚拟传感器和网络传感器、研制单片测温系统等高科技的方向迅速发展，本文将介绍智能集成温度传感器DS18B20的结构特征及控制方法，并对以此传感器，STC89C52单片机为控制器构成的数字温度控制装置的工作原理及程序设计作了详细的介绍。其具有读数方便，方便控制，输出温度采用数字显示，主要用于对温度控制要求比较准确的场所，或科研实验室使用。该设计控制器使用STC89C52单片机，测温传感器使用DALLAS公司DS18B20，用数码管来实现温度显示。

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2 设计内容及性能指标

本设计主要是介绍了单片机控制下的温度报警系统，详细介绍了其硬件和软件设计，并对其各功能模块做了详细介绍，其主要功能和指标如下：

单片机实时检测温度传感器DS18B20的状态，并将DS18820得到的数据进行处理。上电后数码管显示当前的环境温度，通过按键可设置高低温报警值，当检测到的温度高于设置的报警值的时候，蜂鸣器报警同时报警灯闪烁，温度检测精确到0.1度。并具有掉电保存功能，数据保存在单片机内部EEPOM中，进入设置界面后如果没有键按下系统会在15秒后自动退出设置界面。

3 系统方案比较、设计与论证

该系统主要由温度测量和温度设置及系统状态显示三部分电路组成，下面介绍实现此系统功能的方案。

3.1 主控制器模块

方案1：

采用可编程逻辑器件CPLD 作为控制器。CPLD可以实现各种复杂的逻辑功能、规模大、密度高、体积小、稳定性高、IO资源丰富、易于进行功能扩展。采用并行的输入输出方式，提高了系统的处理速度，适合作为大规模控制系统的控制核心。但本系统不需要复杂的逻辑功能，对数据的处理速度的要求也不是非常高。且从使用及经济的角度考虑我们放弃了此方案。

方案2：

采用STC89C52单片机作为整个系统的核心，用其控制温度报警功能，以实现其既定的性能指标。充分分析我们的系统，其关键在于实现温度的自动显示并报警功能，而在这一点上，单片机就显现出来它的优势——控制简单、方便、快捷。这样一来，单片机就可以充分发挥其资源丰富、有较为强大的控制功能及可位寻址操作功能、价格低廉等优点。STC89C52单片机具有功能强大的位操作指令，I/O口均可按位寻址，程序空间多达8K，对于本设计也绰绰有余，更可贵的是STC89C52单片机价格非常低廉。